Контрольные вопросы - ответы 1 - 15 (Теормин)
Описание файла
Файл "Контрольные вопросы - ответы 1 - 15" внутри архива находится в папке "Теормин". Документ из архива "Теормин", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "классическая механика" из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "Контрольные вопросы - ответы 1 - 15"
Текст из документа "Контрольные вопросы - ответы 1 - 15"
Физика. Теоретический минимум.
-
Сформулируйте законы Ньютона.
-
Существуют такие системы отсчёта, относительно которых материальная точка, при отсутствии внешних воздействий, сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
-
В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
-
Тела попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей центры масс этих тел (абсолютно-твердые тела), равными по модулю и противоположными по направлению.
-
Что такое сила и масса? Как их измерить?
-
Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Сила как векторная величина характеризуется модулем, направлением и «точкой» приложения силы.
-
Две силы, независимо от их природы, считаются равными по модулю и противоположными по направлению, если их одновременное действие на тело не меняет его состояния покоя или равномерного прямолинейного движения. Величина силы измеряется по степени деформации специального пробного тела.
-
Масса – скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой инертности тела.
-
В инерциальной системе отсчета отношение масс взаимодействующих тел равно обратному отношению модулей их ускорений. Масса измеряется путем сравнения с эталоном.
-
Сформулируйте принцип относительности Галилея, принцип относительности Эйнштейна, принцип постоянства скорости света.
-
Все механические процессы в ИСО протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
-
Все физические процессы в ИСО протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
-
Скорость света не зависит от того, по отношению к какой системе отсчета – покоящейся или движущейся – она определяется.
-
Напишите формулы преобразований Лоренца, релятивистское уравнение движения.
-
Сформулируйте закон всемирного тяготения и принцип суперпозиции.
-
Две материальные точки с массами и притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и направленной по прямой, соединяющей эти точки:
,
где – гравитационная постоянная.
-
Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть просто сумма результатов воздействия каждой из сил.
-
Дайте определения работы и потенциальной энергии. Приведите примеры потенциальных и непотенциальных сил.
-
Элементарной работой силы называется скалярное произведение силы на бесконечно малое перемещение точки приложения силы:
Работой силы на траектории называется интеграл
т.е. сумма элементарных работ, взятая по всем участкам траектории движения точки.
-
Приращение потенциальной энергии определяется как взятая со знаком минус элементарная работа потенциальной силы:
В соответствии с этим потенциальной энергией материальной точки в силовом поле называется интеграл
взятый по любому пути.
-
Если работа силы, действующей на материальную точку, равна нулю при перемещении этой точки по любой замкнутой траектории, то сила называется потенциальной:
-
Любое однородное или центральное силовое поле является потенциальным. Наиболее важные примеры потенциальных сил – сила тяжести, сила упругости, сила Кулона. Сила трения, работа которой по любому замкнутому пути всегда отлична от нуля, является непотенциальной силой.
-
Что такое «внутренние» и «внешние» силы? Приведите примеры.
-
Внутренними силами называются силы взаимодействия между телами системы.
-
Внешними силами называются силы, действующие на тела системы со стороны тел, не входящих в данную систему.
-
Что такое «центр масс» системы частиц? Сформулируйте теорему о движении центра масс.
-
Центр масс системы частиц – воображаемая точка, радиус-вектор которой определяется формулой
Здесь – масса отдельной частицы, – ее радиус-вектор, – полная масса системы.
-
Центр масс системы частиц движется так, как двигалась бы материальная точка, масса которой равна массе системы, если бы к этой точке были приложены все внешние силы:
-
Сформулируйте законы сохранения импульса и энергии в механике Ньютона и в теории относительности.
-
Если сумма внешних сил равна нулю, то импульс механической системы сохраняется.
-
Если работа непотенциальных сил равна нулю, то полная механическая энергия системы сохраняется.
-
Если сумма внешних сил равна нулю, то релятивистский импульс и релятивистская энергия системы частиц сохраняются:
-
Что такое «момент импульса» и «момент силы»? Сформулируйте теорему моментов и закон сохранения момента импульса.
Пусть – масса, – радиус-вектор, – скорость -й точки тела в лабораторной системе отсчета, – сумма внешних сил, действующих на эту точку.
-
Момент импульса:
-
Момент внешних сил:
-
Теорема моментов: скорость изменения момента импульса системы относительно неподвижной точки (полюса) равна сумме моментов внешних сил относительной той же точки:
-
Закон сохранения момента импульса относительно полюса: если сумма моментов внешних сил относительно неподвижного полюса равна нулю, то момент импульса системы относительно полюса сохраняется.
-
Что такое «момент инерции» твердого тела? Приведите примеры. Сформулируйте теорему Гюйгенса - Штейнера.
-
Момент инерции характеризует меру инертности тела при его вращении.
-
Для тела, представляющего собой дискретную систему материальных точек:
Где – масса i-той точки, - расстояние от этой точки до оси вращения.
-
Для сплошного тела:
Где – элемент объема, – плотность материала, - расстояние от данного элемента до оси вращения.
-
Теорема Гюйгенса – Штейнера: момент инерции тела относительно произвольной оси равен моменту инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс тела и параллельной данной, сложенному с произведением полной массы тела на квадрат расстояния между осями:
-
Напишите формулы для импульса, момента импульса и кинетической энергии тела, совершающего плоское движение.
-
Импульс тела:
-
Момент импульса:
Где m – масса тела, – скорость центра масс, – момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс, - составляющая радиус-вектора центра масс тела, перпендикулярная оси вращения.
-
Кинетическая энергия:
-
Что такое «силы инерции»? Приведите примеры.
-
Для того, чтобы можно было применять в неинерциальных системах отсчета уравнения динамики в обычной форме, вводят так называемые силы инерции:
Где – ускорение материальной точки в инерциальной системе отсчета, a’ – ускорение точки относительно неинерциальной системы отсчета, F – сумма сил, действующих на материальную точку.
-
Что такое «связи» в механике? Приведите примеры систем со связями и без связей.
-
Связи в механике – не вытекающие из уравнений движения ограничения на координаты, скорости и ускорения отдельных точек системы.
-
Связи реализуются посредством поверхностей тел, стержнями, нитями и т.п.
-
Что такое «число степеней свободы» механической системы? Приведите примеры.
-
Число степеней свободы механической системы – это число независимых координат, полностью определяющих положение системы в пространстве. Эти координаты называются обобщенными.
3