Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
раздел 1. элементы механики..docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
15.04.2019
Размер:
191.1 Кб
Скачать

1………Физика относится к фундаментальным наукам, т.е. является базой, на которой строятся остальные прикладные науки. Физика изучает явления и законы материального мира(неживой природы).она изучает наиболее общие формы существования и движения материи.

Материя – окружающие нас тела вместе с создаваемыми ими полями.

1)окр нас тела – вещества состоящие из мельчайших частиц:элементарные частицы.

2)поле окр нас – гравитационное и электромагн.

Основное св-во материи: она всегда находится в непрерывном движении, причем под движением подразумевается любое изменение состояния системы.

Простейшая форма движения материи – механическое движение – процесс изменения положения тела в пространстве с течением времени.

Пространство и время – основные формы сущ-я материи.

Время – это понятие фундаментальное и определяется операционно. Эталон для определения временных соотношений наз часами.

Свойства времени:

1.непрерывность

2.время одномерно

3.время однонаправлено

4.время однородно, т.е. любые физ законы не зависят от выбора начала отсчета времени.

Пространство – понятие фундаментальное и поэтому определяется операционно, т.е вводится способ или операция по измерению данной величины.

Измерить – значит сопоставить с одним из тел, выбранным в качестве эталона.

Основные требования к эталону – доступность и воспроизводимость.

Эталон для измерения пространственных объектов наз линейкойю

Основные св-ва пространства:

1)непрерывность: не сущ-ет самых мельчайших частиц пространства.

2)пространство эвклидово или плоское

3)пространство трехмерно

4)пространство однородно – в нем нет выделенных точек и пространственные соотношения объектов инвариантны (не изменены) относительно парал переноса системы координат

5)пространство изотропно, т.е. пространственные соотношения объектов инвариантны относительно системы координат. ­­­­­­­­___________________________________________________________________________________

2......... Не исчерпывается связь физики с другими науками. Физика позволяет создавать приборы и вырабатывать методы исследования, необходимые для успешного развития всех естественных и прикладных наук. Трудно переоценить значение, которое имели, например, микроскоп в развитии биологии, телескоп — в астрономии, спектральный анализ — в химии, рентгеновский анализ — в медицине и т. п. Все естественные и прикладные науки широко и плодотворно применяют теперь метод меченых атомов, электронную аппаратуру и другие физические приборы и методы исследования. Почти все эти науки имеют сейчас специальные физические разделы: астрофизика — в астрономии, физическая химия — в химии, биофизика — в биологии, агрофизика — в агрономии, электрофизика — в электротехнике; металлофизика — в металловедении и т. д. Можно поэтому утверждать, что физика является фундаментом, на котором строятся все естественные и прикладные науки.

Следует подчеркнуть, что связь физики с другими науками взаимна: развиваясь с помощью физики, эти науки обогащают физику своими достижениями и ставят перед нею новые задачи, разрешая которые физика развивается и совершенствуется сама.

Физические процессы в организме.

Несмотря на сложность и взаимосвязь различных процессов в организме человека, часто среди них можно выделить процессы, близкие к физическим. Например, такой сложный физиологический процесс, как кровообращение, в своей основе является физическим, так как связан с течением жидкости (гидродинамика), распространением упругих колебаний по сосудам (колебания и волны), механической работой сердца (механика), генерацией биопотенциалов (электричество) и т.п. Дыхание связано с движением газа (аэродинамика), теплоотдачей (термодинамика), испарением (фазовые превращения) и т. п.

В организме кроме физических макропроцессов, как и в неживой природе, имеют место молекулярные процессы, которые в конечном итоге определяют поведение биологических систем. Понимание физики таких микропроцессов необходимо для правильной оценки состояния организма, природы некоторых заболеваний, действия лекарств.

