1. Для описания движ тел в завис от условий задачи используют различные физ модели. Простей. физ. модель - материальная точка — тело, обладающее массой, разме-рами которого в данной задаче 1 страница

1. Для описания движ тел в завис от условий задачи используют различные физ модели.Простей. физ. модель - материальная точка — тело, обладающее массой, разме-рами которого в данной задаче можно пре-небречь. Абсолютно твердым - которое ни при каких условиях не может деформ. Меха-ника – часть физики, к-ая изучает закономе-рности мех движ и причины, вызыв или из-мен это движ. Механическое движ –процес измен располож тел или их частей относит друг друга. Механика: Нерелятив и Релятив, классическая и кван-товая. Основная задача механики – опред полож тела в пространст в любой момент времени по известным нач услов и силам. Обратная задача механики – опред сил и уравнения движ по известным поло-жениям тела в пространстве. Система отс-чета (СО) – совокупность произвольно выбранного тела отсчета, связанной с ним системы координат и синхрониз м-у собой часов. Траектория –линия, по к-ой движ тело в выбранной СО. Поступат движ – при к-ом все точки тела движутся по одинактраекториям. Радиус-вектор – вектор про-веден из нач координат в данную точку. Траектория — линия, к-ую опис конец радиус-вектора мат. точки при ее движ.: прямолин или криволин. Длина траектории назыв путь ΔS. Вектор, провед из нач точки в конечную – перемещ Скорость харак быс-троту движ Скорость – ф в, харак. процесс измен пространственного положения движ материал точки и равная перем, соверш точ-кой за ед. вр: средняя и мгновенная. Средняя ск – отношение вектора перемещ ко времени Средняя путевая ск – отнош пути ко времени Мгновенная ск – в данный момент времени, в данной точке траектории + предел, к -му стремится средняя ск-ть при Δt → 0 Вектор мг ск-ти направлен по касат к тра-ектории. Ускорение – вектор. ф в, характ процесс измен. ск-ти с течением вр. и равная приращ. скорости за ед. вр. Мг ускорение –первая произв мг с-ти по времени Нормал. ускор. – вектор, хара-кт. быстроту измен ск-ти по направ, направ. по радиусу к центру кривизны траект Тангенц. ускор. – вектор, характ. быстроту измен скор. по модулю, направ. по касат. к траектор. Среднее ускорение –отношение вектора измен ск-ти ко вр, за к-ое это измен произошло Мг ускорение –предел, к к-ому стремится сре ускорение при Δt→0	2. Вращат. движ. - при к-ом все точки тела движ. по окружностям, центры к-ых лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения. φ – угол поворота Правило правого винта -из конца вектора поворот тела виден происходящим против хода час стрелки. - средняя угловая скорость Скалярное произведение векторов Векторное произв векторов Угловое перемещ. – вектор, равный углу повор тела и направ. вдоль оси вращения так, что если смотреть с его конца, то вращение тела кажется происход. против часовой стрелки. Быстроту изменения углового перемещ.с теч. вр. – угловая скорость.Угловое ускор - быстроту измен. угловой скорости тела с теч.