Б1. Основные понятия кинематики. Скорость. Равномерное прямолинейное движение.

Кинематика – раздел механики, в котором изучаются различные виды движения без выяснения причин такого движения. Отвечает на вопрос: «Как движется тело?»

При своем движении любое тело описывает линию – траекторию.

Формы траектории: прямая или кривая линии.

Материальной точкой называют тело, размерами которого в данном случае можно пренебречь.

Тело отсчета – это физическое тело, относительно которого задается положение данного тела или данной точки.

Система отсчета (СО) – это совокупность тела отсчета, системы координат, связанной с ним и прибора для измерения времени.

Положение тела может определяться 1, 2, 3-мя координатами.

1. x=x_0+S_(x ) (t)

y= y_0+ S_x (t) - решение ОЗМ координатным способом

z=z_0+ S_0 (t

Где, x, y, z – конечные координаты;

S_x, S_y , Sz – проекция вектора перемещения на координатные оси Ox, Oy, Oz соответственно.

S – вектор перемещения – направленный отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положение тела в пространстве.

Путь – длина траектории движения тела.

Радиус-вектор – направленный отрезок, проведенный из начала координат в данную точку.

Закон или уравнение движения в векторной форме – это зависимость радиус-вектора от времени.

- решение ОЗМ векторным способом

Скорость равномерного прямолинейного движения тела – это величина, равная отношению его перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло.

Равномерное прямолинейное движение– это движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит одинаковые пути.

- уравнение равномерного прямолинейного движения точки , записанное в координатной форме.

Б2. Ускорение. Прямолинейное движение с постоянным ускорением. Свободное падение тел – частный случай равноускоренного прямолинейного движения.

Физический мысл:

Ускорение – векторная величина, характеризующая быстроту изменения скорости.

Математический смысл:

Ускорение – это предел отношения приращения скорости к приращению времени, при котором последнее стремится к 0.

Прямолинейное движение с постоянным ускорением – это движение, при котором модуль скорости увеличивается.

- решение ОЗМ для равноускоренного движения.

Свободное падение – это частный случай равноускоренного движения, при котором тело движется только под действием силы тяжести с одним и тем же ускорением свободного падения. Оно одинаково для всех тел, независимо от их массы, объема и формы.

Это движение опытным путем изучал Галилео Галилей, а до него Аристотель. Аристотель доказывал, что ускорение, сообщаемое Землей телу, зависит от тяжести тела. Только Галилею удалось доказать, что это не так. Он доказал, что земной шар сообщает всем телам одно и то же ускорение. Все тела достигали поверхности Земли примерно за одно и то же время. Позже более простой опыт провел Ньютон. В стеклянную трубку он поместил различные предметы: дробинки, кусочки пробки, пушинки. Если перевернуть трубку так, что эти предметы могли падать, то быстрее упадет дробинка, за ней пробки и т.д. Но если выкачать из трубки воздух, то будет видно, что все тела падают одновременно. Ускорение, сообщаемое Землей телу, называется ускорением свободного падения. Ускорение свободного падения зависит от географической широты места на поверхности Земли, и от высоты тела над Землей.

g – всегда направлено вниз, поэтому если тело движется вверх, то .

Б3. Равномерное движение тела по окружности. Центростремительное ускорение. Угловая и линейная скорости вращения.

Ускорение точки при ее равномерном движении по окружности называются центростремительным.

Движение по окружности – это такое движение, при котором скорость и ускорение не изменяются по модулю, а изменяются лишь по направлению.

Угловой скоростью тела называется величина, равная отношению угла поворота тела к промежутку времени.

Линейная скорость – скорость движения тела по окружности.

Б4. Основное утверждение механики. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета.

ОУМ: изменение скорости тела всегда вызывается воздействием на него каких-либо других тел.

Если действий со стороны других тел на данное тело нет, то согласно ОУМ ускорение тела равно 0, т.е. тело покоится или движется с постоянной скоростью.

1-ый закон Ньютона:

Существуют системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Системы, в которых выполняется 1-ый закон Ньютона (закон инерции) называются инерциальными. Относительно них все тела двигаются с постоянной скоростью.

Б5. Сила. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Принцип относительности Галилея.

Сила – мера действия одного тела на другое. Сила, как векторная величина характеризуется числовым значением, направлением и точкой приложения.

2-ой закон Ньютона:

Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.

3-ий закон Ньютона:

Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулям и направлены по одной прямой в противоположные стороны.

ПО Галилея:

Все механические процессы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета.

Б6. Силы в механике. Сила тяготения. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес тела.

Силы в механике:

1. Гравитационные силы – силы всемирного тяготения.