«Влияние физических факторов на здоровье человека»

Влияние компьютера на здоровье человека

Основные аспекты длительной работы за компьютером

Влияние ультрафиолетового излучения на здоровье человека

Благоприятное влияние УФ излучения на организм

Воздействие ультрафиолета на кожу

Воздействие УФ излучения на глаза

Влияние УФ излучения на иммунную систему

Влияние шума на здоровье человека

Воздействие различных шумов на человека

Примеры шумового воздействия

3….. К негативному физическому воздействию на окружающую среду относятся вредное воздействие шума, тепловое воздействие, вибрации, ионизирующего излучения, электрических, электромагнитных, магнитных полей и другие физические факторы, изменяющие температурные, энергетические, волновые, радиационные и другие физические свойства компонентов окружающей среды, влияющие на здоровье человека и окружающую среду. Меры по предупреждению и устранению негативного воздействия шума, вибрации, электрических, электромагнитных, магнитных полей и иного негативного физического воздействия на окружающую среду в городских и сельских поселениях, зонах отдыха при осуществлении хозяйственной и иной деятельности принимают органы местной компетенции. В соответствии со ст. 25 комментируемого Закона для каждого источника негативного физического воздействия устанавливаются нормативы допустимых физических воздействий. Превышение нормативов допустимых физических воздействий запрещается. О нормативах допустимых физических воздействий смотри комментарий к ст. 25 настоящего Закона.

Природная окружающая среда – это все живые и неживые объекты, которые естественно существуют на Земле или в некоторой её части.

Понятие окружающей среды включает в себя два ключевых компонента:  Первый - это естественные системы (то есть системы без значительного человеческого вмешательства). Суда входят все растения, животные, скалы и так далее, а также природные явления, которые происходят в рамках всего этого.

Второй компонент - это универсальные природные ресурсы и физические явления, не имеющие четких границ, например воздух, вода и климат, а также излучение, электрическое напряжение и магнетизм, не происходящие от человеческой деятельности.

Когда говорят о защите окружающей среды, то подразумевают сохранение благоприятной среды для существования живых существ во всей полноте биологического разнообразия. Тут следует сказать, что деятельность человека не должна приводить к критическому нарушению биологического мира, так как нам ещё предстоит тут жить.

Природную окружающую среду часто противопоставляют искусственной или техногенной среде, которая охватывает области и компоненты, на которые сильно влияет человек. География распространения такой искусственной среды зависит от человеческого влияния на естественные системы. Чем больше человек изменяет окружающую среду под себя, тем больше она становиться техногенной.

Здесь действует принцип - хорошо там, где нас нет. Такие места называются дикой природой - это области без любого человеческого вмешательства. Тут львы спокойно пьют воду из одной лужи с косулями, а затем также спокойно их пожирают.

Однако вернёмся к теме доклада. Характеризируя окружающую среду следует сказать, что она состоит из таких компонентов, как: 

 Водная среда 

 Почва 

 Воздушная среда 

 Растительный и животный мир 

 Социальная среду (то есть мы с вами) 

 Техногенную среду (машины, роботы которые готовятся захватить наш мир, заводы - одним словом всё, что создал человек)

Как вывод следует сказать, что оптимизация взаимоотношений человека с окружающей средой предусматривает не только охрану природы, а и активное её преобразование на основе безотходного производство и получения энергии. Для этого необходимо всестороннее исследование техногенных изменений природной среды на всех уровнях (от местного до планетарного), изучение степени устойчивости природных ландшафтов по отношению к воздействию человека, оценка их способности к саморегулированию и восстановлению, а также прогнозирование их дальнейшего поведения. 

4...... Если форма и размеры тела не оказывают существенного влияния на характер его движения, то такое тело можно рассматривать как материальную точку. Материальной точкой называется тело, формой и размерами которого можно пренебречь в данной задаче.

Различают три вида механического движения тел — поступательное, вращательное и колебательное. При поступательном движении твердого тела все его точки описывают совершенно одинаковые (при наложении совпадающие) линии и имеют одинаковую скорость и одинаковое ускорение (в данный момент времени). Колебательным движением (колебанием) называется процесс, при котором система, многократно отклоняясь от своего состояния равновесия, каждый раз вновь возвращается к нему.

Перемещение тела можно рассматривать только относительно какого-либо другого тела или группы тел.

Линия, описываемая движущейся материальной точкой, называется траекторией.