вр.	3. ПЗН - Всякое тело сохран состояние покоя или равномер прямолин движ, если на него не действ силы или сумма всех действующ на тело сил равна нулю. Инерция - явление сохран телами состояния покоя или равномер прямолин движ. Инертность – свойство тел сохран свою скорость. Инерциальная система отсчета (ИСО) –сист, в к-ой тело, не подверж действию сил движется равномерно и прямолинейно или покоится. Сила - вект ф в, являющ мерой механич взд одного тела на другое. Масса – скаляр аддитивная ф в, явл мерой инертнос-ти тела(+мера гравитац взд тел+мера колич в-ва)П з Н выполняется не во всякой СО. СО, относительно которой выполняется п з Н назыв. инерциальной. Сам закон - законом инерции. Сила - являющаяся мерой мех. взд одного тела на другое: статич (деформация) и динамич (ускорение). Масса – мера инерт-ности. ВЗН Ускор, приобретаемое телом относит ИСО, прямо пропорцион равнод-ействующей на него силе, обратно пропорц массе тела и совпадает по напра с равнод силой. ТЗН Силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по модулю и противоположны по направлению. Импульс– произвед. массы точки на ее скорость. Импульс силы –действие силы во вр. II ЗАКОН НЬЮТОНА В ОБЩ ФОРМЕ . -импульс силы Замкнутая сис тел –на к-ую не действ внеш силы или их действие скомпенсиров. Полн импульс замкнй сис тел остается постоянн. Если сумма внеш сил не равна 0, НО равна 0 проекция внеш сил на люб ось Х, то полный импульс сохран не бу-дет, НО будет сохран проекция импульса на ось Х. С илы в прир: гравит., эмагнит., сильные и слабые Силы в механике: 1. Гравитационная сила -Все тела притяг друг к другу с силой, прямо пропорцион их массам и обратно пропорц квадрату расс-тояния м-у ними. - закон всемир тяготения 2. Сила тяжести -Сила притяж тел к Земле вблизи ее поверхн. 3. Сила упругости -Упругую силу, дейст-вующ на тело со стороны опоры- силой реакции опоры N. 5. Сила трения
9. Закон Дальтона: Давление смеси ид газов равно сумме парциальных давлений газов, образующих смесь. Парциал давле-ние – к-ое создавал бы газ, если он один занимал объем в котором находится смесь

4. Момент инерции – скаляр ф в, характ инер-тные свойства тела при вращат движении. -аналог массы при вращательном движении. / кг  м2/ МИ твёрд тела зави-сит от: массы, формы, размеров. Для сист матер точек - - МИ ТЕЛА при непрерывном распределении массы тела по некоторому объему Положения оси вращения относит тела. ТШ М. инерции J относ. произвол. оси равен сумме м.инерции J0 относ. оси, параллел. данной и проход через центр масс тела, и произвед. массы тела m на квадрат расстояния d между осями. - Кинетич энерг вращен К энер катящ тела склад из энер поступ и вращат движ: М. силы - МС –вект в, опред вектор произведрадиуса-вектора r на действующ силу F + на-прав по оси вращ. Плечо силы d – кратчайш расстояние от оси вращдо линии действия силы. М. импульса - вект в, равная вектор произведению радиус-вект r на импульс р + МИ мат точки относит неподвиж точки О - вект произведение радиуса вектора мат точки, проведен из неподвиж точки O, на импульс мат точки /= оси Z скаляр проекции на эту ось вектора ми, определ относит произвол. точки данной оси. - основн. Закон дим. вр дв. - Угловое ускорпрямо пропорц результирующ моменту сил, приложенк телу и обратно пропорц мо-менту инерции тела относит той же оси вращ. МИ и для незамкн систем постоянен, если результирующий момент внешних сил, приложенных к сис, равен нулю.