2. Электромагнитные силы - действуют между частицами, имеющими электрические заряды.

3. Сильные (ядерные) силы - действуют только внутри атомных ядер.

4. Слабые взаимодействия – проявляются на еще меньших расстояниях.

Закон всемирного тяготения:

Сила взаимного притяжения двух тел прямо пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи этой поверхности.

Вес тела – это сила, с которой это тело действует на горизонтальную опору или растягивает подвес.

Б7. Деформация и силы упругости. Закон Гука. Силы трения.

Деформация – изменение объема или формы тела.

Силы упругости возникают только при деформации тел. При исчезновении деформации одновременно исчезают и силы упругости.

Закон Гука:

При упругой деформации растяжения(или сжатия) удлинение тела прямо пропорционально приложенной силе.

Трение покоя – сила трения, действующая между двумя телами, неподвижными относительно друг друга.

Максимальное значение модуля силы трения покоя пропорционально модулю силы нормальной реакции опоры. От площади соприкосновения тел максимальная сила трения покоя не зависит.

Сила трения скольжения зависит от веса тела и материала соприкасающихся поверхностей.

Б8. Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.

Импульсом тела называется векторная физическая величина, равная произведению массы на скорость.

Направление вектора импульса тела всегда совпадает с направлением вектора скорости.

импульс силы.

Закон сохранения импульса:

Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы тел сохраняется.

Закон сохранения импульса выполняется только в изолированной системе, т.е. такой системе, в которой тела взаимодействуют только между собой без наличия сил трения и сопротивления.

Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно него, например при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила, толкающая тело. Главная особенность реактивной силы в том, что она возникает в результате взаимодействия частей системы без какого –либо взаимодействия с внешними силами.

Б9. Работа силы. Мощность. Энергия. Кинетическая энергия.

Работа силы равна произведению модулей сил ы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними.

Мощностью называют отношение работы к интервалу времени , за который эта работа совершена.

Энергия характеризует способность тела (или системы тел) совершать работу.

Кинетическая энергия тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости.

Б10. Работа силы тяжести. Работа силы упругости. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике.

Работа силы тяжести не зависит от формы траектории тела; она определяется лишь начальным и конечным положениями тела. При перемещении тела по замкнутой траектории работа силы тяжести равна 0.

Работа силы упругости не зависит от формы траектории и, так же как и сила тяжести, сила упругости является консервативной.

Величина, равная произведению массы тела на ускорение свободного падения и на высоту тела над поверхностью Земли, называется потенциальной энергией взаимодействия тела и Земли.

Величина, равная половине произведения коэффициента упругости тела на квадрат деформации.

Потенциальной энергией системы называется зависящая от положения тел величина, равная работе внутренних сил системы, взятых с противоположным знаком.

Закон сохранения энергии в механике. В изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.

Б11. Основы мкт. Размеры молекул. Количество вещества. Броуновское движение. Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твердых тел.

Вещество состоит из частиц; эти частицы беспорядочно движутся; частицы взаимодействуют друг с другом.

Количество вещества – это число молекул или атомов в теле.

Броуновское движение – это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц. Причина броуновского движения частицы заключается в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга.

Силы взаимодействия: притяжение и отталкивание.

Твердые тела: молекулы не расходятся на большие расстояния, колеблются около положения равновесия. Поэтому твердые тела не меняют форму и сохраняют объем.

Жидкости: расстояние между молекулами примерно равно размеру одной молекулы. Молекулы могут перемещаться по всему объему, совершая перескоки. Жидкости не меняют объем, но принимают форму того сосуда, в котором находятся.

Газы: между молекулами в 10 – 15 раз больше размера самих молекул, взаимность притяжения отсутствует. Газы не имеют собственного объема, поэтому занимает весь предоставленный объем.

Б12. Идеальный газ. Тепловое движение молекул. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа.

Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Б13. Температура – мера средней кинетической энергии молекул .Уравнение Менделеева – Клапейрона. Газовые законы.

Температура характеризует состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Температура – мера средней кинетической энергии молекул.

- уравнение состояния для идеального газа.

Изотермический: Для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления газа на его объем постоянно.

Изобарный: Для газа данной массы при постоянном давлении отношение объема к температуре постоянно.

Изохорный: для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не меняется.

Б14. Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел).

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре.

В термодинамике рассматривается перемещение различных частей макроскопического тела относительно друг друга. В результате может меняться объем тела, а его скорость остается равной нулю. Работа в термодинамике равна изменению внутренней энергии тела.

Количество теплоты – количественная мера изменения внутренней энергии при теплообмене.

- нагревание

– парообразование

- конденсация

– плавление

- кристаллизация

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе.

Внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной (сохраняется).