1.Кинематичемкое описание движения.

Кинематика-раздел общей физики изучающий движе- ния без учета причин движения. Главной задачей кинематики является математическое определение положения и характеристик движения точек или тел во времени. Любое движение рассматривается в определнной система отсчета. Полное описание движения предусматривает нахождение 3 координат тела x(t),y(t),z(t)-являются проекциями его радиус вектора.

17.Степени свободы молекул. Числом степеней свободы механической системы наз-ся кол-во независимых величин, с помощью которых можно описать положение тела в пространстве. Так положение точки в пространстве может быть задано её координатами X,Y,Z в декартовой системе координат. X,Y,Z-характеризуют поступательное движение вдоль оси(поступательные степени свободы) изменение углов при неизменных X,Y,Z

наз-ся(вращательными степенями свободы). Т.о мат.т имеет: 3поступ, и 3 вращ степени свободы. Лю

б ая жесткая связь уменьшает число степеней свободы на единицу. <=Степени свободы 1, 2 и 3 атомных молекул. Поскольку ни одна из поступательных степеней свободы не имеет преимущества над другими, то не каждую из них приходится ½ kT. Поскольку ни один вид движения не имее преимущества над другим, то Полный запас энергии:

E=Eпост+Eвращ+Еколеб.дв

Е=N3/2kT+nkT+nkT=N7/2kT;

2.Скорость и ускорение при криволинейном движении.

Если движение задано че-

Рез параметры траектории,

То задана сама траектория

А так же путь пройденный

Точкой за заданное время. S=S(t). Путь отсчитывается от траектории, взятой за начальную. Каждая точка на траектории характеризуется своим пройденным путем=>

(касс.вектор) однозначно определяет положение точки на траектории, поэтому он в свою очередь является функцией пройденного пути.

Нормальное ускорение-характеризует изменение скорости по направлению. Тангенциальное(касат.)-

Характ. Изменение скорости по величине.

18.Распределение Больцмана. При тепловом движении изменение в положении каждой частицы

Носит хар-тер случайного события. Поэтому можно говорить о вероятном обнаружении частицы в том или ином месте пространства, т.е о вероятности обнаружить значение ее радиуса вектора в той или иной части объема. Размеры этого объема должны намного превышать микроскопические размеры строения тела т.е объем должен вмещать большое кол-во частиц. Рассмотрим

Вероятность обнаружить

Частицу в области, опреде

Ляемую в области (r, r+dr)

(x, x+dx) (y, y+dy) (z, z+dz)

И представляет собой объем dv=dx*dy-dz т.к равнове

сие считается установившемся то dw не будет зависеть от времени, а только от положения интервала r, r+dr т.о dw=dw(r). Чем больше интервал тем больше вероятность обнаружить в нем частицу dw(r)=f(r)dv. f=(dw(r))/(dv) выражение плотности вероятности функция распределения значений вектора r. Она имеет смысл предела отношения вероятности обнаружить частицу в некоторой ячейке при стягивании его в точку определяемую r f(r)dv=1

3. Дина́мика—раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения.

1-й:Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано. F=0

2-й: В инерциальной системе отсчета сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на векторное ускорение этого же тела

3-й: Тела действуют друг на друга силами равными по модулю и противоположными по направлению F1=-F2

И́мпульс (Количество движения) — векторная физическая величина, характеризующая меру механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этой точки на её скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:

Т.е изменение импульса возможно только под действием сил, действующих на данную точку или тело.

4.Импульс системы тел.

Для каждого тела закон Ньютона

1)

2)

_______________________склад.

Изменение импульса системы возможно только при действии на нее внешних сил. Внутренние силы импульс системы изменить не могут. Если Отсутствуют внешние силы, действующие на систему, то система считается замкнутой

Т.е для замкнутой системы импульс постоянен.

5. Работа. Кинетическая энергия.

Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины и направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы. При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения.

Е сли сила не постоянна, то в этом случае она вычисляется как интеграл Если существует зависимость силы от координат:

где r1 и r0 — радиус-векторы начального и конечного положения тела соответственно.

Fe-проекция силы на направление перемещения.

dWk=A12 Wk2-Wk1=A12

Кинетическая энергия является частью полной энергии и представляет собой энергию движения тела.

6.Потенциальная энергия, законы сохран мех энерг.

Силовые, векторные поля выполняют роль переносчиков взаимодействия. Силовые поля подразделяют на потенциальные и непотенциальные. Потенциальним наз-ся поле которое может быть выражено через некоторую скалярную функцию П(x,y,z,t) называемую потенциальной.

Частным случем потенциальных силовых полей является консеркативное поле. Это такие поля для котрых потенциальные функции явно не зависят от времени. Потенциальная функция в таком случае наз-ся потенциальной энергией во внешнем консервативном поле.