5 - Энергия – это единая мера различных форм движения. Передача энергии в форме работы производится в процессе силового взаимодействия тел. Работа – характер процесс превращ одной формы движ в дру-гую. элемент работа при вращ движ равна скаляр произвед момента силы относит оси вращ на элемент угловое перемещение. Быстроту соверш ра-боты - мощность: среднюю и мгно-вен. Мощность при вращательном движении: Консерват сила - сила, работа к-ой не зависит от формы траектор, а опред только начальным и конечным по-ложением. ПК: сила тяжести, сила упругости, сила Кулона . ПНК: сила трения, сила тяги. Механическая система, в к-ой действуют только консерв силы-консерват сис. Энергия –единая мера различных форм движения материи и типов взд материал объектов, являющ однозначной, непрерыв-ной, конечной, дифференцируемой функци-ей состояния объекта. Функция состояния - ф характер материального объекта, измен к-ой при переходе объекта из одного сос-тояния в другое не зависит от траектории перехода, а определяется параметрами нач и конеч состояний. П - положение объекта относ. других объектов. К - движение объекта

6 - Работа не зависит от пути перехода и способов изменения скорости от V1 до V2, а опредя изменением некоторой функции сос-тояния. Эта функция – кинетическая энер-гия Свойства К:1.Однозн, конечная, непрерывная, диффер 2. не отриц.3. аддитив 4Изменение кинетической энергии равно работе любых сил (как кон-серват, так и неконсерват) 5. Тело, обладающее кин энергией, способно передать еѐ другим телам, т.е. совершить работу. Работа не зависит от формы траектор, а опредя измен некоторой функции состоян Эта функция – потенциальная энергия в поле силы тяжести Свойства П:1. -//- 2. только взаимной 3. Чис-ловое значение опред с точностью до произ-вол постоянной, значение к-ой зависит от выбора нулевого уровня (начала отсчета), поэтому физ смысл имеет только разность потенциальных энергий.4. как полож., так и отриц. значение. 5. Описание только когда консер. силы. СВЯЗЬ ПОТЕНЦ ЭН-ЕРГИИ С КОНСЕР СИЛОЙ - проекция силы на направ => Градиент потец эн-ергии – вектор указ направл быстрейшего возрастания потенциальной энергии и чис-ленно равный приращению энергии прихо-дящейся на единицу длины. Потенц силы направ в сторону наиб убывания потенц эн-ергии Градиент – это вектор, указ направ быстрейшего возрастания функции. Полная мех. энергия системы сохран, если силы, де-йствующие на тела сис, явя консерват. Энер-гия не появляется и не исчезает, она только переходит из одного вида в другой в процес-се совершения работы и теплопередачи За-кон сохран энер - фундаментальный закон природы, установ эмпирич и заключ в том, что для изолир физ системы м б введена скаляр физ в, яв функцией параметров сис и назыв энергией, к-ая сохран с течением вре-мени. Полная мех энергия консерват сис тел остается неизменной.

7 - Импульс– произвед. массы точки на ее скорость. Импульс силы –действие силы во вр. II ЗАКОН НЬЮТОНА В ОБЩ ФОРМЕ . -импульс силы Импульс замк-нутой системы тел сохраняется – Если сумма внеш сил не равна 0, НО равна 0 про-екция внешних сил на любую ось Х, то пол-ный импульс сохраняться не будет, НО бу-дет сохраняться проекция импульса на ось Х. Удар —столкновение двух или более тел, при котором взд длится очень короткое вре-мя. Абсол упр — столк. двух тел, в результ не остается никаких деформаций. Неупр — те-ла объединяются, двигаясь дальше как еди-ное целое. М. импульса - вект в, равная ве-ктор произведению радиус-вект r на импу-льс р + МИ мат точки относит неподвиж точки О - вект произведение радиуса векто-ра мат то-чки, проведен из неподвиж точки O, на имп-ульс мат точки /= оси Z скаляр проекции на эту ось вектора ми, определ относит прои-звол. точки данной оси. Полный момент импульса замкнутой сис тел остается постоянным. МИ и для не-замкнутых сис постоянен, если результир момент внеш-них сил, приложенных к сис-теме, равен нулю. , НО , то - фигурное катание, вертолет.	8. СЛЕДСТВИЯ: Время м-у двумя событ и ра-сстояние м-у двумя точками пространства одинаково во всех сис отсчёта. Вр и прост-ранствен интервал инвариантны отно-сит преобразов координат. В ряде экспер факт зависимости скорости света от ск-ти движ источника и приемника подтвердить не удалось! Спец теория относит (СТО) - современная физтеория пространства и вре-мени. СТО часто называют релятивистской теорией, а специфич явления, опис этой тео-рией, – релятивистскими эффектами. Релят-ив эффекты наиб отчетливо прояв при ск-стях движения тел, близких к скорости све-та в вакууме c. Постулаты Эн: 1Принцип относит. Все законы прир одинак во всех инерциальных сис отсчета. Никакими физ опытами, проводимыми внутри инерц сис отсчета, невозможно установить, покоится ли эта сис или движ прямоли и равномер. 