Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

В случае плоского движения тела скатывающегося с наклонной плоскости, без скольжения, энергия движения складывается из энергии поступательного движения и энергии вращения.

14. Момент силы. Основное уравнение динамики вращательного движения. Работа и мощность во вращательном движении.

Моментом силы F относительно неподвижной точки О наз. физическая величина, определяемая векторным произведением радиус-вектора r, проведенного из точки О в точку А приложения силы на силу F. , где М – псевдовектор, его направление совпадает с поступательным движением правого винта при его вращении от r к F.

Модуль момента силы где - угол между r и F, l- плечо силы (кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой О).

Моментом силы относительно неподвижной оси z наз. скалярная величина Mz , равная проекции на эту ось вектора М момента силы, определённого относительно производной точки О данной оси z. Mz не зависит от положения т.О на оси z. .

Работа при вращении тела равна произведению момента действующей силы на угол поворота.

работа при вращении тела идет на увеличение его кинетической энергии. dA=dT

т.е. уравнение динамики вращательного движения твёрдого тела.

Связь момента импульса с моментом инерции

15. Гармоническое колебательное движение. Параметры этого движения: амплитуда, фаза, период, частота. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение.

Колебаниями наз. движения или процессы, которые характеризуются определенной повторяемостью во времени. Гармонические колебания – колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса (косинуса). где А - амплитуда колебаний (максимальное значение колеблющейся величины) ,  0 – круговая (циклическая) частота,  - начальная фаза колебаний в момент времени t=0, ( 0 t+)- фаза колебаний в момент времени t. Периодом колебаний наз. промежуток времени Т, через который состояние системы повторяется. Для гармонических колебаний

Частота колебаний – число полных колебаний, совершаемых в единицу времени.

Записав первую и вторую производные по времени от гармонически колеблющейся величины s (скорость и ускорение):

ускорение и смещение находятся в противофазе, т.е. когда смещение достигает положительного наибольшего значения, ускорение достигает наибольшего по величине отрицательного значения и наоборот.

16. Скорость, ускорение и сила в гармоническом колебательном движении

17. Физический маятник, период колебаний. Приведенная длина.

Физический маятник – это твёрдое тело, совершающее под действием силы тяжести колебания вокруг неподвижной горизонтальной оси подвеса, не проходящей через центр масс тела.

Если маятник отклонен от положения равновесия на угол , то момент М возвращающей силы можно записать в виде , где I- момент инерции маятника относительно оси, проходящей через точку О , l- расстояние между точкой подвеса и центром масс маятника, Fт - возвращающая сила (знак « - « обусловлен тем что Fт и  всегда противоположны). Это уравнение можно записать в виде

Решением этого уравнения является из этого выражения следует что физ. маятник совершает гармонич. колебания с частотой  0 и периодом

L- приведенная длина физ. маятника.

18. Математический маятник, период колебаний.

Математический маятник – это идеализированная система, состоящая из материальной точки массой m , подвешенной на невесомой нерастяжимой нити, и колеблющаяся под действием силы тяжести.

Момент инерции мат. маятника , представив мат. маятник как частный случай физ. маятника предположив, что вся его масса сосредоточена в одной точке – центре масс получим

19. Энергия гармонических колебаний.

Кинетическая энергия мат. точки, совершающей прямолинейные гармонические колебания равна

Потенциальная энергия равна

Полная энергия равна

Т и П изменяются с частотой 2 0 , т.е. с частотой в 2 раза превышающей частоту гармонич. колебания.

20.Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения.

Сложим гармонич. колебания одного направления и одинаковой частоты и построим векторные диаграммы этих колебаний

Т.к. векторы А1 , А2 -вращаются с одинаковой угловой скоростью, то разность фаз будет постоянной. . В этом выражении амплитуда А и начальная фаза  задаются соотношениями

Таким образом, тело, участвуя в двух гармонических колебаниях одного направления и одинаковой частоты, совершает также гармоническое колебание в том же направлении и с той же частотой что и складываемые колебания. Амплитуда зависит от разности фаз.

