- •Билет №1
- •Билет №2
- •Билет №3
- •Билет №4
- •Билет №5
- •1)Равнопеременное вращательное движение. Связь линейных величин с угловыми.
- •Билет №6
- •1)Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
- •Билет №7
- •1)Первый, второй третий законы Ньютона. Инерциальная система отсчета.
- •Билет №8
- •.Динамика вращательного движения. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции тела. Момент импульса.
- •2)Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса.
- •Билет №10
- •1)Силы в природе. Сила всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Сила тяжести. Движение искусственных спутников. Первая космическая скорость.
- •Билет №11
- •1)Вес тела. Невесомость и перегрузки. Вес тела, движущегося с ускорением.
- •Билет № 12
- •1)Сила трения. Природа силы трения. Роль силы трения.
- •Билет №13
- •1)Импульс тела. Импульс силы. Изменение импульса системы взаимодействующих тел. Закон сохранения импульса.
- •8.314472 - Универсальная газовая постоянная численно равна работе 1 моля идеального газа при изобарном нагревании на 1 к.
- •Билет №14
- •1)Работа силы. Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии.
- •Билет №15
- •1)Работа силы тяжести. Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли. Потенциальная энергия тела в гравитационном поле.
- •Билет №16
- •1)Работа силы упругости. Потенциальная энергия деформированной пружины.
- •Билет №17
- •1)Полная энергия тела. Изменение энергии системы тел под действием внешних сил. Закон сохранения полной механической энергии.
- •Билет №18
- •1)Механическая работа и мощность. Кпд (на примере наклонной плоскости).
- •Билет №19
- •1)Равновесие твердых тел при отсутствии вращения. Условие равновесия тела с закрепленной осью вращения. Момент силы. Условие равновесия твердого тела.
- •2) Основное уравнение мкт газов.
- •Билет №20
- •1)Передача давления газами и жидкостями. Закон Паскаля. Действие жидкостей газов на погруженное в него тело. Сила Архимеда и причины её возникновения. Условие плавания тела.
Билет №14
1)Работа силы. Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии.
Основная задача механики – определить координату и скорость тела в любой момент времени по известным начальным координате и скорости. Основную задачу механики напрямую решает кинематика – раздел механики, изучающий способы описания движения. Очень часто при решении задач нет необходимости знать характер движения – важно лишь знать конечное состояние тела (координату и скорость). В физике существует ряд величин способных при определённых условиях сохраняться. В механике к ним относятся энергия, импульс и момент импульса.
Пусть на тело действует сила F. Тело под действием этой силы совершит перемещение S. Тогда можно сказать, что сила совершила механическую работу:
Круглые скобки обозначают скалярное произведение векторов. В скалярном виде эта формула выглядит:
где угол б – есть угол между силой и перемещением тела. Угол этот может быть любым, но для некоторых сил он практически всегда фиксирован. Так для силы трения (сопротивления) этот угол всегда 1800, и как следствие, работа этих сил всегда отрицательна. Для силы нормальной реакции опоры этот угол – 900, и работа этой силы 0.
[A] = 1 Дж.
Рассмотрим опять рисунок 1. Тело, под воздействием силы, приобретает ускорение:
Спроецируем на ось направленную по движению тела:
И для случая действия нескольких сил:
Слева в выражении появилось изменение некоторой величины. Эта величина называется кинетическая энергия – скалярная физическая величина, характеризующая движение тела.
[Eк] = 1 Дж.
Энергия вообще (и кинетическая, в частности) характеризует способность тела (или системы тел) совершить работу.
Данное выражение называется Теорема о Кинетической Энергии – изменение кинетической энергии равно сумме работ внешних сил.
2) Твердым телом в механике называется неизменимая система материальных точек, т.е. такая идеализированная система, при любых движениях которой взаимные расстояния между материальными точками системы остаются неизменными.
Силы притяжения и отталкивания обуславливают механическую прочность твердых тел, т.е. их способность противодействовать изменению формы и объема. Растяжению тел препятствуют силы межатомного притяжения, а сжатию - силы отталкивания.
