n1.doc | 90kb. | 24.08.2012 05:42 | скачать |
1.Система отсчета - состоит из тела отсчета, связанной с ним системы координат и счетчика времени. Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь в данной задаче. Траектория – линия, образованная совокупностью точек пространства, последовательно проходимых движущейся м.т. (прямо- и криволинейные. Вид зависит от с.о.) Путь – СФВ, равная длине траектории от начального (Т=Тн) до конечного (Т=Тк) положения м.т. Перемещение – вектор, проведённый из начального, соответствующего начальному моменту времени Тн, в конечное, соответствующее конечному моменту времени Тк, положение м.т. Оно равно приращению радиус-вектора r = r(к)-r(н) Средняя скорость – ВФВ, равная отношению перемещения r к промежутку времени t, за который это перемещение произошло. <v>=r/t Скорость (мгновенная) – ВФВ, равная пределу отношения перемещения r к промежутку времени t, за который это перемещение произошло, при бесконечном уменьшении промежутка времени. v=limr/t | 5. Равномерное движение м.т. по окружности – движение, при котором м.т. за равные промежутки времени проходит равные по длине дуги окружности. Угловая скорость – СФВ, равная пределу отношения угла поворота радиус-вектора м.т. к промежутку времени t, за который произошёл этот поворот, при бесконечном уменьшении промежутка времени. =lim/t=d/dt t0 Период обращения Т – промежуток времени, в течение которого м.т. совершает один оборот. T=t/N Где N – число оборотов за промежуток времени t. Частота обращения n– число оборотов м.т. за единицу времени. n=N/t Центростремительное ускорение – нормальное ускорение, направленное к центру окружности и, следовательно, противоположно радиус-вектору м.т. ац.с.=v2/R=2*R aц.с.=- 2*R |
2.Равномерное движение – движение, при котором пути м.т. за любые равные промежутки времени одинаковы. Равномерное прямолинейное движение – движение, при котором перемещения м.т. за любые равные промежутки времен одинаковы. V=const; X=Xн + Vxt; y=Yн+Vyt; s=vt; | 6. Движение твердого тела – можно разложить на два вида движения: поступательное (движение при котором все точки тела имеют конгруэнтные траектории. Любая прямая, соединяющая произвольные точки тела, остается параллельной своему начальному положению в пространстве) и вращательное( движение при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной прямой – оси вращения.). Движение колеса по горизонтальной поверхности – если центр колеса в СО, связанной с Землей, имеет скорость v, то: =vo/R Где R – радиус колеса. Мгновенная ось вращения – |
3. Среднее ускорение – ВФВ, равная отношению приращения скорости v к промежутку времени t, за который произошло это приращение <a>=v/t Мгновенное ускорение– ВФВ, равная пределу отношения приращения скорости v к промежутку времени t, за который это приращение произошло, при бесконечном уменьшении промежутка времени. a=limv/t=dv/dt t0 Равноускоренное движение – равнопеременное движение, при котором модуль скорости увеличивается. Направления скорости и ускорения м.т. в начальный и последующие моменты времени совпадают. V=Vн+at; S=Vнt + at2/2=a/2(t+Vн/a)2-Vн2/(2a); a=a=const; r=r(н)+ Vнt+at2/2 | 7.Движение тела, брошенного у поверхности Земли под углом к горизонту – движение, происходящее в системе отсчета, связанной с Землей в случае, когда тело бросают вверх или вниз (может быть с некоторой высоты) с начальной скоростью, направленной под углом к горизонту. V=Vн+gt; r=r(н)+Vнt+gt2/2; Vx=Vнx+g(x)t=Vocos; Vy=Vнy +g(y)t=Vosin-gt; X=Xн+Vнxt+gxt2/2=Vocost Y=Yн+Vнyt+gyt2/2=Vosint-gt2/2 t(дв)=2Vosin/g H=Vo2sin2/(2g) L=Vo2sin2/g Ускорение свободного падения – ускорение, с которым движутся все тела у поверхности земли, направлено вертикально вниз и не зависит от массы тела. |
