- •Предмет физики. Методы физический исследований: опыт, гипотеза, эксперимент, теория.
- •Предмет механики. Кинематика и динамика. Основные единицы международной системы единиц механики(си).
- •Физические модели: материальная точка, системы материальных точек, абсолютно твёрдое тело, сплошная среда(кинематика).
- •Три способа кинематического описания движения материальной точки: векторный, координатный и естественный способ задания движения точки.
- •Скорость и ускорение материальной точки. Виды и характер движения точки.
- •Кинематика абсолютно твёрдого тела: простейшие виды движения тела, взаимосвязь между линейными и угловыми характеристиками при вращательном движении.
- •Сложное движение: динамика.
- •Основная задача динамики: прямая и обратная задача динамики.
- •Важнейшие понятия динамики материальной точки: инертность, масса, импульс, масса, сила.
- •Меры действия силы и динамические меры механического движения: момент силы, работа и мощность силы, момент импульса. Кинетическая энергия.
- •Законы изменения момента импульса и кинетической энергии материальной точки. Уравнение моментов, взаимосвязь между изменением кинетической энергии материальной точки и работой сил.
- •Явление трения скольжения, качения и вязкого сопротивления: внешнее и внутреннее трение. Трение покоя и трение скольжения. Трение качения. Вязкое трение.
- •Сила упругости. Закон Гука: виды деформации тела.
- •Закон всемирного тяготения. Энергия. Закон сохранения энергии в механике.
- •Потенциальная энергия консервативных сил: потенциальная энергия и её связь с работой консервативных сил.
- •Абсолютно упругий/неупругий центральный удар.
- •Взаимосвязь между потенциальной энергией и силой взаимодействия: сила – градиент потенциальной энергии. Понятия потенциальной ямы и потенциального барьера.
- •Потенциальное поле. Характеристики и свойства гравитационного поля. Принцип суперпозиции полей.
- •Неинерциальная система отсчёта: силы инерции, второй закон ньютона в неинерциальной системе, динамика абсолютно твёрдого тела.
- •29. Гармонический осциллятор. Примеры: Пружинный, математический, физический маятники.
- •30. Представление колебаний в виде векторов.
- •31. Сложение колебаний одного направления и перпендикулярных колебаний.
- •32. Свободные затухающие колебания и их характеристики. Затухание свободных колебаний
- •33. Вынужденные колебания. Резонансные кривые.
- •34. Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны
- •35. Уравнение бегущей волны. Фазовая и групповая скорости.
- •36. Энергетические характеристики волны. Плотность потока энергии волны.
- •37. Стоячие волны. Эффект Доплера.
- •38. При́нцип относи́тельности Эйнштеина. Инвариантность скорости света
- •39. Замедление времени и сокращение длин
- •40. Преобразования Лоренса в сто
- •43 Общие свойства жидкостей и газов
- •44 Уравнение неразрывности
- •45 Уравнение Бернулли
- •46 Вязкость. Ламинарные и турбулентные режимы течения
- •47. Термодинамический и статистический методы
- •48. Изопроцессы идеального газа
- •49. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Молекулярно-кинетический смысл температуры
- •52 Теплоемкость. Классическая теплоемкость идеального газа и ее недостатки
44 Уравнение неразрывности
Условие неразрывности струи предусматривает, что струя жидкости нигде не имеет разрывов. Частицы жидкости при стационарном течении движутся по линиям тока, поэтому боковую поверхность трубки тока жидкость не пересекает.
Уравнение неразрывности : VS - const
Уравнение неразрывности : для идеальной жидкости в стационарных условиях произведение скорости на поперечное сечение трубки тока остается неизменным в любом сечении трубки.
Вывод: из уравнения неразрывности следует, что в более узком сечении трубки тока скорость должна быть больше, чем в более широком сечении.
45 Уравнение Бернулли
Уравнение Бернулли:
Это уравнение и есть уравнение Бернулли. Это уравнение является следствием закона сохранения энергии для установившегося течения идеальной жидкости (p - статическое давление, p*(v*v)/2 - динамическое давление, pgh - гидростатическое давление).
Динамическое давление связано с движением жидкости и проявляется в том случае, если жидкость при встрече с препятствием теряет скорость (v ->0).
46 Вязкость. Ламинарные и турбулентные режимы течения
Вязкость (внутреннее трение) - это свойство реальных жидкостей сопротивляться перемещению одной части жидкости относительно другой. При таком перемещении возникают силы внутреннего трения, которые направленны по касательной к поверхности слоев. Действие этих сил проявляется в том, что со стороны слоя, движущегося быстрее, на слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила. Со стороны же слоя, движущегося медленнее, на слой, движущийся быстрее, действует тормозящая сила.
модуль силы внутреннего трения где коэффициент пропорциональности η, зависящий от природы жидкости, называется динамической вязкостью (или просто вязкостью).
Существует два режима течения жидкостей. Течение называется ламинарным (слоистым), если вдоль потока каждый выделенный тонкий слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь с ними, и турбулентным (вихревым), если вдоль потока происходит интенсивное вихреобразование и перемешивание жидкости (газа).
Ламинарное течение жидкости как правило наблюдается при небольших скоростях ее движения. Внешний слой жидкости, примыкающий к поверхности трубы, в которой она течет, из-за сил молекулярного сцепления прилипает к ней и остается неподвижным. Скорости последующих слоев тем больше, чем больше их расстояние до поверхности трубы, при этом наибольшей скоростью обладает слой, который движется вдоль оси трубы.
При турбулентном течении частицы жидкости приобретают составляющие скоростей, которые перпендикулярны течению, и они могут двигаться из одного слоя в другой. Скорость частиц жидкости быстро возрастает по мере удаления от поверхности трубы, затем изменяется незначительно. Так как частицы жидкости могут перейти из одного слоя в другой, то их скорости в различных слоях мало отличаются. Из-за большого градиента скоростей у поверхности трубы обычно происходит образование вихрей.
47. Термодинамический и статистический методы
Для изучения тепловых процессов в естествознании сформировался Термодинамический метод исследования. Он заключается в том, что состояние термодинамической системы задается Термодинамическими параметрами (параметрами системы), характеризующими ее свойства. В качестве таковых обычно выбирают Абсолютную Температуру (температуру по шкале Кельвина – Т), Давление (Р), Молярный объем (объем одного моля вещества – VМ). Параметры связаны друг с другом, поэтому состояние системы можно представить в виде уравнения. Например, для идеального газа массой в один моль эту связь выражает уравнение Менделеева-Клапейрона:
PVМ = RT
Термодинамический метод устанавливает связи между макроскопическими свойствами тел, рассматривая эти свойства как бы снаружи, не вникая в структуру вещества. Он изучает общие закономерности передачи и превращения энергии. Основу термодинамики составляют два фундаментальных закона: первое и второе начала термодинамики, которые являются итогом обобщения практического опыта человечества, поэтому он успешно применяется во всех отраслях естествознания (химии, биологии и др.). Однако, с другой стороны, термодинамический метод ограничен, так как не дает информации о механизме явлений.
Поведение громадного числа молекул, составляющих макротела, изучается также Статистическим Методом, который основан на том, что свойства макротел определяются свойствами молекул, особенностями их движения (скоростью, энергией, импульсом и т. д.) и взаимодействия. Например, температура может быть выражена через среднее значение кинетической энергии движения молекул. Статистический метод дает представление о механизме тепловых процессов, рассматривая их как бы изнутри макротел, он существенно дополняет термодинамический метод. Основные законы термодинамики также имеют статистический смысл. Поэтому оба метода составляют основу термодинамики.