Недеформируемых тел в природе не существует.
Деформация - изменение формы или объема тела под действием внешних сил.
Деформацию растяжения и сжатия можно охарактеризовать абсолютной деформацией ℓ, равной разности длин образца после растяжения ℓ и до него ℓ0: ℓ = ℓ – ℓ0
ℓ = ℓ – ℓ0
Отношение абсолютной деформации ℓ к первоначальной длине образца ℓo называют относительной деформацией: ;
Из опыта: - закон Гука. Сила упругости прямо пропорциональна абсолютной деформации.
С учетом направления: , k - коэффициент жесткости (упругости). Зависит от материала, формы и размеров тела (Например, чем длиннее и тоньше пружина, тем ее жесткость меньше.)
Билет №15
1)Работа силы тяжести. Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли. Потенциальная энергия тела в гравитационном поле.
Основная задача механики – определить координату и скорость тела в любой момент времени по известным начальным координате и скорости. Основную задачу механики напрямую решает кинематика – раздел механики, изучающий способы описания движения. Очень часто при решении задач нет необходимости знать характер движения – важно лишь знать конечное состояние тела (координату и скорость). В физике существует ряд величин, способных при определённых условиях сохраняться. В механике к ним относятся энергия, импульс и момент импульса.
Рассмотрим рисунок 1. Первый раз уроним тело вертикально. Оно пролетит h, и сила тяжести совершит работу
Если теперь скатить тело по наклонной плоскости, то перемещение тела будет S, а работа силы тяжести:
то есть не изменится. Легко понять, что если спускать тело по любой произвольной траектории L, то работа будет опять та же самая, т.к. любую траекторию можно разбить на наклонные участки, а работу на таком участке мы уже просчитали. Значит, работа силы тяжести не зависит от формы траектории, а зависит только от начального и конечного положения тела. Такие силы называют потенциальными или консервативными. Кроме силы тяжести, к потенциальным силам относятся силы упругости, Кулона.
Рассмотрим тело (кирпич), поднятое над Землёй на высоту h. Если его отпустить, то оно разгонится и приобретёт кинетическую энергию. Если это тело потом остановить (головой, например ), то оно совершит работу. Значит, тело, поднятое над Землёй, обладает энергией, потенциальной энергией.
Мы видим, что с высотой потенциальная энергия возрастает. Когда тело падает, то его потенциальная энергия убывает, и оно совершает работу. Таким образом, мы можем сформулировать теорему о потенциальной энергии:
Работа потенциальных сил равна изменению потенциальной энергии, взятой с обратным знаком (убыли).
К сожалению, такие простые выражения для потенциальных энергий получаются только для простых потенциальных сил. В случае, когда сила сама зависит от пройденного телом расстояния, выражения усложняются. Так для расчёта потенциальной энергии тела в гравитационном (межпланетном) поле потребуется взятие интеграла. Вид же её не сложен:
Обратим внимание на знак минус – потенциальная энергия сил притяжения всегда отрицательная.
2) Агрегатное состояние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойстваи — способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния сопровождается скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.
Выделяют следующие агрегатные состояния:
Твёрдое тело
Состояние, характеризующееся способностью сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебаия вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.
Жидкость
Состояние вещества, при котором оно обладает малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако однако неспособно сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в которую она помещена. Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия, запертые другими атомами, и часто перескакивают на другие свободные места. Присутствует только ближний порядок.
Газ
Состояние, характеризующееся хорошей сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.
Твёрдое и жидкие состояния вещества относятся к конденсированным состояниям — атомы или молекулы вещества в них находятся настолько близко друг к другу, что неспособны свободно двигаться.
Изменение агрегатного состояния — термодинамические процессы, являющиеся фазовыми переходами. Выделяют следующие их разновидности: из твёрдого в жидкое — плавление; из жидкого в газообразное — испарение и кипение; из твёрдого в газообразное — сублимация; из газообразного в жидкое или твёрдое — конденсация.