4. Нормальное ускорение – характеризует изменение скорости по направлению и направлено перпендикулярно скорости м.т. к центру кривизны траектории. an=an*nед где nед - единичный вектор, перпендикулярный скорости тела в данной точке, направлен к центру кривизны траектории. Модуль нормального ускорения an=v2/R Где R – радиус кривизны траектории в данной точке. Тангенциальное ускорение – характеризует изменение модуля скорости, направлено по касательной к траектории. a=a* Где a - проекция ускорения на направление скорости a=limv/t=dv/dt t0 Равнозамедленное движение – равнопеременное движение, при котором модуль скорости уменьшается. Направления скорости и ускорения м.т. противоположны. V=Vн-at; S=Vнt - at2/2= -a/2(t-Vн/a) 2-Vн2/(2a); a=a=const; r=r(н)+ Vнt+at2/2 tн<=t<=tн+Vн/a | 8. Первый закон Ньютона –существуют С.О. называемые ИСО, в которых м.т. движется равномерно и прямолинейно или покоится если на нее не действуют другие тела. Масса – СФВ, являющаяся количественной мерой инертности тела (свойства: больше 0, не зависит от скорости, масса системы тел равна сумме масс всех тел, входящих в эту систему.) Сила – ВФВ, являющаяся количественной мерой воздействия на данное тело со стороны другого тела. Вызывает ускорение и деформацию тела. Второй закон Ньютона – в ИСО а=F/m 9.Третий закон Ньютона – силы, с которыми действуют друг на друга две взаимодействующие м.т-и равны по величине и противоположны по направлению. Fik=-Fki Принцип относительности Галилея –законы мех. движения одинаковы для всех ИСО X’=X-Vк’xt Y’=Y-Vк’yt t’=t a’=a Границы применимости законов Ньютона: |
10. Закон всемирного тяготения – между двумя м.т-и действуют силы тяготения (гравитационные силы), являющиеся силами взаимного притяжения, модули которых прямо пропорциональны произведению их масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. ![]() ![]() Закон справедлив также для: А) тел, со сферически-симметричным распределением массы, когда плотность является только функцией расстояния от центра тела; в этом случае r – расстояние между центрами масс тел. Б) тел, одно из которых, имеющее сферически-симметричное распределение массы, по размерам значительно превосходит второе; r – расстояние между ц.м. первого тела и вторым телом, которое можно рассматривать как м.т. Сила тяжести – сила, под действием которой все тела падают относительно поверхности Земли с ускорением свободного падения g (без учета силы сопротивления воздуха). P=mg Вес тела – сила, с которой тело действует на опору или подвес, удерживающий его от свободного падения. Он по модулю равен силе реакции опоры и направлен противоположно ей. Если опора неподвижна или движется равномерно и прямолинейно относительно поверхности Земли, то вес тела равен силе тяжести: G=P=mg Если опора движется с ускорением относительно поверхности Земли, то: G=m(g-a) Невесомость – состояние, при котором вес тела равен 0. Это выполняется при условии a=g т.е. при свободном падении тела. | 11.Упругая деформация тела – изменение размеров и формы тела, которые по окончании действия силы, возвращаются в исходное состояние. Сила упругости – спиральная пружина длиной l0 закреплена одним концом в точке А. Пружина растянута или сжата внешней силой Fвнш , действующей по оси пружины. Если начало координат находится в закрепленном конце пружины, то Fупр=-kr Где k – жесткость пружины, r=(r-ro) - приращение радиус-вектора незакрепленного конца пружины при её нагружении;ro - радиус-вектор незакреплённого конца пружины в ненагруженном состоянии Модуль упругой силы Fупр=kr=kl Где l=l-lo -удлинение (укорочение) пружины;lo -длина ненагруженной пружины; l -длина нагруженной пружины. Закон Гука для винтовой пружины –силы упругости прямо пропорциональны упругой деформации тела Силы трения : покоя ( равна по модулю и направлена противоположено составляющей внешней силы, параллельно поверхности данного тела с другим телом (опорой) Fтр.п.=-Fвнеш.пр. Fтр.п.м.=п.N) и скольжения (направлена противоположено скорости тела (относительно опоры) Fтр.ск.= -ск.Nv/v Fтр.ск.=Fтр.п.м.=N) |