Отрезок, пройденный точкой за некоторый промежуток времени, представляет путь, пройденный точкой за этот промежуток времени.

Ско́рость (  ) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта .

Ускоре́ние ( ) — производная скорости по времени, векторная величина, показывающая, насколько изменяется вектор скорости точки (тела) при её движении за единицу времени.

5……Масса является одной из основных физических величин. Подчеркнем, что она характеризует не только инерцию тел, но и их гравитационные свойства (тяготение). Кроме того, масса характеризует «энергосодержание» тела . Масса тел определяется путем сравнения с массой некоторого произвольно выбранного эталонного тела.

Первый закон Ньютона (закон инерции): всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие других тел не выведет его из этого состояния.

Второй закон Ньютона: ускорение а, приобретаемое телом под действием силы F, направлено так же, как сила, а по величине пропорционально силе и обратно пропорционально массе тела: (1). Из последнего соотношения следует, что (2).

Третий закон Ньютона (закон действия и противодействия): два взаимодействующих тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению: (3), где — сила действия первого тела на второе, — сила действия второго тела на первое.

Название силы

Природа взаимодействия

Формула для расчета силы

Зависимость силы от расстояния или относительной скорости

Зависит ли сила от массы взаимодействующих тел

Как направлена сила

Сила тяготения

гравитационная

Является функцией расстояния между взаимодействующими телами

Прямо пропорциональна массам взаимодействующих тел

Вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие тела

Сила упругости

электромагнитная

Является функцией расстояния (зависит от деформации)

Не зависит

Противоположно направлению перемещения частиц при деформации

Сила трения

а)сухого

б)жидкого

электромагнитная

Является функцией скорости относительного движения

Не зависит

Противоположно направлению вектора скорости

Система отсчета, движущаяся (относительно звезд) равномерно и прямолинейно (т. е. по инерции), называется инерциальной.

  1. Рычаг, к которому действующая сила и сила преодолеваемого сопротивления приложены по разные точки опоры (рис.2,а). Например, череп рассматриваемый в сагиттальной плоскости.

ось вращения рычага проходит через сочленение черепа с первым позвонком. Спереди от точки опоры на относительно коротком плече действует сила тяжести головы, приложенная в центре масс черепа (несколько позади турецкого седла), позади точки опоры – сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости. Условие равновесия ;

  1. Рычаг, у которого силы и расположены по одну сторону от точки опоры , причем сила - к концу рычага, а сила - ближе к точке опоры (рис.3,а). Условие равновесия рычага: . Но , следовательно, , т.е. такой рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемещении и называется рычагом силы. Пример: действие свода стопы при подъему на полупальцы, опорой рычага, через которую проходит ось вращения, служат головки плюсневых костей.

Преодолеваемая сила - сила тяжести тела, приходящаяся на нижнюю конечность, - проложена к таранной кости. Действующая мышечная сила , осуществляющая подъем тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости;

  1. Рычаг, у которого сила приложена ближе к точке опоры, чем сила (рис.4,а). Условие равновесия: . Но , следовательно, , т.е. такой рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называется рычагом скорости.

7…… Система отсчета, движущаяся (относительно звезд) равномерно и прямолинейно (т. е. по инерции), называется инерциальной. Очевидно, что таких систем отсчета — неисчислимое множество, поскольку любая система, движущаяся относительно некоторой инерциальной системы отсчета равномерно и прямолинейно, тоже инерциальна. Системы отсчета, движущиеся (относительно инерциальной системы) с ускорением, называются неинерциальными.

8…….силы возникающие при криволинейном движении….

Движущие силы: упор гребного винта, боковая сила руля, силы, создаваемые средствами активного управления и т. п.

Внешние силы: силы давления ветра, волнения моря, течения. Эти силы, как правило, создают помехи при маневрировании.

Реактивные силы: силы и моменты, возникающие в результате движения судна под действием движущих и внешних сил. Реактивные силы зависят от линейных и угловых скоростей и разделяются по своей природе на инерционные и неинерционные.

