- •1.Система отсчёта и системы координат. Основные характеристики механического движения. Прямолинейное и криволинейное движение материальной точки. Скорость и ускорение.
- •2. Движение материальной точки по окружности. Нормальное и тангенциальное ускорения. Связь угловых и линейных характеристик движения
- •3. Векторные величины. Сложение, вычитание и умножение векторов. Силы. Масса. Законы ньютона.
- •4.Силы при криволинейном движении.
- •5. Закон всемирного тяготения. Зависимость веса тел от высоты над уровнем моря и географической широты. Гравитационное поле
- •6. Нормальное гравитационное поле и его аномалии.
- •8.Орбитальное движение земли и ее осевое вращение. Неравномерности вращения земли, их физическая природа
- •9. Приливообразующие силы и их геофизическая роль.
- •10.Закон сохранения и изменения количества движения.
- •11.Работа силы и мощность. Кинетическая и потенциальная энергия
- •12. Гармоническое колебание и его характеристики. Математический, физический и пружинный маятники
- •13. Энергия колеблющегося тела. Собственные колебания земли. Сложение гармонических колебаний
- •14. Волна, ее характеристики. Продольные и поперечные волны. Принцип гюйгенса. Интенсивность волны
- •15. Звуквая волна, характеристики звука. Инфразвук и ультразвук. Принцип локации
- •16. Элементы механики жидкостей. Основные определения. Уравнение неразрывности.
- •17.Уравнение бернулли и его применения для определения статического и динамического давлений
- •18.Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Межмолекулярные силы. Агрегатные состояния вещества.
- •19. Макроскопические системы. Термодинамическое равновесие. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы.
- •20. Газовые законы (бойля-мариотта, гей-люсака, авогадро). Уравнение состояния идеального газа
- •21. Барометрическая формула и распределение больцмана.
- •22. Явление переноса в газах и жидкостях. Диффузия в газах.
- •23. Явление переноса. Теплопроводность.
- •24. Явление переноса в газах и жидкостях. Внутреннее трение (вязкость).
- •26. Внутренняя энергия идеального газа.Работа и теплота. Закон сохранения энергии. Первое начало термодинамики.
- •27.Электрические заряды и электрическое поле
- •28. Линии напряженности. Поток вектора
- •29. Примеры вычисления напряженности электрических полей с помощью теоремы остроградского-гаусса
- •30. Потенциал и работа сил электростатического
- •31. Градиент потенциала. Связь между потенциалом и напряженностью электростатического поля
- •32. Эквипотенциальные поверхности. Изображения сечений простейших электрических полей с помощью эквопотенциальных линий. Работа при перемещении электрического заряда по эквипотенциальной поверхности
- •33. Вычисление потенциалов простейших электростатических полей. (создаваемых точечным зарядом, в плоском и шаровом конденсаторе)
- •1 .Потенциал электрического поля точечного заряда q.
- •3. Шаровой конденсатор.
- •34. Геоэлектрическое поле земли. Электрическая проводимость гидросферы, земной коры и недр
- •35. Электрическая проводимость атмосферы. Ионосфера, ионосферные слои. Влияние ионосферы на распространение радиоволн. Нормальное электрическое поле атмосферы. Техногенное воздействие на ионосферу
- •36. Электротеллурическое поле. Региональные и локальные электрические поля земной коры. Вариации меридиальной и широтной напряженности электротеллурического поля
- •37. Изучение глубинного строения Земли с помощью сейсмического зондирования
- •38. Масса, форма, размеры и строение атмосферы. Слои атмосферы и зависимость температур атмосферы от высоты
3. Векторные величины. Сложение, вычитание и умножение векторов. Силы. Масса. Законы ньютона.
Взаимодействие тел характеризуется физической величиной, которая называется силой. Сила являетсяколичественной мерой действия тел друг на друга, в результате которых они изменяют состояние своего движения.
Если бы на данное тело не действовали никакие силы со стороны других тел, то оно или находилось бы в неизменном состоянии покоя, или двигалось прямолинейно и равномерно. Состояние равномерного прямолинейного движения считается неизменным состоянием движения, поскольку это единственный вид движения с постоянной по величине и направлению скоростью иW= 0. Состояние покоя можно считать частным случаем равномерного прямолинейного движения, скорость которого равна 0.