12.Импульс тела – ВФВ, равная произведению масс м.т. на ее скорость: р=mv Второй закон Ньютона в импульсной форме –скорость изменения импульса м.т. равна равнодействующей силе: Fр=dp/dt Если Fр=сonst на промежутке времени t, то приращение импульса м.т. равно импульсу силы: р=Fрt Импульс системы тел – pc=pi=mivi Центр масс системы тел – точка, радиус-вектор которой определяется выражением : rц.м.=(mi ri)/mi=(mi ri)/mc Скорость центра масс системы тел – v ц.м.=mivi/mi Ц.М. системы является точкой, в которой как бы сосредоточена вся масса системы. | 14. Работа постоянной силы - СФВ, равная скалярному произведению силы Fр.внш. на перемещение м.т. l , на котором действует эта сила: A=Fl=Fr Работа переменной силы– СФВ, равная пределу суммы скалярных произведений сил Fi на перемещения м.т. ri на которых действуют эти силы, при бесконечном уменьшении максимального перемещения, A=limFiri rimax0 Средняя мощность – СФВ, равная отношению работы А к промежутку времени t, за который совершена эта работа: =A/t Мощность (мгновенная) – СФВ, равная пределу отношения элементарной работы A к промежутку времени t , за который совершена эта работа при бесконечном уменьшении промежутка времени: p=limA/t t0 Работа сил упругости – Aупр.=1/2kx2н.-1/2kx^2к.=-1/2k(x2) Aупр.=1/2F2упр.н/k-1/2F2упр.к./k Работа силы тяжести – Aтяж.=mg(hн-hк)=-mgh Работа силы трения –Aтр.=Fтр.vt |
13. Закон сохранения импульса - в ИСО импульс З.С. м.т. с течением времени не изменяется: при этом взаимодействие между телами системы может приводить к изменению их импульсов Pз.с.=const Условие сохранения импульса в н.з.с. тел – Fр внш=0 Pн.з.с.=constУсловие сохранения проекции импульса в н.з.с. тел –Fр внш х=0 Pнзс х =const | 15. Теорема о кинетической энергии - приращение К равно работе Ар равнодействующей силы Связь между убылью П энергии и А сил – убыль П равна А консервативных сил: Aк.сл.=Пн-Пк=-Пс П энергия упругого взаимодействия - Пупр.=kx2/2+c Где х – смещение незакрепленного конца пружины ![]() |
16. Механическая энергия Е – СФВ, равная сумме К и П энергий Связь между приращением Е и А сил – E=Aн.к.сл. Закон сохранения Е – Е з.к.с. не изменяется с течением времени при движении отдельных частей (тел) системы Закон сохранения полной энергии – полная энергия з.н.к.с. не изменяется с течением времени при движении отдельных частей тел системы | 17. Абсолютно упругое соударение – удар при котором силы взаимодействия между телами являются консервативными Абсолютно неупругое соударение – удар при котором силы взаимодействия между телами является неконсервативными |
18.Момент силы относительно оси –СФВ, равное произведению модуля силы F на плечо d силы относительно оси; причем моменты сил, вращающих тело в противоположные стороны имеют разные знаки IMI=F*d где d – плечо, равное кратчайшему расстоянию от оси до линии действия силы. F – лежит в плоскости, перпендикулярной данной оси Условия равновесия твердых тел :
Fi=0;
