Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное движение.

Билет №1.

Задача на определение периода и частоты свободных колебаний в колебательном контуре.

Билет № 4.

Задача на применение первого закона термодинамики.

Билет №5.

Билет №8.

1. Уравнение состояния идеального газа (Уравнение Менделеева- Клапейрона). Изопроцессы.

 

Состояние данной массы газа полностью определено, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее параметры состояния, называют уравнением состояния.

 

Для произвольной массы газа состояние газа описывается уравнением Менделеева- Клапейрона: ,

где р - давление,
V - объем, m - масса,
М - молярная масса,
R - универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙К).

Уравнение Менделеева- Клапейрона показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров, характеризующих состояние идеального газа. Однако многие процессы в газах, происходящие в природе и осуществляемые в технике, можно рассматривать приближенно как процессы, в которых изменяются лишь два параметра. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный и изобарный.

 

Изопроцессом называют процесс, происходящий с данной массой газа при одном постоянном параметре — температуре, давлении или объеме. Из уравнения состояния как частные случаи получаются законы для изопроцессов.

 

Изотермическим называют процесс, протекающий при постоянной температуре: Т = const. Он описывается законом Бойля—Мариотта: pV = const.

 

Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме: V = const. Для него справедлив закон Шарля: .

Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении: р = const. Уравнение этого процесса имеет вид и называется законом Гей-Люссака.

Все процессы можно изобразить графически (рис. 1).

 

Реальные газы удовлетворяют уравнению состояния идеального газа при не слишком высоких давлениях и при не слишком низких температурах, т. е. для реального газа это уравнение и его следствия являются хорошим приближением.

 

Задача на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Билет №9.

Задача на определение показателя преломления прозрачной среды.

Билет №11.

Задача на применение закона электромагнитной индукции.

Билет №12.

Билет №14.

Лабораторная работа «Измерение массы тела».

Билет №15.

1. Магнитное поле, условия его существования. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие.

В 1820 г. датский физик Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается при пропускании электрического тока через проводник, находящийся около нее (рис. 1). В том же году французский физик Ампер установил, что два проводника, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение, если ток течет по ним в одном направлении, и отталкивание, если токи текут в разных направлениях (рис. 2). Явление взаимодействия токов Ампер назвал электродинамическим взаимодействием.

Всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле - особый вид материи, который возникает в пространстве вокруг любого переменного электрического поля.

С современной точки зрения в природе существует совокупность двух полей — электрического и магнитного — это электромагнитное поле, оно представляет собой особый вид материи.

Магнитное поле всегда порождается переменным электрическим, и наоборот, переменное магнитное поле всегда порождает переменное электрическое поле.

Электрическое поле можно рассматривать отдельно от магнитного, так как носителями его являются частицы — электроны и протоны. Магнитное поле без электрического не существует, так как носителей магнитного поля нет. Вокруг проводника с током существует магнитное поле, и оно порождается переменным электрическим полем движущихся заряженных частиц в проводнике.

Магнитное поле является силовым полем. Силовой характеристикой магнитного поля называют магнитную индукцию (В). Магнитная индукция — это векторная физическая величина, равная максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока. . Единицей измерения магнитной индукции является тесла. 1 Тл = 1 Н/А∙м.

Магнитная индукция всегда порождается в плоскости под углом 90° к электрическому полю. Вокруг проводника с током магнитное поле также существует в перпендикулярной проводнику плоскости.
Магнитное поле является вихревым полем. Для графического изображения магнитных полей вводятся силовые линии, или линии индукции, — это такие линии, в каждой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной. Направление силовых линий находится по правилу буравчика: если буравчик ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки совпадет с направлением силовых линий.

Линии магнитной индукции прямого провода с током представляют собой концентрические окружности, расположенные в плоскости, перпендикулярной проводнику (рис. 3).

 

Как установил Ампер, на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила.

Закон Ампера: сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, равна произведению модуля силы тока, вектора магнитной индукции, длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями векторов магнитной индукции и тока: .

Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции (В = В ∙ sinа) входила в ладонь, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера (рис. 4).

Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренца: . Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки, только четыре вытянутых пальца должны совпадать с направлением вектора скорости.

 

2. Лабораторная работа «Измерение влажности воздуха».
Билет №16.

1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковые приборы.

Полупроводники — это вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры, наличием примесей, изменением освещенности. По этим свойствам они разительно отличаются от металлов. Полупроводники не настолько хорошо проводят электричество, чтобы назвать их проводниками, и не настолько плохо, чтобы отнести их к диэлектрикам.

