Файл: Б1 основные понятия кинематики. Кинематика раздел механики, изучающий движение тел. И отвечает на вопрос Почему тело движется так, а не иначе.docx

Б1-В1. Основные понятия кинематики.

Кинематика раздел механики, изучающий движение тел. И отвечает на вопрос: «Почему тело движется так, а не иначе?».

Материя – все, что окружает нас. Две формы материи: Вещество – форма материи, состоящая из атомов. Поле – форма материи, осуществляющая взаимодействие между частицами вещества.

Материальная точка — тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Механическое движение – движение тела в пространстве с течением времени относительно других тел. Самое простое равномерное прямолинейное движение.

Вектор— это направленный отрезок.

Траектория — линия в пространстве, вдоль которой движется материальная точка.
Путь — это длина траектории. (S=V*t).

Перемещение — это вектор, соединяющий начальное и конечное положение материальной точки в пространстве.

Ускорение— это производная скорости по времени. (a=V/t).

Система отсчета – система, состоящая из тело отсчета, системы координат и прибора, отсчитывающего время.

Тело отсчета - тело, относительно которого наблюдается движение.

ИСО – это системы, относительно которых материальная точка покоится или движется равномерно и прямолинейно.
Б1-В2. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле, его свойства.

Разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются.

Точечный заряд – заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы. Значение e=1,6*10^-19 Кл, m=9,1*10-31 кг.

Закон Кулона (1785 г.): сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами пропорциональна зарядам, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: F=k*q1q2/r^2, [Кл = А*с]. k = 9*10^9 [H*м^2/Кл^2], k = 1/4пE0, (ε0 = 8.85*10^-12 [Ф/м] Электрическая постоянная)

Электрическое поле - вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие электрических зарядов.

Свойства эл. поля: не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса, можно определить по действию, действует на заряженные тела с некоторой силой.

Характеристики эл. поля: Напряженность (силовая) E=F/q (В/м), Потенциал (энергетическая) ф=W/q, Е=-ф.
Б2-В1. Равномерное движение. Средняя скорость. Уравнение равномерного движения. Графическое представление равномерного движения.

Равномерное движение — механическое движение, при котором тело за любые равные отрезки времени проходит одинаковое перемещение.

Уравнение равномерного движения – X=X0+Vx t , где X0 – начальная координата точки; Vx – проекция вектора скорости на координатную ось.

Средняя скорость — это отношение длины пути, пройденного телом,

ко времени, за которое этот путь был пройден:

Vср=S/t 2. Vср=at/2 3. Vср= V0+V/2.

Графики равномерного движения

Б2-В2. Напряжённость электрического поля, принцип суперпозиции.

Напряженность – Силовая характеристика электрического поля. Физическая величина, равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля:

E=F/q [Н/Кл=В]. E=k*q0/r^2 (для вакуума) E=k*q0/r^2ε (для среды).

Силовая линия – линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением напряженности поля в этой точке. От плюса к минусу! Силовые линии непрерывны и нигде не пересекаются.

Принцип суперпозиции (наложения) - Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.: E∑Ei (E= E1+E2+…).
Б3-В1. Равноускоренное движение. Ускорения. Уравнение равноускоренного движения. Графическое представление равноускоренного движения.

Равноускоренное движение - движение с постоянным ускорением a=const.

Движение, при котором за равные промежутки времени скорость меняется одинаково (по величине и направлению). Примером такого движения является движение тела, брошенного под углом a к горизонту в однородном поле силы тяжести — тело движется с постоянным ускорением a=g, направленным вертикально вниз.

При равноускоренном движении по прямой скорость тела определяется формулой: ύ (t)= ύ0+at.

Ускорение - производная скорости по времени. (Скорость изменения скорости). a=ύ/t. a= ύ ^2/R.

Уравнение равноускоренного движения. x(t)= x0+v0t+at^2/2.
Б3-В2. Потенциал электрического поля, принцип суперпозиции.

Потенциальная энергия — скалярная физич. величина, убыль которой равна работе консервативной силы, характеристикой которой она является. E=mgh (Дж)

Электростатический потенциал — энергетическая характеристика электрического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. E= - ∇ф , ф = W/q.

Принцип суперпозиции (наложения) - Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.: E∑Ei (E= E1+E2+…).
Б4-В1. Свободное падение тел.

Свободное падение – движение тела под действием только одной силы – силы тяжести.

a=g. Ускорение свободное падения направлено к центру Земли. На Земле 9,8 м/с^2.

Луна 1,6 м/с^2. Марс 3,86 м/с^2. Венера 8,9 м/с^2. Сатурн 10,45 м/с^2.

Чем больше размер, тем больше у.с.п.

В условиях Земли падение тел считается условно свободным, т.к. при падении тела в воздушной среде всегда возникает еще и сила сопротивления воздуха.