Виды равновесия –а) устойчивое – при любых малых отклонениях от первоначального положения возникают силы или моменты сил стремящиеся возвратить тело в исходное положение; П энергия тела возрастает; б) неустойчивое - при любых малых отклонениях от первоначального положения возникают силы или моменты сил стремящиеся удалить тело от исходного положения; П энергия тела уменьшается; в) безразличное – не возникает сил или моментов сил, стремящихся возвратить или удалить тело от начального положения, П энергия тела не изменяется; Центр тяжести тела (системы тел) – точка, к которой приложена равнодействующая сил тяжести, действующих на все части данного тела или тела данной системы. | 21.Основные положения молекулярно-кинетической теории. 1.Все тела (твердые ,жидкие ,газообразные) состоят из большого числа мельчайших частиц (микрочастиц) - атомов ,молекул , ионов. 2.Атомы,молекулы , ионы находятся в непрерывном хаотическом (тепловом ) движении . 3.Между молекулами вещества действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Молекула- наименьшая частица вещества ,обладающая его химическими свойствами. Состоит из атомов , число которых может изменяться от двух до нескольких тысяч .Атомы объединяются в молекулы за счет взаимодействия электронов. Молекула энергетически нейтральна. Размеры молекул - молекулы в жидкостях и в твердых телах расположены близко к друг другу. Объем приходящийся на одну молекулу жидкости или в твердом теле : V=M/Na где М и р - молярная масса и плотность этого тела, соответственно. Если молекула имеет шарообразную форму, то ее диаметр может быть вычислен по формуле : V=d3 Масса молекулы.m=Mrmед Количество вещества - величина определяемая числом структурных элементов (атомов молекул, ионов) входящих в данную систему. Молярная масса - величина равная отношению массы системы к количеству вещества этой системы. M=m/ |
19. Давление – СФВ равная пределу отношения модуля силы давления Fn действующей на поверхности тела в перпендикулярном направлении к ней к площади этой поверхности S при бесконечном уменьшении последней. P=limFn/S=dFn/dS S0 При условии постоянства сил давления по всей поверхности тела, давление определяется по формуле : p=Fn/s Закон Паскаля – давление, создаваемое поверхностными силами, одинаково во всех точках покоящейся жидкости. Гидростатическое давление – давление в жидкости, находящейся в поле силы тяжести, обусловленное весом жидкости: pг .с.=жgh Закон сообщающихся сосудов: высоты поверхностей разнородных жидкостей в открытых сообщ. сосудах обратно пропорциональны плотностям этих жидкостей и не зависят от площадей поперечного сечения сосудов. | 20.Сила Архимеда – на тело , погруженное в жидкость(газ), действует выталкивающая сила(сила Архимеда), равная по модулю весу жидкости(газа) в объеме погруженной части тела, направленная вертикально вверх и приложенная к центру давления, который совпадает с центром тяжести жидкости в объеме погруженной части тела. Fа.=ж.gVп.ч.т. Условия плавания тел т<=ж Уравнение Бернулли – при течении идеальной жидкости выполняется соотношение: p+gh+v2/2=const Где - плотность жидкости, h – высота поперечного сечения трубки тока, V – модуль скорости жидкости, р –давление (статическое) в этом сечении Формула Торричелли – скорость идеальной жидкости, вытекающей из узкого обтекаемого отверстия широко открытого сосуда определяется по формуле: V2=2g(h(пов)-h(отв) Где V – модуль скорости истечения жидкости из узкого отверстия, h(пов) – высота открытой поверхности жидкости, h(отв) – высота узкого отверстия |
22. Имперические газовые законы
V=const*T (P,m,M – const ); При использовании шкалы Цельсия этот закон записывается в виде: V=Vo(1+vt), где Vo – объём газа при ОС; v – температурный (термический) коэффициент объёмного расширения, равный 1/273,15С
