Шпаргалка по "Физике"

1.Основы  кинематики. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение.

Физические модели:  

• Материальная точка (тело, обладающего массой, размером которого в данных условиях можно пренебречь);
• Система материальных точек;
• Абсолютно твёрдое тело(тело, которое ни при каких условиях не может деформироваться и при всех условиях расстояние между двумя точками этого  тела остаётся постоянным);

Поступательное движение – движение, при котором любая прямая, жестко связанная с  движущимся телом остаётся параллельной своему первоначальному положению.

Вращательное движение – движение, при котором все точки тела на одной и той же прямой(ось вращения).

Тело отсчёта, жестко связанная  с ним система координат и  прибор для измерения времени  – система отсчёта.

Тело отсчёта – тело, относительно которого рассматривается механическое движение данного тела. Пространственное положение движущегося тела в произвольный момент времени задаётся в системе отсчёта.

Траектория - линия, описываемая движущейся точкой в заданной системе отсчета.

Длина пути – пройденное точкой расстояние от начального пункта движения до конечного вдоль траектории., которое точка прошла за некоторый промежуток времени

 Перемещение – вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.

Зная координаты начального положения  тела и  можно указать координаты нахождения тела в любой момент времени.

 

2.Скорость и ускорение. Типы  движения. Угловая скорость и угловое ускорение.

Вектором  – отношение приращения к промежутку  времени .При неограниченном уменьшении ,  стремится к предельному значению, кот. называется мгновенная скорость.( Первая производная по  времени)

Модуль мгновенной скорости ;

 Равномерное  движение — движение, при котором тело за любые равные отрезки времени проходит равные перемещения. скорость точки остаётся неизменной.

Равнопеременное движение – движение, при кот. за единицу времени скорость изменяется на постоянную величину.

Ускорение  - физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости по модулю и направлению.

Среднее ускорение неравномерного движения в интервале от t до - векторная величина равная отношению изменения скорости ко времени.;

Мгновенное ускорение – предел среднего ускорения при

 

 – вторая производная по времени.

Полное ускорение ;

Тангенциальная составляющая ускорения равна 1й производной по времени.;

Нормальная составляющая ускорения ; r – радиус кривизны окружности, проведённой к точке движения.

. характеризует изменения модуля скорости, направлено по касательной к траектории.

. характеризует быстроту изменения направления скорости. Направлено по главной нормали к центру кривизны траектории.

 

Угловая скорость – векторная величина, определяемая первой производной угла поворота тела по времени.()

 

 

Линейная скорость - Скорость, с которой движется отдельная точка вращающегося тела.

 

  - векторное произведение.

 Если , то вращение равномерное и его можно охарактеризовать периодом вращения. Период вращения – время, за которое точка совершает один полный оборот.

Т.к. промежуток времени  ,. /

Частота - число полных оборотов, совершаемых телом при его равномерном движении по окружности в единицу времени.

 

 

Угловое ускорение – векторная  величина, определяемая первой производной  угловой скорости по времени.(рад/)

 

Тангенциальная составляющая ускорения      

Нормальная составляющая ускорения

 

Cвязь между угловыми и линейными величинами:

 

 

3. Первый  закон Ньютона. Инерциальные системы  отсчета. Сила

 Причиной изменения состояния  движения является сила.

Сила (в механике) – величина взаимодействия между телами и полями, в результате которого происходит изменение состояния движения тел или их деформация. Сила величина векторная характеризующаяся численным значением, направлением и точкой  приложения.

3 вида сил являются предметом рассмотрения классической механики:

1. Сила упругости, которая возникает в результате деформации тел, т. е. при изменении их формы и размеров. Сила упругости, действующая на тело со стороны опоры или подвесов называют силой нормальной реакции опоры (или силой натяжения подвеса).
2. Сила трения. 3 вида сил трения: покоя, скольжения, качения.
3. Сила тяжести. Вес тела.  Имеют одну природу, однако вес относится к категориям упругих сил, а сила тяжести – к гравитационным силам. Вес приложен к опоре или подвесу. Сила тяжести в центре тяжести тела.

1-ый закон Ньютона: всякое число сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения, пока действие других тел не выведет его из этого состояния.

Свойства тел сохранять состояние  покоя или равномерного прямолинейного движения называется инерцией.

Современная формулировка: существуют такие системы отсчета относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела (или действия других тел компенсируется).

 

Инерциальной системой отсчета называется система отсчета относительно которой тело при компенсации внешних воздействий движется прямолинейно и равномерно или находится в покое.

 

4. Второй закон Ньютона. Масса. Третий закон Ньютона.

2-ой закон Ньютона:

 

Масса тела – физическая величина, определяющая ее инерциальные и гравитационные свойства.

(m=const) и

2-ой закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой (тела) пропорционально вызывающей его силе совпадающей по направлению и обратно пропорционален массе материальной точки (тела), так как k=1, то:

 .

Любые действия тел друг на друга  носят характер взаимодействия.

, т. к. сила  есть произведение m на , то можно записать равенство, выражающее 3-ий закон Ньютона.

3-ий закон Ньютона: тела действуют друг на друга с силами равными по модулю и противоположными по направлению. И 3-ий закон Ньютона отражает факт равноправия взаимодействующих сил позволяет  осуществить переход от динамики отдельной материально точки к динамике системы материальной точки.

 

7. Закон  сохранения импульса. Центр масс

 Множество материальных точек  (или тел), рассматриваемых нами  как единое целое, называется механической системой. Внутренние силы - силы взаимодействия между материальными точками механической системы. Внешние тела действуют на материальные точки системы с некоторыми внешними силами. Механическая система тел, называется замкнутой (или изолированной), если сумма всех действующих на нее внешних сил равна нулю. В механической системе, состоящей из нескольких тел, согласно 3 закону Ньютона, силы, действующие между этими телами, будут равны и противоположны по направлению, значит векторная сумма внутренних сил равна нулю.