Идеальное свободное падение возможно лишь в вакууме. S=h=gt^2/2. Fвс.тяг. = G*m1*m2/R , G=6,67*10^-11 м^3*кг^-1*с^-2.
Б4-В2. Разность потенциалов. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.

Работу сил поля можно выразить с помощью разности потенциалов. U=-∆φ= (φ1-φ2). A= q*U. - ∆φ=A/q

Работа сил поля при перемещении некоторого заряда между двумя точками поля прямо пропорц. напряжению между этими точками. U=A/q [В]. ф=const.

Связь между напр. и раз. пот. Пусть между пластинками в однородном поле имеется напряжение: U=φ1-φ2. A=F*d. E=U/d=(φ1-φ2)/d [В/м].
Б5-В1. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Если тело бросить под углом к горизонту, то в полете на него действуют сила тяжести и сопротивления воздуха. Если сопротивлением пренебречь, то остается единственная сила – сила тяжести. Поэтому вследствие II-ого закона Ньютона тело движется с ускорением, равным ускорению свободного падения a=g.

Наибольшая дальность полета достигается при 45º.

x=ύ0t*cosα. t=x/ύ0*cosα. y=ύ0t*sinα-1/2*gt^2.
Б5-В2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Проводник — тело, в котором имеются свободные носители заряда (электроны или ионы).

Твердые проводники: металлы. Жидкие: ртуть, электролиты. Газ: плазма

Диэлектрик (изолятор) — вещество, не проводящее эл. ток. (Примеры: воздух, пластмасса, резина, бумага). Диэлектрик находится в конденсаторе. По его роду называют конденсатор.

Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле.

Неполярная молекула – результирующий дипольный момент = 0.

Полярная молекула – результирующий дипольный момент определяется векторной суммой дипольных моментов отдельных связей. ε=Е0/Е.
Б6-В1. Криволинейное движение. Движение точки по окружности. Скорость, ускорение при криволинейном движении.

Криволинейное движение – движение, траектория которого представляет собой кривую линию. Например, окружность, эллипс, параболу. Всякое криволинейное движения можно представить как движение тело по дугам окружности.

Величины, характеризующие движения тела по криволинейным траекториям.

Движение точки по окружности.

φ (фи) – угловое перемещение. φ=2П [Рад].

ω (омега) – угловая скорость. W=2П/T = φ/t = 2Пν [Рад/с].

ε – угловое ускорение. ε=ω/t

Т - период. Т=t/N = 1/ν [c].

ν (ню) частота. ν=N/t = 1/Т [Гц или с-1].

ύ – линейная скорость. ύ=2ПR/T = 2ПRν [м/с]. Направлена по касательной.

a – линейное ускорение. a=ύ/t. [м/с].

а – центростремительное ускорение. а= ύ^2/R = ωR = 4П^2ν^2R. Направленно к центру.

ύ – угловая скорость. ύ=ω/R.

Связь между линейной и угловой скоростью R=ύ/ω.

Связь между линейным и угловым ускорением a=εR.


Б6-В2. Электрическая емкость. Устройство и типы конденсаторов.

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. C=q/φ [Ф]. C=4пε0εr. φ=q/4пε0r.

Конденсатор – накопитель эл. заряда. Состоит из 2-ух пластин, разделенных диэлектриком. По поду диэлектрика дают название конденсатору (возд., слюда, бумажн.). Между обкладками конденсатора создается эл. поле.

Электроемкость плоского конд.: C=ε0εS/d. Конд. С несколькими пластинами: C=ε0εS(n-1)/d.
Б7-В1. Относительность движения.

Понятие абсолютно в физике не существует.

Вектор – направленный отрезок.

Положение каждого тела в пространстве всегда рассматривается относительно других тел.

Тело может находиться в состоянии покоя относительно одного тела и одновременно - в состоянии движения относительно другого тела. Например, человек, сидящий в кресле летящего самолета, находится в состоянии покоя относительно самолета, но одновременно - в состоянии движения относительно земли.

Если движение в одну сторону, то скорости складываются.

Если под углом 90º, то по теореме Пифагора.

Если движение в разные стороны, то скорости вычитаются.
Б7-В2. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля.

Последовательное. q=q1=q2=q3. U=U1+U2+U3. 1/C=1/C1+1/C2+1/C3. U:1/C

Параллельное. q=q1+q2+q3. U=U1=U2=U3. C=C1+C2+C3. q:C

Энергия эл. поля. Wэл=qU/2=CU^2/2=q^2/2C=ε0εSU^2/2d.

Объемная плотность энергии (ώ) – величина, которая измеряется энергией полня заключенной в единице объема. ώ=W/V*ε0εE^2/2.
Б8-В1. Законы динамики. Динамика поступательного движения.

Динамика (сила) – раздел механики, изучающий механическое движение с учетом причин, его вызвавших.

1 З. Н. Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока на него не подействует сила или другое тело.

(ИСО - это те системы, в которых справедливы законы инерции и законы динамики).