Типичными полупроводниками являются кристаллы германия и кремния, в которых атомы объединены ковалентной связью. При нагревании полупроводников их атомы ионизируются. Освободившиеся электроны не могут быть захвачены соседними атомами, так как все их валентные связи насыщены. Свободные электроны под действием внешнего электрического поля могут перемещаться в кристалле, создавая электронный ток проводимости. Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов в кристаллической решетке приводит к образованию положительного иона. Этот ион может нейтрализоваться, захватив электрон. Далее, в результате переходов электронов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле места с недостающим электроном — «дырки». Внешне этот процесс хаотического перемещения воспринимается как перемещение положительного заряда. При помещении кристалла в электрическое поле возникает упорядоченное движение «дырок» — дырочный ток проводимости.
В идеальном кристалле ток создается равным количеством электронов и «дырок». Такой тип проводимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводников увеличивается.

 

На проводимость полупроводников большое влияние оказывают примеси. Примеси бывают донорные и акцепторные. Донорные примеси — это примеси, легко отдающие электроны, и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов. При добавлении донорной примеси в полупроводнике образуются лишние электроны. Проводимость станет электронной, а полупроводник называют полупроводником n -типа.

Например, для кремния с валентностью n = 4 донорной примесью является мышьяк с валентностью n = 5. Каждый атом примеси мышьяка приведет к образованию одного электрона проводимости.
Акцепторные примеси — это примеси с меньшей валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «дырок». Проводимость будет «дырочной», а полупроводник называют полупроводником р -типа.

Например, для кремния акцепторной примесью является индий с валентностью п = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки».

Принцип действия большинства полупроводниковых приборов основан на свойствах р—n-перехода. При приведении в контакт двух полупроводниковых приборов р -типа и n -типа в месте контакта начинается диффузия электронов из n -области в р -область, а «дырок» — наоборот, из р - в n -область. Этот процесс будет не бесконечным во времени, так как образуется запирающий слой, который будет препятствовать дальнейшей диффузии электронов и «дырок».

Полупроводниковый диод состоит из контакта двух полупроводников р - и n -типа . Полупроводниковые диоды имеют: небольшие размеры и массу, длительный срок службы, высокую механическую прочность, высокий коэффициент полезного действия; их недостатком является зависимость сопротивления от температуры.
В радиоэлектронике применяется также еще один полупроводниковый прибор: транзистор, который был изобретен в 1948 г. В основе триода лежит не один, а два р-n -перехода. Основное применение транзистора — это использование его в качестве усилителя слабых сигналов по току и напряжению, а полупроводниковый диод применяется в качестве выпрямителя тока. После открытия транзистора наступил качественно новый этап развития микроэлектроники, которая занимается разработкой интегральных микросхем и принципов их применения. Интегральная микросхема- это совокупность большого числа взаимосвязанных компонентов - транзисторов, диодов, резисторов, соединительных проводов, изготовленных в едином технологическом процессе. Однако в технике применяются также полупроводниковые приборы без р-n -перехода. Например, терморезисторы (для измерения температуры), фоторезисторы (в фотореле, аварийных выключателях, в дистанционных управлениях телевизорами и видеомагнитофонами).

Билет №17.

1. Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

 

Явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем в 1831 г. Он опытным путем установил, что при изменении магнитного поля внутри замкнутого контура в нем возникает электрический ток, который называют индукционным током.

Опыты Фарадея можно воспроизвести следующим образом: при внесении или вынесении магнита в катушку, замкнутую на гальванометр, в катушке возникает индукционный ток (рис. 1). Если рядом расположить две катушки (например, на общем сердечнике или одну катушку внутри другой) и одну катушку через ключ соединить с источником тока, то при замыкании или размыкании ключа в цепи первой катушки во второй катушке появится индукционный ток (рис. 2). Объяснение этого явления было дано Максвеллом: любое переменное магнитное поле всегда порождает переменное электрическое поле.

 

Для количественной характеристики процесса изменения магнитного поля через замкнутый контур вводится физическая величина под названием «магнитный поток».

Магнитным потоком через замкнутый контур площадью S называют физическую величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь контура S и на косинус угла α между направлением вектора магнитной индукции и нормалью к площади контура: . (рис. 3).

 

Опытным путем был установлен основной закон электромагнитной индукции: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по величине скорости изменения магнитного потока через контур: . Если рассматривать катушку, содержащую n витков, то формула основного закона электромагнитной индукции будет выглядеть так: .