В результате сложения колебаний мало отличающихся по частоте получаются колебания с периодически меняющейся амплитудой. Периодические изменения амплитуды колебания, возникающие при сложении двух гармонич. колебаний с близкими частотами, наз. биениями.

Период биений

Амплитуда биений

Частота биений

21. Сложение взаимно-перпендикулярных гармонических колебаний.

Рассмотрим результат сложения колебаний одинаковой частоты ,происходящих во взаимно перпендикулярных направлениях. Начальную фазу первого колебания примем = 0.

22. Основные положения молекулярно кинетической теории. Масса и размеры молекул. Закон Авогадро. Параметры, определяющие состояние газа. Понятие идеального газа. Опытные законы.

Молекулярная физика это раздел физики изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно кинетической теории.

1. Любое тело газообразное, жидкое или твёрдое состоит из молекул.

2. Молекулы всякого вещества находятся в непрерывном, хаотическом, беспорядочном движении (броуновском).

Масса и размеры молекул.

Для хар-ки масс атомов и молекул применяются следующие величины:

Атомная масса (Ar) хим. элемента – отношение массы атома этого элемента к 1/12 массы атома .

Молекулярная масса (Mr) – отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома .

Единица массы, равная 1/12 массы атома наз. атомарной единицей массы (mед).

Массу моля наз. молярной массой.

Закон Авогадро: моли любых газов при одинаковой температуре и давлении занимают одинаковые объёмы. (при норм. условиях 22,41-Е3 ) Постоянная Авогадро

Идеальный газ

• диаметр молекул <<< размеров сосуда

• молекулы не взаимодействуют друг с другом

• столкновения молекул упруги (V=const).

Параметры:

Температура – физ. величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы

Давление. Объём.

Закон Бойля-Мариота – для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объём есть величина постоянная. PV=const.

Закон Гей-Люссака –

1/ объём данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой

V=V0 (1+t)

2/ давление данной массы газа изменяется линейно с температурой p=p0 (1+t)

23.Уравнение состояния идеального газа. Физический смысл универсальной газовой постоянной.

Пусть некоторая масса газа занимает объём V1 ,имеет давление р1 , и находится при тем-ре Т1 .Эта же масса газа в другом произвольном состоянии характеризуется параметрами (V2 р2 Т2) переход из состояния 1 в состояние 2 осуществляется в виде двух процессов: изотермического и изохорного.

В соответствии з законами Бойля-Мариота и Гей-Люссака :

Где R молярная газовая постоянная R=KNA=8,31дж/(моль*К). В равных объёмах идеальных газов при равных давлениях и температурах содержится одинаковое кол-во молекул. Для массы m газа . Введя постоянную Больцмана равную

Физический смысл молярной газовой постоянной R:

Если (Т2-Т1)=1К, то для 1 моля газа R=A, т.е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моля идеального газа при нагревании его на 1 кельвин.

24.Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов.

Выделим на стенке сосуда площадку S и вычислим давление на эту площадку. При каждом соударении молекула движущаяся перпендикулярно площадке, передаёт ей импульс , где

m0 –масса молекулы , V-скорость молекулы. За время t площадки достигнут те молекулы которые заключены в объёме цилиндра с основанием S и высотой Vt , число этих молекул = nSvt . т.к. перпендикулярно пов-сти движется лишь 1/3 молекул, причем по направлению к ней всего 1/6 то

25.Понятие о степенях свободы. Принцип Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы. Полная энергия молекул.

Число степеней свободы – это число независимых величин с помощью которых может быть задано положение системы. (1 атом =3 ст., 2 атома =5ст. 3 атома=6ст.)

Закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул: для статической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная КТ/2 , а на каждую колебательную – КТ

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)