2. Принцип постоянства скоростисвета Ск-сть света в вакууме одинак во всех инер сис отсчета и не завис от движ источ и при-емников света. Для перехода от одной сис отсчета в другую в спец теории относит ис-пол преобразования Лоренца При v << c преобраз Лоренца переходят в преобраз Галилея, при v > c выражения теряют физ смысл. Следствия из преобр Лоренца: 1. Относ одновременности Два события одновремн в одной сис отсчета, м б неодновремен в др сис. ó 2. Относ промежут вр м-у событиями Собственное время Δt0 - промежуток вр м-у событиями, измер в сис отсчета, относит к-ой события покоятся. Собствен время – минимально (движ часы идут медлен покоящ) + замедл в самолете, пионы и близнецы . 3.Относит размеров движ тел Длина движущегося тела короче, чем покоящегося! Сокращается размер тела только вдоль направления движения 4. Релятивис закон сложения скоростей пространство – одно-родно и изотропно, время –однородно. Точки этого пространства характеризуются 4 чис-лами (x, y, z, t) и назыв событиями. Сумма всех событий была названа «мир», а путь какой-либо частицы в пространстве-времени – ее «мировой линией». - интервал Интервал яв инвариантным по отношению к переходу от одной инерц сис к другой. 1. Нулевой (светоподобный) - лежат на световом луче 2. Действител (временипод) События, раз-делённые такими интервалами, м б причин-но связанны друг с другом (причинно-следств закономерность).	9. Объект исследования: макроскоп сис - объекты, состоящие из очень большого чис-ла частиц (мо, атомов). Молек физика (ста-тистич физика)– раздел физики, изуч стро-ение и свойства в-ва исходя из молекуляр–кинетич представлений, основыв на том, что все тела состоят из мо, находящ в непр-ер движ. Термодинамика – раздел физики, изуч общие свойства макроскопич сис и про-цессы перехода м-у различ состояниями, не интересуясь их микроскопич строением. Параметры состояния системы: Микроскоп( скорость, масса, энергия ) и Ма-кроскоп( давление, температ, объем, масса ) Мо физика связывает средние знач величин характериз движ мо с макроскопич свойст-вами сис как целого. Состояние сис: равно-вес ( Все параметры состоян одинак во всех точках сис и не изменя со временем (при не-измен внеш условиях) ) и неравновес ( Пар-ам сис измен самопроизвольно (без всякого внеш воздействия) ). Любой параметр, име-ющ определ знач для каждого равновес сос-тоян, яв функцией состояния системы. Тер-модинам процесс – любое измен термоди-нам состояния. Процесс перехода от нерав-новес состояния в равновес – релаксация, а время этого перехода – время релаксации Основные парам термодинам системы: 1. Объём – область пространства, занимаем макроскоп сис. 2. Давление – скаляр ф в, численно равная отношению проекции силы давления газа на нормаль к поверхнос-ти, на к-ую оказывается давление, к площа-ди этой поверхности. 3. Температура – па-раметр связ с понятием теплового равновес. Простей макроскоп сис - идеальный газ. 1) частицы взд м-у собой только при столкн; все столкн – абсол упруг; 2) объем всех мо к-о много меньше объема, занятого газом, т.е. частицы – мат. точки; 3) частицы ид. газа находятся в тепловом движ. 4) в промежут-ках м-у столкновениями частицы движ пря-молин и равномерн. Реальный газ можно счит идеал, если он сильно разрежен и хоро-шо нагрет. Давление газа создае-тся ударами мо. Импульс, переданный стен-ке одной мо Количество мо, к-ое за время dt долетит до стенки: Импульс переданстенке за время dt Сила, действ на стенку – основное уравнение МКТ ид газа. – сред кинетич энергия движения мо. –квадрат сред квадратич скорости движ мо – средняя квадра-тич ск-сть движ мо. Урав сост ид газа — соотнош, связ параметры сост газа: давление, объѐм, температуру. Изопроцессы ид газа – равнов процессы, при которых один из параметров остаётся неизменным. Изохор. Поведение газа при этом процессе подчиняется закону Шарля: P/Т = const Изобар. подчин закону Гей-Люссака: V/T= const. Изотер. закону Бойля-Мариотта: РV = const Аддиаб. Процесс, про-исход без теплообмена с окр сред.(Q = 0) 5. Закон Авогадро. При одинак давл и одинак темпер в равных объёмах различ ид газов содержится одинаковое число мо.