Инерционные силы и моменты, Rи, обусловлены инертностью судна и присоединенных масс жидкости. Они возникают только при наличии ускорений – линейного, углового, центростремительного. Инерционная сила всегда направлена в сторону, противоположную ускорению. При равномерном прямолинейном движении судна инерционные силы не возникают.

Неинерционные силы и моменты, Rв, обусловлены вязкостью забортной воды, т. е. являются гидродинамическими силами и моментами. Гидродинамические силы и моменты принято подразделять по характеру движения судна, при котором они возникают, на позиционные и демпфирующие.

Позиционные силы и моменты, Rn, действуют на судно при прямолинейном движении судна с углом дрейфа.

Демпфирующие силы и моменты, Rд, – добавочные силы и моменты, обусловленные вращением судна вокруг вертикальной оси.

Движение Земли

Earth motion

Движение Земли - перемещение Земли относительно некоторой выбранной системы координат. Земля совершает четыре вида движения:  -1- Движение вместе с Солнечной системой вокруг центра Галактики. Один оборот - галактический год (230 или 280 млн лет).  -2- Движение вокруг Солнца по эллиптической орбите, близкой к кругу радиусом около 149,6 млн км. Период обращения - год. Плоскость орбиты называется плоскостью эклиптики.  -3- Вращение Земли вокруг своей оси - один оборот за сутки.  -4- Обращение вокруг общего с Луной центра масс с периодом 27.32 суток.

Движение Солнца

Солнце движется почти равномерно (почти — из-за эксцентриситета орбиты Земли) по большому кругу небесной сферы, называемому эклиптикойс запада на восток (то есть в сторону, противоположную вращению небесной сферы), совершая полный оборот за один сидерический год (365,2564 дня). Сидерический год отличается оттропического года, определяющего смену сезонов, вследствие прецессии земной оси (см. Предварение равноденствий).

Движение нижних планет

В своём движении по небесной сфере Меркурий и Венера никогда не уходят далеко от Солнца (Меркурий — не дальше 18° — 28°; Венера — не дальше 45° — 48°) и могут находиться либо к востоку, либо к западу от него. Момент наибольшего углового удаления планеты к востоку от Солнца называется восточной или вечерней элонгацией; к западу — западной илиутренней элонгацией.

При восточной элонгации планета видна на западе вскоре после захода Солнца. Двигаясь с востока на запад, то есть попятным движением, планета сначала медленно, а потом быстрее, приближается к Солнцу, пока не скрывается в его лучах. Этот момент называется нижним соединением (планета проходит между Землёй и Солнцем). Спустя некоторое время её становится видно на востоке незадолго до восхода Солнца. Продолжая попятное движение, она достигает западной элонгации, останавливается и начинает двигаться с запада на восток, то есть прямым движением, догоняя Солнце. Догнав его, она снова становится невидимой — наступает верхнее соединение (в этот момент Солнце оказывается между Землёй и планетой). Продолжая прямое движение, планета вновь достигает восточной элонгации, останавливается и начинает попятное движение — цикл повторяется.

[Править]Движение верхних планет

У верхних планет также чередуются прямое и попятное движение. Когда верхняя планета видна на западе вскоре после захода Солнца, она движется по небесной сфере прямым движением, то есть в ту же сторону, что и Солнце. Однако скорость движения верхней планеты по небесной сфере всегда меньше, чем у Солнца, поэтому наступает момент, когда оно догоняет планету — происходит соединение планеты с Солнцем (последнее оказывается между Землёй и планетой). После того, как Солнце обгонит планету, её становится видно на востоке, перед восходом Солнца. Скорость прямого движения постепенно уменьшается, планета останавливается и начинает перемещаться среди звёзд с востока на запад, то есть попятным движением. В середине дуги своего попятного движения планета находится в точке небесной сферы, противоположной той, где в этот момент находится Солнце. Это положение называется противостоянием (Земля находится между Солнцем и планетой). Через некоторое время планета снова останавливается и меняет направление своего движения на прямое — и цикл повторяется.

Расположение планеты на 90° к востоку от Солнца называется восточной квадратурой, а на 90° к западу — западной квадратурой.