Р=const*T (V,m,M – const); По шкале Цельсия: P=Po(1+pt), где p=v; Температурная шкала Цельсия – t устанавливается следующим образом: при нормальном атмосферном давлении температура таяния льда принимается за 0 градусов, температура кипения воды – за 100 градусов. | 23.Абсолютная температура: Т= t+273,15; Изопроцессы: Изотермический процесс– изменение состояния ТДС при постоянной температуре (Т = const); Изобарический процесс – изменение состояния ТДС при постоянном давлении (P=const); Изохарический процесс – изменение состояния ТДС при постоянном объёме (V=const); Уравнение Менделеева – Клапейрона: PV = (m/M)RT, Где m,M – масса и молярная масса; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль*К). Закон Авогадро: при одинаковых давлении и температуре в равных объемах различных газов содержится одинаковое число молекул. При нормальных условиях объём одного моля газа равен 22,4 литра. Парциальное давление – давление,которое оказывал бы газ, содержащийся в смеси газов, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси газов при той же температуре. Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений газов, образующих смесь: P = Pпi. |
24. Основное уравнение МКТ ИГ: давление газа на стенки сосуда есть результат ударов молекул о стенки сосуда. Соударения между молекулами и стенками сосуда происходят по закону упругого соударения. Движение молекул хаотично. Все его направления равновероятны. Давление газа Р прямо пропорционально концентрации молекул и их средней энергии: P= 2/3n , где =3/2kT=1/NNii Связь температуры со средней К энергией молекул газа: = 3/2 kT, где k – постоянная Больцмана, равная 1,38*10 Дж/К | 26. Теплоемкость – величина , равная отношению количества теплоты, полученного или отданного ТДС, к происходящему при этом приращению температуры системы. Cт=Q/T Теплоемкость при изопроцессах. При изобарическом: Cтр=(pV+U)/T При изохорическом: Cтv=U/T При адиабатическом C=0 Уравнение теплового баланса – в замкнутой ТДС при теплообмене, происходящим до достижении теплового равновесия, количество теплоты, отданное одними телами, равно количеству теплоты, полученного другими телами системы. |
25. Внутренняя энергия U – величина, равная сумме К энергий (относительно ц.м. системы) и П энергий взаимодействия всех молекул данной системы; она является функцией состояния системы. Теплота и работа как мера изменения внутренней энергии газа: U= Авнеш+ Q. Первый закон ТД: 1. Приращение внутренней энергии ТДС при переходе из одного (начального) состояния в другое (конечное) равно сумме работ внешних сил (над системой) и полученного ею количества теплоты: U= Авнеш+ Q. 2. Количество теплоты, полученное системой, равно сумме работы системы (над внешними телами) и приращения её внутренней энергии: Q=U+ А . Адиабатический процесс – процесс перехода ТДС из одного состояния в другое без теплообмена с внешней средой: Q=0. | 28. Насыщенный пар – пар, находящийся при определнной Т в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью. Ненсыщенный пар - пар, давление которого меньше давления н.п. при заданной Т. Свойства н.п.: Давление н.п. не зависит от его Т и не зависит от объёма, который он занимает. С ростом Т Рн.п. увеличивается причём быстрее, чем Р ИГ при изохорическом процессе. Свойства н.н.п. Давление ненасыщенного пара зависит от обьема , занимаемого им. Ненасыщенный пар можно превратить в насыщенный изотермическим сжатием или понижением температуры( при этом часть пара может превратиться в жидкость). Критическая температура Ткр- температура, при к-й физические свойства, в том числе плотность насыщенного пара и жидкости, становятся одинаковыми. При температуре Т большей Ткр существование жидкости невозможно ни при каких условиях. |