8. Для таких событий не сущ сисотчёта, в к-ой они происходили бы одновременно, зато имеется сис отчёта, в к-ой они происходят в одной и той же точке (l = 0). 3. Мнимый (пространсоподоб) Такие соб-ытия не могут оказать влияние друг на дру-га, т. е. не м б причинно связан друг с друго-м. События, разделенные такими интерва-лами, называются абсолютно удаленными. Ни в одной СО эти события не м б простран-ственно совмещены. Но всегда можно найти такую СО, в к-й они происходят одновремен-но (Δt = 0). Релятив: Никакие частицы в-ва не мо-гут двигаться со скоростью света!!! Частицы полей - фотоны и гравитоны - могут! E=mc^2- полная энергия материального объекта равна произвед его релятив массы на квадрат скорости света в вакууме. МАССА И ЭНЕРГИЯ ЭКВИВАЛЕНТ-НЫ! Полная энергия в теории относитсклад из энергии покоя и кинетической энергии В полную энергию и энергию покоя не входит потенциальная энергия, к-ой обладает тело во внешнем потенцполе
10. Задачи статистики: 1.Нахождение сред и наиб вероят значений физ характеристик частиц, образующих макроскоп систему. 2. Выяснен связи м-у характерист отдельных частиц сис и параметрами всей сис. => Проверка факта, что атомы и мо идеал газов в термич равновесн пучке имеют различ ск-ти, была осущес немецким ученым О. Штер-ном. Закономерности, обусловлен большим числом сталкивающ атомов и мо, и не свойс-твенные отдельным атомам и мо. – вероят-ностными или статистич. По определ: Вер-оят Р можно представить как отнош числа благоприят случаев к числу возмож случаев. Распределение вероятностей – закон, опис область значений переменной и вероят поя-вл переменной в конкретных областях знач. dN – число молекул со скоростями от υ до υ + dυ. N – общее число молекул газа в данном объеме. dN/N – относит число мо, скорости к-ых лежат в интервале от υ до υ + dυ (веро-ятность того, что ск-сть данной мо лежит в данном интервале). dN/N dυ – относит чис-ло мо в единичном интервале ск-тей. F(υ) = dN/N dυ – плотность вероятности того, что мо обладает ск-ю υ (функция распределения Максвелла). – условие нормировки ф-ии рас-пределения Интеграл определяет вероятно-сть того, что ск-сть мо попадает в интервал скоростей от 0 до ∞. Распределение Максв-елла справедливо для газов и жидкостей. Свойства: 1.Очень большие и маленькие скорости маловер. 2. Наиболее вероятная скорость, с которой движется большинство 3. При увелич температуры υвер – увеличивается 4. При ув-еличении массы молекул υвер – уменьшается ПРИМЕНЕНИЕ Ф-ИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МА-КСВЕЛЛА: 1. Нахождение относит числа мо со ск-стями от υ1 до υ2 2. Нахожд средней ск-сти мо υср 3. Нахож сред кинетич энергии мо	11. Барометрическая формула выражает зависимость атмосфер давления от высо-ты над уровнем моря. Чем тяжелее газ (> μ) и чем ниже температура, тем быстрее убывает давление. Барометрической фо-рмулой Лапласа: давление идеального га-за, находящегося в однородном поле тяго-тения в состоянии статистического равно-вес, убывает с высотой по экспоненциаль-ному закону. Распред Больцмана опред распределение частиц в силовом поле в условиях теплового равновесия. распределе-ние Больцмана в поле силы тяжести. 1. Уменьш темпер число молекул на вы-сотах, отлич от нуля, убывает. 