1. Ускорение при криволинейном движении

Второй закон Ньютона устанавливает соотношение между силой, а также массой и ускорением тела:

(111.1)

Здесь m — масса тела, а — его ускорение, F— равнодействующая всех сил, приложенных к телу (см. формулу (44.1)). В случае прямолинейного движения векторы можно заменить их модулями (точнее, проекциями на прямую, вдоль которой движется тело). В таком упрощенном виде мы применяли второй закон Ньютона до сих пор. Однако при изучении криволинейного движения нужно пользоваться векторным уравнением (111.1).

При криволинейном движении скорость изменяется, вообще говоря, и по модулю, и по направлению. Чтобы охарактеризовать оба изменения отдельно, разложим векторы, стоящие слева и справа в уравнении (111.1) на тангенциальные (касательные) и нормальные (центростремительные) составляющие. Обозначим тангенциальную и нормальную составляющие ускорения через аt и аn, а тангенциальную и нормальную составляющие силы через Ft и Fn. Тогда второй закон Ньютона можно написать отдельно для тангенциальных и нормальных составляющих:

1. Кинематика вращательного движения.

Вращательным движением называется такое движение, при котором траектории всех точек тела являются концентрическими окружностями, центры которых лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения.

Молекулярная физика

Опытное обоснование основных положений МКТ:

Молекулярно-кинетическая теория - учение о строении и свойствах вещества, использующее представление о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе МКТ лежат три строго доказанных с помощью опытов утверждения:

Вещество состоит из частиц - атомов и молекул, между которыми существуют промежутки;

Эти частицы находятся в хаотическом движении, на скорость которого влияет температура;

Частицы взаимодействуют друг с другом.

Отношение числа молекул к количеству вещества называется постоянной Авогадро:

Постоянная Авогадро равна . Она показывает, сколько атомов или молекул содержится в одном моле вещества.Количество вещества можно найти как отношение числа атомов или молекул вещества к постоянной Авогадро:

Молярной массой называется величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества:

Молярную массу можно выразить через массу молекулы:

Для определения массы молекул нужно разделить массу вещества на число молекул в нем:

Броуновское движение

Броуновское движение - тепловое движение взвешенных в газе или жидкости частиц. Английский ботаник Роберт Броун (1773 - 1858) в 1827 году обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это явление было названо броуновским движением. Это движение не прекращается; с увеличением температуры его интенсивность растет.

Идеальный газ:

У разреженного газа расстояние между молекулами во много раз превышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия.

Основное уравнение МКТ идеального газа:

Основное уравнение МКТ позволяет вычислить давление газа, если известны масса молекулы, среднее значение квадрата скорости и концентрация молекул.

Температура и ее измерение:

Основное уравнение МКТ для идеального газа устанавливает связь легко измеряемого макроскопического параметра - давления - с такими микроскопическими параметрами газа, как средняя кинетическая энергия и концентрация молекул. Но, измерив только давление, мы не можем узнать ни среднее значение кинетической энергии молекул в отдельности, ни их концентрацию. Следовательно, для нахождения микроскопических параметров газа нужны измерения еще какой-то физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной является температура.

Кинематика движения тела при свободном падении и движении под углом к горизонту.

1.1.1 Кинематика поступательного движения

При поступательном движении тела все точки тела движутся одинаково, и, вместо того чтобы рассматривать движение каждой точки тела, можно рассматривать движение только одной его точки.

Основные характеристики движения материальной точки: траектория движения, перемещение точки, пройденный ею путь, координаты, скорость и ускорение.

Линию, по которой движется материальная точка в пространстве, называют траекторией.

Перемещением материальной точки за некоторый промежуток времени называется вектор перемещения ∆r=r-r0, направленный от положения точки в начальный момент времени к ее положению в конечный момент

Скорость материальной точки представляет собой вектор, характеризующий направление и быстроту перемещения материальной точки относительно тела отсчета. Вектор ускорения характеризует быстроту и направление изменения скорости материальной точки относительно тела отсчета.

Движение тела, брошенного с некоторой высоты, можно разложить на два независимых движения: равномерное прямолинейное, происходящее в горизонтальном направлении со скоростью υх , равной начальной скорости бросания υ0 (υх = υ0), и свободное падение с высоты, на которой находилось тело в момент бросания, с ускорением g. Для описания этого движения выбирают прямоугольную систему координат хОу. Траектория движения является ветвь параболы (рисунок 1.6).

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, также можно разложить на два независимых движения: равномерное прямолинейное, происходящее в горизонтальном направлении с начальной скоростью v0х = v0·Cosα и свободное падение с начальной скоростью v0у = v0·Sinα, (рисунок 1.8). Где α - угол между направлениями вектора скорости υ0 и осью Ох. Траекторией такого движения является парабола.

. Молекулярно-кинетическая модель идеального газа.

Молекулярное строение вещества.

Моль вещества.

Число Авогадро. Количество вещества.

Современная физика не устанавливает пределы структурной делимости материи, однако, однозначно утверждает, что элементами, определяющими основные физические свойства тел, являются атомы, молекулы и ионы.

Атомом называется наименьшая частица данного химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Каждому химическому элементу соответствует свой атом.

Молекула – это устойчивая наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

Молекула состоит из атомов одинаковых или различных химических элементов.

Ион – электрически заряженная частица, которая образуется при потере или приобретении атомами и молекулами одного или нескольких электронов.

1. Основной закон динамики вращательного движения.

Динамика вращательного движения

Основной закон динамики вращательного движения :

или M=J , где М  момент силы M=[ r  F ] , J  момент инерции •момент импульса тела.