27. Тепловая машина – устройство, предназначенное для совершения положительной работы над внешними телами за счет полученного от источника энергии некоторого количества теплоты. Принцип действия: Тепловая машина состоит из трех основных частей: нагревателя с температурой Tн, рабочего тела (в большинстве случаев газа или пара), температура которого Tрт КПД тепловых машин - величина, равная отношению полезной работы Aп тепловой машины к количеству теплоты, полученному рабочим телом от нагревателя за цикл: = Ап/Q = 1-|Q2|/Q1 Цикл Карно – состоит из 2 изотерм и двух адиабат ИГ. КПД ИТМ - (ид)= 1- Тх/Тн. Обратимый процесс - ТДП, после которого система может вернуться в начальное состояние через все промежуточные состояния первоначального перехода без остаточных изменений в системе и окружающей среде. Обратимым может быть только равновесный процесс. Неравновесные процессы явл. необратимыми. Все реальные процессы протекают не бесконечно медленно, они сопровождаются трением и теплообменом при конечной разности системы и внешней среды, поэтому они в той или иной степени явл. необратимыми. Второе начало ТД - |
в.п.=m(в.п.)/Vв Относительная влажность воздуха - величина, равная процентному отношению абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности воздуха возможной при насыщении его водяным паром при данной температуре. =(в.п./н.п.)100% Относительная влажность воздуха может быть выражена через отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к парциальному давлению нас. водяного пара при этой же температуре: =(p/pн.п.)100% Точка росы- температура, при которой водяной пар, ранее ненасыщенный, становится насыщенным. Кипение - процесс парообразования как с поверхности жидкости, так и по всему объему внутрь образующихся при этом пузырьков с паром. Кипение происходит при условии Рнп Рп, где Рп- давление внутри пузырьков. Давление Рп =Po+gh+2/R (Pн.п.>=Pп); где Ро- давление газа над жидкостью; р- плотность жидкости; h- глубина уровня жидкости, где образуется пузырек с паром; - коэффициент поверхностного натяжения жидкости; R- радиус пузырька с паром. Теория и опыты показывают, что Ткип зависит от внешнего давления. При понижении давления Ткип жидкости понижается, при повышении давления Ткип повышается. При нормальном давлении Ткип=100С. |
Существование ближнего порядка в расположении молекул жидкости и возможность их сравнительно свободного перемещения относительно друг друга обусловливает ряд ее свойств.
Поверхностное натяжение-свойство, заключающееся в стремлении жидкости сократить свою поверхность до минимума. Коэффициент пов. натяжения- величина, равная отношению модуля силы поверхностного натяжения к длине части контура, на которую она действует: =Fп/l Давление под изогнутой поверхностью жидкости Рп- давление, дополнительное к давлению в жидкости с плоской поверхностью. Pп=2H, где Н= 0,5(1/R1+1/R2); |
Мениск- поверхность жидкости, искривленная на границе с твердым телом. Периметр смачивания- линия, по которой мениск пересекается с поверхностью твердого года. Краевой угол - угол, отсчитываемый внутри жидкости между касательными к поверхностям твердого тела и жидкости. Смачивание и несмачивание жидкостью твердого тела зависит от соотношения сил притяжения между молекулами ТТ и жидкости. Капилляры- узкие трубки( диаметром 1 мм и менее). Капиллярные явления- подъем или опускание жидкости в капиллярах по сравнению с уровнем поверхности жидкости в широком сосуде. h=4cos/(dg) где d- диаметр капилляра; - плотность жидкости; g-10 м\с2. Высота ( глубина) пов-ти Ж в узком плоском зазоре между 2 пластинками: h=2cos/(dg) |
32.Аморфное твердое тело- ТТ, положение атомов или молекул к-го не упорядочены во всем объеме тела. Кристаллическое тело- ТТ, положение атомов к-го упорядочено во всем объеме тела. Деформация: 1)упругая- деформация исчезает с прекращением действия внешней силы. Деформация должна быть малой- возможно смещение молекул на расстояния, меньше их собственных. 2)пластическая- это деф-ция при к-й возникает остаточная деформация. Теплоемкость ТТ-Тепловое расширение- увеличение линейных размеров и объема тел, происходящее с ростом их температуры. Плавление ТТ- переход тела из твердого состояния в жидкое. Кристаллизация- переход тела из жидкого состояния в твердое кристаллическое. | |