Геологический факультет. Шпаргалка 1 курс. / Физика / vopros_1_2_3_4_5
.doc
1.Кинематика
матерьяльной точки. Система отсчета.
Траектория, перемещение, путь, скорость,
ускорение… Кинематика изучает
движение тел, не рассматривая причины,
обуслав-е это движ. Для
описания движения тел исп-ют физические
модели. Простейшей
мод. является матерьяльная точка –
тело, обладающее массой, но размерами
которого можно пренебр. Это понятие
облегчает решение задач. Произвольное
тело или сист. Тел можно мысленно разбить
на взаимодейств. Между собой малые
части, наз-е мат. Т. . Движ . тел происходит
в пр-ве и во врем. -> нужно знать в каких
местах точка наход. В опр-е время.
Положение мат т. определяется по
отношению к какому-л. другому телу,
назыв., телом отсчета. Система отсчета
с ним и связывается (совокуп. Системы
коор. и часов С т. отсчета и). Наиболее
часто мы исп. Декартову сист. Коорд. В
ней полож. Точки опред. Радиус-вектором
(r). Тело
движ., знач. Во время t1
полож. опред-ся вектором r1,
в t2
– r2.
За пром. времени дt
тело перем. на дr.
Vср
на этом уч. =дr/дt.
Форма движ. назыв. траекторией. Расст.,
пройденное вдоль траект. точки - длинной
пути. Скорость
характер-ся быстротой движ. и
направлением в данн. момент времени.
При неогр. уменьшении дt
Vср
стремится к пред-му знач. – мгнов. скор.
V=(через
пред.). V = r’.
Вектор V
направлен по кас. к траектории.
2.
Криволинейное движение. Норм. и танг.
Ускорение. Представим
какой-л. поворот как часть окр. и введем
рад-с кривизны. Разложим скор. на норм.
сост. и тангенц. Vт=const
– прямолин. равномерное движ.. A=дV/дt.
Амг=(через пред.). Аналогично и ат и аn. Aт an
Const 0 Прямолин.
равноускор-е 0 0 Равномерное
прямолин-е 0 <>0 Равномерное
криволин-е 0 const Равномерное
движ. по окр. <> 0 Криволин.
беск-е движение Поступательное
движение – все точки тела движутся по
одинаковым траекториям. Вращательное
движение – движ., при котором все т.
тела движ. по окр. , центры которых лежат
на одной и той же прямой. 3.Движение точки по
окружности. Угловые перемещения,
скорость, ускорение. Связь между лин.
И угловыми характеристиками. Пусть
некоторая т. движется по окр., радиусом
R.
Её полож. Через дt
зададим углом дf.
Угл. скор-ю назыв. векторная вел-а,
равная первой производной угла поворота
тела по времени: w=(через
пред.)=df/dt
Вектор w
направлен вдоль оси вращения по правилу
правого винта. Размерность
(рад/с). Лин. скорость точки V=lim(дS/дt)=
lim(R*дf/дt)=R*w.
В вект. виде V=[w*R].
Если w
=const,
можно вращение охарактеризовать
периодом T=2п/w.
Частотой вращения назыв. число полных
оборотов, соверш-х телом при равн.
движ.
по окружности: n=1/T =w/(2п).
Угл. ускорением
называется вект. величина, равная
первой производной угл. скор по ввремени:
e=dw/dt.
Тангенциальная составл. Aт=d(w*R)/dt=R*e.
Норм. составляющая an=V^2/R=w^2*R^2/R=W^2*R ||
S=R*f,
V=R*w.
В случае равнопеременного движения
e=const:
w=w0(+_)
e*t
f=w0*t(+_)e*t^2/2,
где w0
– начальная угл. скорость. 4.Динамика матерьяльной
точки. Инерциальные системы отсчета
и первый закон Ньютона. Первый
закон Ньютона.
Матер. точка , движ-ся равномерно или
прямолинейно или сохраняя состояние
покоя до тех пор, пока воздействие
других тел не выведет её из этого
состояния.
Любое
матерьяльное тело обладает инерцией
и благодоря этому сохр. свое сост.
сколь угодно без ввозд. Внешних факторов. Инерциальная система
отсчета – такая сист. отсчета, по
отношению к которой, матер. т. свободная
от внешних воздействий движ. равномерно
и прямолинейно или наход. в сост. покоя.
Любые две инерциальные сист. отсчета
могут двигаться друг относительно
друга только поступательно. (земля –
солнце, звезды между собой). Есть
параметры, независящие от выбора сист.
отсчета (пример: разность скоростей).
5.Фундаментальные
взаимодействия. Силы различной природы
(упругие , гравитационные, трения),
второй закон Ньютона . Масса. Третий
закон ньютона. Массой мат.т. называется
скалярная величина, являющаяся мерой
энертности мат.т. Св-ва
массы классической механники:1.Величина
массы не зависит от движ. тела или т..
2.Масса обладает отдетивностью (спос.
К слож.). 3.Масса замкнутой сист. коорд.
остается неизменной при всех процессах,
происходящих внутри системы. m=Vp
- для однородных тел. m=p*dV
– неоднородное тело. m=p1*V1+p2*V2…
- для системы тел. Центр масс – некая
точка , радиус вектор которой rc
(т. С) опр. формулой : r=1(m1*r1)/m
+… Второй
закон Ньютона.
Ускорение, приобретаемое мат. т. (телом)
, пропорционально вызывающей его силе,
совпадает с ней по направлению и обратно
пропорционально массе мат. точки
(тела). Этот
закон – основной закон динамики
поступательного движения, объясняет
как изменяется механическое движение
мат. точки под действием приложенных
к ней сил. Если рассмотреть действ. Разл
сил на тело, то, оказывается а~F
(m=const),
a~1/m
(F=const).
Учитывая
это ->
am=F*k. Сила
– векторная вел-а, являющаяся мерой
махан. Воздействия на рассматр. Тело
со стороны других тел. Это воздействие
может быть непосредственным (путём
механ. Возд..) или при помощи поля (грав.,
магн.): F=д(mV)/дt
=m(дV/дt)=ma. Связи
– ограничения, наложенные на положение
или движение мат. т. . Наличие связей
определяет несвободу тел. Свободным
назыв. такое тело, на полож. и движение
которого не наложено ни каких ограничений. Предположим,
что скользит тело по поверх-ти, оно
через некоторое время обязательно
остан., это можно объяснить сущ. Силы
трения. Различают внешнее (сухое) и
внутреннее (вязкое или жидкое) трение.
Внешнее возникает в плоскости касания
двух соприк. тел при их относ. .перемещении.
В зависимости от характера относ.
движения, говорят о трении скольжения,
качения или верчения. Внутреннее –
между частями одного и того же тела
(пример: между слоями жидкости или
газа). В отличае от внешнего , здесь
отсутствует трение покоя. Опытно
установили, что Fтр~N
– норм. давлению:F=f*N,
где f
– коэф. трения скольжения Третий
закон Ньютона.
Две мат. т. действующие друг на друга
силами равными по величине и противоположно
направленными вдоль соед. их прямой.