Шпаргалка по "Физике"

1. Механика. Механическое движение. Кинематические характеристики движения материальной точки (путь, перемещение, скорость, ускорение).

Механика учение о движении тел в пространстве и силах, вызывающих это движение. Механическое движ.- процесс измен. Располож тел или их частей относит друг друга. Механич движ. Проходит в пространстве и времени. Перемещение – это вектор, проведенный из начального положения материальной точки в конечное. Путь – это длина участка траектории, пройденного материальной точкой за данный промежуток времени. В отличие от перемещения путь – это скалярная величина. Скоростью (мгновенной скоростью) движения называется векторная величина, равная отношению малого перемещения к бесконечно малому промежутку времени, за которое это перемещение производится:

Ускорением называется векторная величина, равная отношению малого изменения скорости к малому промежутку времени, за который происходило это изменение: [pic 2]

2. Основная задача кинематики. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения.

Главной задачей кинематики является математическое определение положения и характеристик движения точек или тел во времени. Тангенциальное и нормальное ускорения – две взаимно перпендикулярных составляющих полного ускорения

[pic 3]  тангенциальное ускорение aj – вектор, характеризующий быстроту изменения скорости по модулю, направленный по касательной к траектории и численно равный модуль dv/dt. Нормальное ускорение an – вектор, характеризующий быстроту изменения скорости по направлению, направленный по радиусу к центру кривизны траектории и численно равный v^2/R. [pic 4]

3. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Кинематические характеристики вращательного движения.

 Поступательным движением твердого тела называется такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе. Вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения.

При вращательном движении твердого тела вокруг неподвижной оси радиус-векторы, проведенные из центров соответствующих окружностей к точкам тела за время dt поворачиваются на один и тот же угол dϕ. Угловое перемещение твердого тела ϕ ρ d – вектор, численно равный углу поворота тела dϕ и направленный вдоль оси вращения так, что если смотреть с его конца, то вращение тела кажется происходящим против часовой стрелки. Быстроту изменения углового перемещения с течением времени характеризует угловая скорость. Угловая скорость твердого тела ω ρ – физическая величина, характеризующая быстроту изменения углового перемещения с течением времени и равная угловому перемещению, совершаемому телом за единицу времени: [pic 5]

Угловое ускорение твердого тела ε  – физическая величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости тела с течением времени и равная приращению угловой скорости за единицу времени: [pic 6]

Обратим внимание на то, что направления для углового перемещения, угловой скорости и углового ускорения не вытекают естественным образом из самой природы этих величин, как было с кинематическими характеристиками материальной точки. Эти направления придуманы для того, чтобы характеризовать направление вращения тела, поэтому такие векторы называют псевдовекторами.

4. Взаимосвязь угловых и линейных кинематических характеристик.

линейные величины: линейное перемещение dr , линейный путь dS, линейная скорость v  , тангенциальное aτ  , нормальное an и полное a  линейные ускорения.

[pic 7]

[pic 8] Линейная скорость данной точки твердого тела равна векторному произведению угловой скорости тела ω  на радиус-вектор точки r  , проведенный из центра окружности, по которой движется точка.

[pic 9] [pic 10] [pic 11]

5. Динамика материальной точки (Законы Ньютона).

Кинематика дает описание движения тел, не затрагивая вопроса о том, почему тело движется именно так, а не иначе. Динамика изучает движение тел в связи с теми причинами, которые обуславливают тот или иной характер движения. Этими причинами являются взаимодействия между телами. Первый закон Ньютона можно сформулировать так: Всякое свободное тело сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Следует отметить, что тел, не подвергающихся в той или иной степени воздействию со стороны других тел, не существует. Первый закон Ньютона выполняется не во всякой системе отсчета. Система отсчета, относительно которой выполняется первый закон Ньютона называется инерциальной. Закон инерции – один из самых фундаментальных законов природы. Он справедлив для всех физических объектов: и для микрочастиц и для тел космического масштаба.