- •1. Предмет физики, физические модели. Механическое движение как простейшая форма изменения состояния в материальном мире. Системы координат. Векторы.
- •2. Кинематика поступательного движения. Прямая и обратная задачи кинематики.
- •3.Криволинейное движение. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение при криволинейном движении.
- •4. Кинематика вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение как квазивекторы.
- •5. Связь между линейными и угловыми кинематическими характеристиками движения.
- •6.Виды взаимодействий и категории сил в природе.
- •7.Законы динамики поступательного движения материальной точки. Импульс материальной точки, его связь с импульсом силы.
- •8.Закон сохранения импульса. Понятие центра инерции системы. Теорема о движении центра инерции системы.
- •9. Момент силы и момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси. Уравнение моментов.
- •10.Основной закон динамики вращательного движения. Понятие момента инерции материальной точки.
- •11. Закон сохранения момента импульса.
- •12.Уравнение движения абсолютно твердого тела. Момент инерции абсолютно твердого тела. Теорема Штейнера.
- •13. Силы инерции в поступательно движущихся нисо.
- •14.Силы инерции в равномерно вращающихся нисо. Центробежная сила инерции.
- •16.Кинетическая энергия частицы. Работа и кинетическая энергия вращательного движения.
- •17. Консервативные и неконсервативные силы. Силовое поле. Признак потенциальности поля.
- •18. Потенциальная энергия. Связь потенциальной энергии и силы поля.
- •19.Закон сохранения и изменения энергии в механике.
- •Формулировка закона сохранения и превращения энергии:
- •20.Преобразования Галилея. Механический принцип относительности.
- •21. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца.
- •22. Следствия из преобразований Лоренца.
- •23.Элементы релятивистской динамики.
- •24. Идеальная и вязкая жидкость. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.
- •25.Коэффициент вязкости. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Критерий Рейнольдса . Формула Стокса.
- •26. Упругие деформации. Закон Гука. Энергия упруго-деформированного тела.
- •27. Электрические заряды. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.
- •28.Напряженность электрического поля. Силовые линии электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь.
- •29.Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциал поля.
- •30. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля. Эквипотенциальные поверхности.
- •31.Объемная, поверхностная и линейная плотность электрического заряда. Теорема Гаусса.
- •32. Поведение диполя в электрическом поле.
- •33.Распределение электрических зарядов на проводнике. Связь между напряженностью поля у поверхности проводника и поверхностной плотностью заряда.
- •34. Электрическая емкость уединенного проводника. Взаимная электроемкость.
- •35. Конденсаторы. Электрическая емкость плоского сферического и цилиндрического конденсаторов. Соединение конденсаторов.
- •37. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации. Связанные заряды.
- •38. Напряженность электрического поля в диэлектрике. Вектор электрического смещения. Связь между векторами.
- •Чем больше потенциал больше – тем вектор напряженности длинней.
- •39. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость среды.
- •41. Сила и плотность электрического тока. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
- •42. Сопротивление проводников. Зависимость сопротивления проводников от температуры.
- •43. Сторонние силы. Эдс источника тока. Циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил.
- •44. Понятие электрического напряжения. Закон Ома для неоднородного участка цепи, для замкнутой цепи, содержащей источник тока.
- •45. Разветвленные электрические цепи. Законы Кирхгофа и их применение для расчета электрических цепей.
- •Первый закон
- •Второй закон
38. Напряженность электрического поля в диэлектрике. Вектор электрического смещения. Связь между векторами.
При нормальных условиях диэлектрик обладает незначительной электропроводностью. Это свойство сохраняется, пока напряженность электрического поля не увеличится до некоторого предельного для каждого диэлектрика значения. В сильном электрическом поле происходит расщепление молекул диэлектрика на ионы и тело, которое в слабом поле было диэлектриком, становится проводником. Напряженность электрического поля, при которой начинается ионизация молекул диэлектрика, называется пробивной напряженностью (электрической прочностью) диэлектрика. Величина напряженности электрического поля, которая допускается в диэлектрике при его использовании в электрических установках, называется допустимой напряженностью. Лучшими непроводниками (диэлектриками) являются вакуум и газы, особенно при высоком давлении. Если электрическое поле имеет место в диэлектрике, то наблюдается поляризация вещества и появляются связанные электрические заряды.
Вектор поляризации равен также поверхностной плотности связанных зарядов, возникающих в диэлектрике под воздействием внешнего электрического поля (Р = sсвяз ).
Кроме этого, при анализе электростатических полей используют вектор электрического смещения:
.
Единицей электрического смещения является кулон на метр квадратный (Кл/м2).
Величина e = e0 + c является основной характеристикой диэлектрика и называется абсолютной диэлектрической проницаемостью. Отношение er = e/e0 называют относительной диэлектрической проницаемостью.
Чем больше потенциал больше – тем вектор напряженности длинней.
39. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость среды.
Диэлектри́ческая проница́емость среды ε — безразмерная физическая величина, характеризующая свойства изолирующей (диэлектрической) среды. Связана с эффектом поляризации диэлектриков под действием электрического. Величина ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в среде меньше, чем в вакууме. Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха и большинства других газов в нормальных условиях близка к единице (в силу их низкой плотности). Для большинства твёрдых или жидких диэлектриков относительная диэлектрическая проницаемость лежит в диапазоне от 2 до 8 (для статического поля). Диэлектрическая постоянная воды в статическом поле достаточно высока — около 80. Велики её значения для веществ с молекулами, обладающими большим электрическим диполем. Относительная диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков составляет десятки и сотни тысяч.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ- коэффициент пропорциональности c между поляризацией P среды (дипольный момент единицы объема) и напряженностью E внешнего электрического поля: Р = cE.
41. Сила и плотность электрического тока. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.
Сила тока в системе СИ измеряется в Амперах.
По закону Ома сила тока I для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U к участку цепи и обратно пропорциональна сопротивлению R проводника этого участка цепи :
Плотностью тока называется вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку, перпендикулярную направлению тока, к величине этой площадки, а направление вектора совпадает с направлением движения положительного заряда в токе.
.
Согласно закону Ома плотность тока в среде пропорциональна напряжённости электрического поля и проводимости среды :
Плотность тока в системе СИ измеряется в амперах на квадратный метр.
Независимо друг от друга Джоуль и Ленц показали, что при протекании тока, в проводнике выделяется количество теплоты:
|
|
Если ток изменяется со временем, то
.
Это закон Джоуля–Ленца в интегральной форме.
Отсюда видно, что нагревание происходит за счет работы, совершаемой силами поля над зарядом.
Соотношение имеет интегральный характер и относится ко всему проводнику с сопротивлением R, по которому течет ток I. Получим закон Джоуля-Ленца в локальной-дифференциальной форме, характеризуя тепловыделение в произвольной точке.
Тепловая мощность тока в элементе проводника Δl, сечением ΔS, объемом равна:
.
Удельная мощность тока
.
Согласно закону Ома в дифференциальной форме . Отсюда закон Джоуля - Ленца в дифференциальной форме характеризующий плотность выделенной энергии:
|
, |
Так как выделенная теплота равна работе сил электрического поля
,
то мы можем записать для мощности тока:
|
. |
|
|
Мощность, выделенная в единице объема проводника .
Приведенные формулы справедливы для однородного участка цепи и для неоднородного.