- •1.Кинематика. Перемещение, скорость, ускорение.
- •2.Законы Ньютона
- •3.Закон сохранения импульса
- •4.Работа, кинетическая энергия
- •5.Потенциальные силы, потенциальная энергия, закон сохранения энергии
- •6.Гравитационное поле, потенциальная энергия гравитационного поля
- •7.Центральный удар, абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар
- •8.Вращательное движение, угловая скорость, угловое ускорение
- •9.Момент инерции, момент сил, закон вращательного движения
- •10.Термодинамическое уравнение состояния идеального газа
- •11.Кинетическое уравнение состояния идеального газа, внутренняя энергия
- •12.Барометрическая формула Больцмана
- •13.Распределение Максвелла
- •14.Броуновское движение
- •15.Первое начало термодинамики. Работа, теплота ,внутренняя энергия.
- •16.Изобарический и изохорические процессы, теплоемкость в таких процессах
- •17.Изотермический и адиабатический процессы: реализация, работа и уравнения
- •18.Второе начало термодинамики, формулировки Томпсона и Клаузиуса
- •19.Цикл Карно
- •Описание цикла Карно:
- •20.Энтропия: определение, закон возрастания энтропии
- •21.Процессы переноса, законы Фика и Фурье
- •22.Закон Кулона, напряженность электрического поля, закон суперпозиции
- •23.Опыт Милликена, заряд электрона.
- •24.Поле электрического диполя
- •25.Теорема Гаусса, примеры ее применения
- •26.Потенциал электрического поля
- •27.Проводники и диэлектрики во внешнем поле
- •28.Диэлектрики, диэлектрическая проницаемость, восприимчивость и вектор поляризации
- •29.Электрическое поле на границе диэлектриков
- •30.Электрическая ёмкость проводника, конденсатор
- •31.Энергия электрического поля
3.Закон сохранения импульса
Зако́н сохране́ния и́мпульсаутверждает, что суммаимпульсоввсех тел (или частиц)замкнутой системыесть величина постоянная (взамкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой)
В классической механикезакон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Иззаконов Ньютонаможно показать, что при движении в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии взаимодействия скорость его изменения определяется суммой приложенных сил.
Рассмотрим какие-либо два взаимодействующих тела, входящих в состав замкнутой системы. Силы взаимодействия между этими телами обозначим через F1 и F2 По третьему закону Ньютона F2 = - F1 Если эти тела взаимодействуют в течение времени t, то импульсы сил взаимодействия одинаковы по модулю и направлены в противоположные стороны: F2t = - F1t Применим к этим телам второй закон Ньютона:
где m1v1и m2v2 – импульсы тел в начальный момент времени, m1v1’ и m2v2’– импульсы тел в конце взаимодействия. Из этих соотношений следует:
|
Это равенство означает, что в результате взаимодействия двух тел их суммарный импульс не изменился. Рассматривая теперь всевозможные парные взаимодействия тел, входящих в замкнутую систему, можно сделать вывод, что внутренние силы замкнутой системы не могут изменить ее суммарный импульс, то есть векторную сумму импульсов всех тел, входящих в эту систему.
4.Работа, кинетическая энергия
Работа(А) – физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на cos угла м/у векторами силы и перемещения : А = F S cos
Кинетическая энергия- энергия механической системы, зависящая от скоростей движения ее точек
Единица измерения в системе СИ—Джоуль.
Физический смысл кин.энергии: рассмотрим систему, состоящую из одной частицы, и запишем второй закон Ньютона: , где — есть результирующая всех сил, действующих на тело.Скалярно умножимуравнение наперемещениечастицыУчитывая, что, Получим:
Если система замкнута, то есть, то, а величина
остаётся постоянной. Эта величина называется кинетической энергией частицы. Если система изолирована, то кинетическая энергия является интегралом движения.
Для абсолютно твёрдого телаполную кинетическую энергию можно записать в виде суммы кинетической энергии поступательного и вращательного движения:
где:- масса тела,- скоростьцентра масстела,-момент инерциитела,—угловая скоростьтела.
Физический смысл работы: работавсех сил, действующих на частицу, идёт на приращение кинетической энергии частицы:
5.Потенциальные силы, потенциальная энергия, закон сохранения энергии
Потенциальные силы(консерват. силы) - силы,работакоторых не зависит от формы траектории (зависит только от начальной и конечной точки приложения сил, т е работа по любойзамкнутой траекториикоторых равна 0). Если в системе действуют только консервативные силы, то механическая энергия системы сохраняется.
Для потенциальных сил выполняются следующие тождества:
—роторпотенциальных сил равен 0;
—работапотенциальных сил по произвольному замкнутому контуру равна 0;
—потенциальная сила является градиентомнекойскалярной функцииU, называемой силовой. Эта функция равна потенциальной энергиивзятой с обратным знаком.
Потенциальная энергия—скалярнаяфизическая величина, характеризующая способность некоего тела (или материальной точки) совершатьработуза счет его нахождения в поле действия сил. Изм-ся в Дж
Корректное определение потенциальной энергии может быть дано только в поле сил, работа которых зависит только от начального и конечного положения тела, но не от траектории его перемещения. Такие силы называются консервативными. Также потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия нескольких тел или тела и поля. Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией. Потенциальная энергияупругой деформациихарактеризует взаимодействие между собой частей тела.
Потенциальная энергия в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой: Ep = mgh, гдеEp— потенциальная энергия тела,m—массатела,g—ускорение свободного падения,h— высота положенияцентра масстела над произвольно выбранным нулевым уровнем.
Зако́н сохране́ния эне́ргии— фундаментальныйзаконприроды, установленныйэмпирическии заключающийся в том, чтоэнергияизолированнойфизической системысохраняется с течениемвремени.Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую.
Энергия может переходить из одного вида в другой, может переходить от одного тела к другому, но общий запас механической энергии остаётся неизменным. Опыты и теоретические расчеты показывают, что при отсутствии сил трения и при воздействии только сил упругости и тяготения суммарная потенциальная и кинетическая энергия тела или системы тел остается во всех случаяхпостоянной. В этом и заключается закон сохранения механической энергии.
Докажем закон сохранения энергии в следующем опыте. Стальной шарик, упавший с некоторой высоты на стальную или стеклянную плиту и ударившийся об неё, подскакивает почти на ту же высоту, с которой упал. Во время движения шарика происходит целый ряд превращений энергии. При падении потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию шарика. Когда шарик прикоснется к плите, и он и плита начинают деформироваться.