2. при вы-соких темпер молек оказ распределенны-ми по высоте почти равномерно 3. число более тяжелых молекул с высотой убыв быстрее, чем легких. – рас-пред Больцмана характеризует распред час-тиц по значениям потенциальной энергии. Распред справедлив в любом потенц поле сил для совокуп лю-бых частиц, наход в состоянии хаот тепл движения. Оно уста-нав в результате совместного действия потенциального поля и теплового движ.	12. Сред длина свободного пробега мо – среднее раст, к-е мо проход м-у двумя пос-ледов соударен. Свойст: 1.V = const => P/T= const, но диаметр слабо уменьш с ростом те-мпер и <l> увелич. 2. Р=const. С ростом тем-пературы <l> увелич практически пропор-цион темпер. 3. Т=const. С увелич давления <l> уменьш. Если <l> сравнима или боль-ше размеров сосуда L в к-ом находится газ, то такое состояние газа – вакуум. ( средний, высокий, сверхвысокий ) Эффективный диаметр мо – мин рассто-ян, на к-е сближ центры мо при их соудар. 1. Определяет природой самого газа (увелич при увелич размеров мо). Эффективное сечение молекул σэф – площадь круга с рад-иусом, равным эффективному диаметру (площадь в к-ую не может проникн центр любой другой мо). Найдем <Z> – ср число соударений одной мо с другими в единицу времени. За 1 сек летящая мо стол-кнется со всеми мо, центры к-ых окажутся в пределах объема ломаного цилиндра дли-ной образующей <υотн> и площадью сечени σэф. Явления переноса – круг явлений в термод-ин неравнов сис, в процессе к-ых происхо-дит выравн парамет макроск сис, при этом сис стреми тк состоян равновесия. Процессы выравнивания сопровождаются направлен-ным переносом ряда ф в (массы, энергии, импульса и т.д.) и поэтому называются яв-лениями переноса 1. Диффуз процесс пере-носа массы в-ва мо за счет их хаот движ при наличии градиента плотности (или концен-трации мо) в газах, жидкостях и твердых телах:: взаимную и самодиффузию. При диф масса переносится из мест с большей кон-центрац в места с меньшей концентр, что приводит к ее равномер распредел по зани-маем объему. Математически диф опис за-коном Фика: Градиент –вектор к-ый указывает направ наискор роста этой функции, и чей модуль равен ск-сти ее изменения в этом направ. -диф поток через единицу площади в едини-цу времени (плотность потока массы) D – коэффиц диф. 2. Внутр трение (вязкость) – возникн силы внутр трения при взд м-у слоями газа, движ с различ скорост. 1. При течении слоёв газа или жидкости с различ ск-ями из-за хаотич теплового движ происходит обмен мо м-у слоями. 2. Быстрый слой стремится уско-рить более медленный и наоборот. 3. В рез-ул возникают силы внутр трения, тормозящ движ быстрых слоев и ускоряющ движ мед-ленных. Вязкое трение в газе (жидкости) – резул переноса импульса направленного движ слоев газа за счет хаотич движ при на-личии в газе (жидкости) градиента ск-сти направ движ. Подчиняется закону Ньютона – динамическая вязкость (коэф вязкости) 3. Теплопровод – процесс выравнивания температуры газа, сопровож направ перен тепл энергии из более нагр слоев в менее нагр.
12. 1. Хаотично двигаясь, мо будут перехо-дить из одного слоя газа (жидкости) в дру-гой, перенося с собой энергию. 2. Это движ мо приводит к перемешиванию мо, имею-щих различ кинетическую энергию. 3. В ре-зул кинетическая энергия быстрых слоев уменьш, а медленных – увелич. При теплоп-ров энергия в виде тепла перенос из мест с большей темпер в места с меньшей темпер что приводит к ее вырвниванию. О пис зако-ном Фурье: – тепло перенос через единицу площади в единицу времени (тепловой поток) c – коэф теплопроводности

Дата добавления: 2015-10-21