Единица магнитного потока Ф — вебер (Вб): 1 В6 = 1В ∙ с.

 

Классической демонстрацией основного закона электромагнитной индукции является первый опыт Фарадея: чем быстрее перемещать магнит через витки катушки, тем больше возникает индукционный ток в ней, а значит, и ЭДС индукции.

 

Зависимость направления индукционного тока от характера изменения магнитного поля через замкнутый контур в 1833 г. опытным путем установил русский ученый Ленц. Он сформулировал правило, носящее его имя. Правило Ленца: индукционный ток имеет такое направление, при котором его магнитное поле стремится скомпенсировать изменение внешнего магнитного потока через контур, т.е. индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей. В соответствии с правилом Ленца в законе электромагнитной индукции должен стоять знак минус: .

Ленцем был сконструирован прибор, представляющий собой два алюминиевых кольца, сплошное и разрезанное, укрепленные на алюминиевой перекладине и имеющие возможность вращаться вокруг оси, как коромысло (рис. 4). При внесении магнита в сплошное кольцо оно начинало "убегать" от магнита, поворачивая соответственно коромысло. При вынесении магнита из кольца кольцо стремилось «догнать» магнит. При движении магнита внутри разрезанного кольца никакого эффекта не происходило. Ленц объяснял опыт тем, что магнитное поле индукционного тока стремилось компенсировать изменение внешнего магнитного потока.

 

2. Задача на определение работы газа с помощью графика зависимости давления газа от его объема.
Билет №18.

Билет №19.

Билет №21.

1. Волновые свойства света. Электромагнитная природа света.

Свет — это электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом, от 63∙10¹⁴ Гц до 8∙10¹⁴ Гц, т. е. длин волн в интервале 380 нм до 770 нм.

 

Свету присущи все свойства электромагнитных волн: отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация. Свет может оказывать давление на вещество, поглощаться средой, вызывать явление фотоэффекта. Имеет конечную скорость распространения в вакууме 300 000 км/с, а в среде скорость убывает.

 

Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции. Интерференцией света называют пространственное перераспределение светового потока при наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности (интерференционная картина). Интерференцией света объясняется окраска мыльных пузырей и тонких масляных пленок на воде, хотя мыльный раствор и масло бесцветны. Световые волны частично отражаются от поверхности тонкой пленки, частично проходят в нее. На второй границе пленки вновь происходит частичное отражение волны (рис. 1). Световые волны, отраженные двумя поверхностями тонкой пленки, распространяются в одном направлении, но проходят разные пути. При разности хода l, кратной целому числу длин волн, .

При разности хода, кратной нечетному числу полуволн, , наблюдается интерференционный минимум. Когда выполняется условие максимума для одной длины световой волны, то оно не выполняется для других волн. Поэтому освещенная белым светом тонкая цветная прозрачная пленка кажется окрашенной. Явление интерференции в тонких пленках применяется для контроля качества обработки поверхностей просветления оптики.

 

При прохождении света через малое круглое отверстие на экране вокруг центрального светлого пятна наблюдаются чередующиеся темные и светлые кольца; если свет проходит через узкую щель, то получается картина из чередующихся светлых и темных полос. Явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении у края преграды называют дифракцией света. Дифракция объясняется тем, что световые волны, приходящие в результате отклонения из разных точек отверстия в одну точку на экране, интерферируют между собой. Дифракция света используется в спектральных приборах, основным элементом которых является дифракционная решетка. Дифракционная решетка представляет собой прозрачную пластинку с нанесенной на ней системой параллельных непрозрачных полос, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга.

Пусть на решетку (рис. 2) падает монохроматический (определенной длины волны) свет. В результате дифракции на каждой щели свет распространяется не только в первоначальном направлении, но и по всем другим направлениям. Если за решеткой поставить собирающую линзу, то на экране в фокальной плоскости все лучи будут собираться в одну полоску.

Параллельные лучи, идущие от краев соседних щелей, имеют разность хода , где d – период дифракционной решетки – это расстояние между соответствующими краями соседних щелей, φ - угол отклонения световых лучей от перпендикуляра к плоскости решетки. При разности хода, равной целому числу длин волн, наблюдается интерференционный максимум для данной длины волны. Условие интерференционного максимума выполняется для каждой длины волны при своем значении дифракционного угла φ. В результате при прохождении через дифракционную решетку пучок белого света разлагается в спектр. Угол дифракции имеет наибольшее значение для красного света, так как длина волны красного света больше всех остальных в области видимого света. Наименьшее значение угла дифракции для фиолетового света.

