- •Ббк 22.31
- •Пояснительная записка
- •Содержание учебного материала
- •Раздел 4. Механические колебания я волны в упругих средах.
- •Тема 21. Работа сил поля. Связь между напряженностью и потенциалом.
- •Общие методические указания к решению задач и оформлению контрольных работ
- •Физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики
- •Контрольная работа №1
- •Электричество и магнетизм
- •Контрольная работа №2
- •Оптика. Атомная и ядерная физика. Элементы квантовой механики
- •Контрольная работа №3
- •Вопросы к зачету II семестр физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики
- •Вопросы к экзамену III семестр электричество и магнетизм
- •Вопросы к экзамену IV семестр оптика. Атомная и ядерная физика. Элементы квантовой механики
- •Некоторые фундаментальные физические постоянные
- •Плотности некоторых веществ
- •Литература
Физические основы механики, молекулярной физики и термодинамики
ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ
Средняя скорость и среднее ускорение
,
где – перемещение (приращение радиус вектора).
Мгновенная скорость и мгновенное ускорение
,
Полное ускорение
,
где – нормальная составляющая ускорения (R – радиус кривизны траектории в данной точке), – тангенциальная составляющая ускорения.
Путь, пройденный материальной точкой
где v – модуль скорости точки.
Угловая скорость и угловое ускорение
,
где φ – угол поворота тела по времени.
Связь между линейными и угловыми величинами
, ,
Импульс тела
Основное уравнение динамики (второй закон Ньютона)
Силы, рассматриваемые в механике
а) сила упругости
где k – коэффициент жесткости, x – абсолютная деформация.
б) сила трения
где μ – коэффициент трения, N – сила нормального давления.
в) сила тяготения (гравитации)
где γ – постоянная всемирного тяготения, m1 и m2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между ними.
г) сила тяжести
Закон сохранения импульса (для замкнутой системы)
Работа и мощность силы
,
Работа переменной силы на участке траектории от точки 1 до точки 2
где – проекция силы на направление перемещения, α – угол между силой и перемещением.
Кинетическая энергия поступательно движущегося тела
Потенциальная энергия
а) упруго деформированного тела
б) тела находящегося в однородном поле силы тяжести
где h – высота тела над уровнем принятым за нулевой.
Полная механическая энергия системы
Закон сохранения механической энергии
Приращение кинетической энергии частицы
где А – работа всех сил действующих на частицу.
Убыль потенциальной энергии частицы в поле
где А – работа силы поля.
Приращение полной механической энергии в поле
где Авнеш – работа внешних сторонних сил, Авнутр – работа внутренних диссипативных сил.
Момент силы
Момент инерции системы (тела)
Момент импульса материальной точки
Основное уравнение динамики вращательного движения
,
Закон сохранения момента импульса
Моменты инерции некоторых тел массы m
а) Момент инерции тонкого стержня длины l относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину
б) Моменты инерции полого и сплошного цилиндров относительно оси симметрии
в) Момент инерции шара относительно оси, проходящей через его центр
Теорема Штейнера
Кинетическая энергия вращающегося тела
Лоренцево сокращение длины и замедление времени
;
где l0 – собственная длина тела, Δt0 – собственное время движущихся часов.
Релятивистский закон сложения скоростей
,
где предполагается, что система отсчета К' движется со скоростью v в положительном направлении оси х системы К.
Релятивистская масса
Релятивистский импульс
Релятивистское уравнение динамики частицы
Полная и кинетическая энергия релятивистской частицы
Уравнение гармонических колебаний и его решение
,
Уравнение плоской и сферической волны
,
Уравнение стоячей волны
Количество вещества
Молярная масса
Концентрация молекул
Закон Бойля-Мариотта (при m,T=const)
Закон Гей-Люссака (при m,p=const)
,
Закон Шарля (при m,V=const)
,
Закон Дальтона
Уравнение Клайперона-Менделеева для произвольной массы газа
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
Барометрическая формула
Уравнение состояния ванн-дер-ваальсовского газа (для одного моля)
Средняя энергия молекулы
Внутренняя энергия идеального газа
Первый закон (первое начало) термодинамики
Молярные теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении
,
Работа расширения газа
а) общий случай
б) изобарный процесс
г) изотермический процесс
Уравнение адиабатного процесса (уравнение Пуассона)
где γ – показатель адиабаты.
Политропический процесс (С=const)
где – n показатель политропы.
КПД тепловой машины
КПД цикла Карно
Понятие энтропии (S)
Приращение энтропии системы