Изменене полной энергии возможно только под действием неконсервативных сил, действующих на тело. Если система замкнута, то dW=0 W=const это и есть закон сохранения энергии.

7. Осн. Ур-ние динамики вращательного движения.

Пусть система материальн

Точек каждая из которых

может как-то перемещаться

оставаясь все время в одной

из плоскостей проходит че-

рез ось Z.

все плоскости вращаются с одной и той жеугловой скоростью ɷ. Тогда тангенциальная составляющая скорости этой точки будет равна:

где Ri-проекция радиуса ri на ось Z

lzi-проекция вектора момента импулься на ось Z

-момент инерции который характеризует инертность точки при вращательном движении.

8 .Момент инерции некоторых тел. Теоремы Штейнера.

К=2/5

Сфера

K=1/2

Обруч

K=1/12

Момент инерции тела I относительно любой оси вращения равен моменту его инерции относительно параллельной оси проходящейц через центр масс C тела плюс произведение массы тела на квадрат расстояния между осями.

9.Работа и кинетическая энергия вращ.тв.тела.

За время dt наша точка повернется на угол dµ тогда

Т.е элементарная работа равна произведению момента силы на элементарный угол поворота.

Если сила постоянная, а угол поворота конечен, то

A=M•µ

10.Аналогия поступательного и вращательного движения.

Если тело одновременно вращается и движется поступательно то в этом случае

11.Принцип относительности. Преобразования Галилея.

При́нцип относи́тельности — фундаментальный физический принцип, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. Например ВРЕМЯ. Оно является инвариантом преобразований Галилея. Преобразования Галилея выражают нерелятивистское представление о пространстве и времени. Требование инвариантности физических законов относительно преобразование Галилея наз-ся принципом относительности Галилея. Требования Галилеевой инвариантности распространяются только на нерелятивистские, в том числе и на квантовые движения. Помимо абсолютного течения времени, следствием преобразований Гал. является неизменность расстояния между 2мя событиями или точками. Это следует из опытного факта что размеры тел, находящиеся в движущейся системе не меняются

Если скорость тела в неподвижной системе V=V1+V и система движется со скоростью v, то это и есть классический закон слолжения скоростей (не инварианта)

Именно закон сложения скоростей является пробным каменм, на котором установились пределы представлений о пространстве и времени, которые вытекали из опытных данных.

12.Преобразования Лоренца.

П усть нам даны две системы отсчета k и k`. В момент t = О обе эти системы координат совпадают. Пусть система k` (назовем ее подвижной) движется так, что ось х` скользит по оси х, ось у` параллельна оси у, скорость v - скорость движения этой системы координат (рис. 109).

Точка М имеет координаты в системе k - х, у, z, a в системе k` - х`, у`, z`. Преобразования Галилея в классической механике имеют вид:

Преобразования координат, удовлетворяющие постулатам специальной теории относительности, называются преобразованиями Лоренца.

12*.Следствия из преобразований Лоренца

1 . Если в одной системе отсчета некоторые события происходят в точках x1 и x2 в один и тот же момент вр емени t, то в другой системе отсчета эти события происходят в точках x'1 и x'2 в разные моменты времени t'1 и t'2:

Понятие одновременности оказывается зависящим от выбора системы отсчета.

2. Если в одной системе отсчета между двумя событиями, происходящими в одной и той же точке, проходит время t, то в другой системе отсче та между этими же событиями проходит время. Это соотношение выражает релятивистский эффект замедления времени в движущихся объектах.

3. Если в одной системе отсчета покоящаяся линейка имеет длину l, то в системе отсчета, в которой линейка движется со скоростью u вдоль своей оси, ее длина

Э тот эффект называется релятивистским сокращением продольных размеров тела. Поперечные размеры тела не изменяются при переходе в другие инерциальные системы отсчета.

13.Сложение скоростей Эйнштейна.

Скорость точки в системе I имеет составляющие (проекции на декартовы оси) а в системе II они

. Это трехмерные векторы. В соответствии с преобразованиями Лоренца составим отношения:

и окончательно имеем:

Переход от одной системы отсчета к другой по скоростям.

14. Механика теории относительности.

Законы Ньютона инвариантны относительно преобразований Галилея.

В Ньютоновской механике

Требования чтобы в механике теории относительности соблюдался закон сохранения кол-ва движения и учет законов преобразования скоростей при переходе из одной системы отсчета в другую, приводя к выводу что масса в системах отсчета относительно друг друга с некоторой скоростью должна иметь разные значения

Очень важным значением в механике теории относительности является связь между энергией и массой

Т.е масса тела и энергия являются характеристиками качественно различных св-в тех видов материи, которые рассматривает физика. Масса характеризует инертность тела и св-ва проявляющиеся в законах всемирного тяготения. Энергия является величиной изменения которой определяет совершаемая системой работа. Однако из т. Относит. Следует что Передача телу 1 Дж энергии ведет к увеличению