если М(внешн)=0 - закон сохранения момента импульса. - кинетическая энергия вращающегося тела.

работа при вращательном движении .

2. Идеальные газы. Уравнение состояния идеального газа.

поэтому уравнение (26.5) можно записать в такой форме:

Это уравнение называется уравнением состояния идеального газа.

Уравнение, устанавливающее связь между давлением, объемом и температурой газов, было получено французским физиком Бенуа Клапейроном (1799—1864). В форме (26.7) его впервые применил великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907), поэтому уравнение состояния газа называется уравнением Менделеева — Клапейрона.

Для исследования связи между объемом, давлением и температурой газа можно использовать герметичный сосуд, объем которого может изменяться. Внешний вид такого прибора

Изопроцессы в газах. Уравнение показывает, что возможно одновременное изменение пяти параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра из пяти. Особую роль в физике и технике играют три процесса — изотермический, изохорный и изобарный. Рассмотрим эти процессы.

1. Динамика. Основной закон механики.

Динамика – раздел механики, в котором изучаются законы движения материальных тел под действием сил. Осн.законы механики (зак-ны Галилея-Нютона): закон инерции (1-ый закон): материальная точка сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока действие других тел не изменит это состояние; основной закон динамики ( 2-ой закон (Ньютона)): ускорение матер.точки пропорционально приложенной к ней силе и имеет одинаковое с ней направление ; закон равенства действия и противодействия (3-й закон (Ньютона)): всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие; закон независимости сил: несколько одновременно действующих на матер.точку сил сообщают точке такое ускорение, какое сообщила бы ей одна сила, равная их геометрической сумме. В классической механике масса движущегося тела принимается равной массе покоящегося тела, – мера инертности тела и его гравитационных свойств. Масса = весу тела, деленному на ускорение свободного падения.

2. Полная и внутренняя энергия системы. Теплота и работа.

внутренняя энергия – внутренний параметр термодинамической системы, однозначно определяющийся ее состоянием. Внутренняя энергия подчиняется закону аддитивности: энергия системы равна сумме энергий систем, ее составляющих. В качестве конкретной термодинамической системы рассмотрим идеальный газ. Его состояние можно описать пятью параметрами: P, V, T, m и μ (m – масса газа, μ – молекулярная масса), которые связаны уравнением состояния

где R – универсальная газовая постоянная. Для идеального газа потенциальная энергия взаимодействия молекул на расстоянии равна нулю, поэтому внутренняя энергия газа складывается только из кинетической энергии его молекул, определяемой формулой

теплота – это отнюдь не одна из форм энергии, а название одного из способов передачи энергии.

Экзаменационный билет №6

1. Динамика. Законы Ньютона и их применение.

Это наука которая изучает тела, находящиеся под воздействием неуравновешенных внешних сил,

Первый закон ньютона

Существует такие системы отсчета относительно которых тело либо покоится либо движется прямолинейно равномерно

-инерциальная система отсчета :система отсчета относительно которой тело покоится или движется прямолинейно равномерно

Второй закон ньютона:

где — ускорение материальной точки;

— сила, приложенная к материальной точке;

m — масса материальной точки.

Или в более известном виде:

В случае, когда масса материальной точки меняется со временем, второй закон Ньютона формулируется с использованием понятия импульс:

В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.

где — импульс точки,

где скорость точки;

t — время;

— производная импульса по времени.

Когда на тело действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции второй закон Ньютона записывается:

или

Третый закон ньютона

Два тела действуют друг на друга с силами которые

• Равны по модулю

• Направлены по одной линии в противоположные стороны

• Приложены к равным телам

Первый закон (первое начало) термодинамики

Первый закон термодинамики - Изменение внутренней энергии системы при ее переходе из одного состояния в другое равно сумме количества теплоты, подведенного к системе извне, и работы внешних сил, действующих на нее

Первый закон термодинамики – количеств о теплоты, подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами:

Первый закон термодинамики, являясь частным случаем общего закона сохранения и превращения энергии констатирует наличие процессов превращения видов энергии и ее сохранение, но не устанавливает условий, при которых эти превращения возможны.

Экзаменационный билет №7

1. Принцип относительности движения. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.

Неинерциа́льная систе́ма отсчёта — система отсчёта, не являющаяся инерциальной. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением относительно инерциальной, является неинерциальной.

Силы инерции

Силы инерции возникают при движении тел с ускорением;

СИЛА ИНЕРЦИИ — векторная величина, численно равная произведению массы т материальной точки на модуль её ускорения w и направленная противоположно ускорению

Экзаменационный билет №8

Силы трения. Коэффициент трения

Силы трения:

Трение – один из видов взаимодействия тел

Сила трения :это сила которая возникает при контакте поверхностей тел .

Направление силы трения противоположно направлению движения. Различают силу трения покоя и силу трения скольжения.

Если тело скользит по какой-либо поверхности, его движению препятствует сила трения скольжения.

, где N — сила реакции опоры, a μ — коэффициент трения скольжения. Коэф­фициент μ зависит от материала и качества обработки соприкасающихся поверхностей и не зависит от веса тела. Коэффициент трения определяется опытным путем.

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно движению тела

Трение покоя – сила трения, препятствующая возникновению движению одного тела по поверхности другого.

.

, где N — сила реакции опоры , a μ — коэффициент трения покая

Теплоемкость вещества

Теплоёмкость, количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее — отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменений

его температуры, к этому изменению теплоемкости. Теплоемкость единицы массы вещества ( грамм, килограмм ) называется удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества — мольной ( молярной ) теплоемкостью.