Силы, как количественная мера взаимодействия тел, характ. не только своей величиной, но и направлением действия и точкой приложения, т.е.сила – вектор.
В механике рассматривают 1)гравитационные силы, 2)силы упругие. Упругие силы возникают в результате деформации тел и зависят от величины деформаций, 3) силытрения, действующие на соприкасающиеся поверхностные слои тел и зависящие как от состояния поверхностей соприкосновения, так и от относительной скорости тел.
Если на материальную точку действуют две силы F1иF2то их действие эквивалентно действию равнодействующей силеR=F1+F2
F1
R
F2
Если к материальной точке приложены F1,F2, …Fnсил, то их складывают по такому же принципу.R=Fi,
или можно построить силовой многоугольник.
F1 F2
F3
0 R F5 F4
Измерение силпроизводят путем количественного сравнения конкретных результатов их действия. Опыт показывает, что под действием одной и той же силы различные тела испытывают неодинаковые ускорения. Мы говорим, что различна инерция этих тел.Физической величиной, характеризующей инертность материального тела, является его масса.
Ньютон определил массу как количество вещества, содержащегося в теле. Это определение нельзя считать строгим и исчерпывающим, т.к. при больших скоростях масса одного и того же тела может изменяться при движении.
Масса характеризует не только инерцию материального тела, но и его гравитационные свойства.
Величину массы определяют по различным ее проявлениям путем сравнения с массой какого-либо эталонного тела, произвольно принятого за единицу. Единицей массы в системеСИявляетсяэталон 1 кг.
Изучая действие сил на движение тел, был сформулирован 1 закон Ньютона (Галилей):точечное тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку действие внешних сил не вынудит его изменить это состояние.
Свойство тел сохранять скорость неизменной при отсутствии действующих на них сил называется инертностью. Поэтому равномерное прямолинейное движение тел часто называют движением по инерции, а 1-ый зак. Ньютона - законом инерции.
Установленный Ньютоном 2 закон механики указывает, каким будет характер движения точечного тела при действии на него заданных сил.
При действии сил движение тела перестает быть равномерным и прямолинейным и появляется ускорение W. Направление его совпадает с направлениемF.WFприm=const. (1)
При действии одной и той же силы Fна разные телаWэтих тел оказываются различными, причем
W 1/m (2) при F = const. Объединяя (1) и (2) получаем, чтоW F/m, или F mW
F = kmW, но единицу силы выбирают так, что к = 1 и тогда
F = mW = mdV/dt = d/dt (mV) = dP/dt, (3)гдеР – импульс (количество движения) материальной точки.
Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.
1 Н – сила, которая массе в 1 кг сообщает ускорение, равное 1 м/с2.
Сила веса 1кГ, тогда 1Н = 0,102 кГ; 1 кГ = 9,81 Н.
До сих пор мы рассматривали влияние других тел на характер движения данного выделенного тела . Такое влияние не может быть односторонним, взаимодействие должно быть обоюдным. Этот факт отражается 3 законом Ньютона, сформулированным для случая взаимодействия 2-х мат. точек:Если материальная точка m2 испытывает со стороны матер. точки m1 силу равную F12, то m1 испытывает со стороны m2 силу F21, равную по величине и противоположную по направлению F12.
F21 = - F12
F21 F12
силы отталкивания
m1m2
F21F12
силы притяжения
m1m2
Эти силы действуют всегда вдоль прямой, проходящей через точки m1иm2.
В случае произвольно большого множества точек взаимодействие в такой системе согласно 3-му зак. сводится к парному взаимодействию между любыми двумя точками. Т.е. например, сила, испытываемая точкой m3системы, складывается из сил, действующих со стороны точекm1,m2,m4,m5и т.д.F3=F13+F23+F43+F53+ …
Силы действия и противодействия приложены всегда к различным телам и поэтому никогда не уравновешивают друг друга.
Пример: когда человек идет по земле, то сила, с которой он отталкивает землю назад, равна по величине и направлена обратно той силе, с которой земля отталкивает человека вперед. При равенстве этих сил, однако, согласно 2-го зак. Ньютона, возникающие ускорения обратно пропорциональны массам, и землю благодаря ее очень большой по сравнению с человеком массе можно считать практически неподвижной.