Опыт показывает, что интенсивность светового пучка, проходящего через некоторые кристаллы, например исландского шпата, зависит от взаимной ориентации двух кристаллов. При одинаковой ориентации кристаллов свет проходит через второй кристалл без ослабления.

Если же второй кристалл повернут на 90°, то свет через него не проходит. Происходит явление поляризации, т. е. кристалл пропускает только такие волны, в которых колебания вектора напряженности электрического поля совершаются в одной плоскости — плоскости поляризации. Явление поляризации доказывает волновую природу света и поперечность световых волн.

 

Узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную призму разлагается на пучки света разного цвета, при этом наибольшее отклонение к основанию призмы имеют лучи фиолетового цвета. Объясняется разложение белого света тем, что белый свет состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны, а показатель преломления света зависит от длины его волны. Показатель преломления связан со скоростью света в среде, следовательно, скорость света в среде зависит от длины волны. Это явление – зависимость показателя преломления среды от частоты световой волны - называется дисперсией света.

 

На основании совпадения экспериментально измеренного значения скорости электромагнитных волн Максвелл высказал предположение, что свет — это электромагнитная волна. Эта гипотеза подтверждена свойствами, которыми обладает свет.

2. Задача на применение закона Кулона.
Билет №22.

1. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.

 

Слово «атом» в переводе с греческого означает «неделимый». Под атомом долгое время, вплоть до начала XX в., подразумевали мельчайшие неделимые частицы вещества. К началу XXв. в науке накопилось много фактов, говоривших о сложном строении атомов.

 

Большие успехи в исследовании строения атомов были достигнуты в опытах английского ученого Эрнеста Резерфорда по рассеянию α-частиц при прохождении через тонкие слои вещества. В этих опытах узкий пучок α-частиц, испускаемых радиоактивным веществом, направлялся на тонкую золотую фольгу. За фольгой помещался экран, способный светиться под ударами быстрых частиц. Было обнаружено, что большинство α-частиц отклоняется от прямолинейного распространения после прохождения фольги, т. е. рассеивается, а некоторые α-частицы вообще отбрасываются назад. Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положительный заряд не распределен равномерно в шаре радиусом 10^-10м, как предполагали ранее, а сосредоточен в центральной части атома - атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая положительный заряд, отталкивается от него, а при попадании в ядро - отбрасывается в противоположном направлении. Так ведут себя частицы, имеющие одинаковый заряд, следовательно, существует центральная положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена значительная масса атома. Расчеты показали, что для объяснения опытов нужно принять радиус атомного ядра равным примерно 10^-15 м.

 

Резерфорд предположил, что атом устроен подобно планетарной системе. Суть модели строения атома по Резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена вся масса, вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вращаются электроны (как планеты вокруг Солнца). Заряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице Менделеева.

 

Планетарная модель строения атома по Резерфорду не смогла объяснить ряд известных фактов:

- электрон, имеющий заряд, должен за счет кулоновских сил притяжения упасть на ядро, а атом — это устойчивая система;

- при движении по круговой орбите, приближаясь к ядру, электрон в атоме должен излучать электромагнитные волны всевозможных частот, т. е. излучаемый свет должен иметь непрерывный спектр, на практике же получается иное: электроны атомов излучают свет, имеющий линейчатый спектр.

Разрешить противоречия планетарной ядерной модели строения атома первым попытался датский физик Нильс Бор.

 

В основу своей теории Бор положил два постулата.

Первый постулат: атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует своя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает. Это означает, что электрон (например, в атоме водорода) может находиться на нескольких вполне определенных орбитах. Каждой орбите электрона соответствует вполне определенная энергия.

Второй постулат: при переходе из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения. Энергия фотона равна разности энергий атома в двух состояниях: ;

где h=6,63∙10^-34Дж∙с - постоянная Планка.

 

При переходе электрона с ближней орбиты на более удаленную атомная система поглощает квант энергии. При переходе с более удаленной орбиты электрона на ближнюю орбиту по отношению к ядру атомная система излучает квант энергии.

 

2. Лабораторная работа «Измерение удельного сопротивления материала, из которого сделан проводник».
Билет №23.

Билет №24.

Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике.

 

В 1900 г. немецкий физик Макс Планк высказал гипотезу: свет излучается и поглощается отдельными порциями — квантами (или фотонами).

Энергия каждого фотона определяется формулой Е = hv,

где h - постоянная Планка, равная 6,63∙10^-34 Дж∙с, v — частота света.

Гипотеза Планка объяснила многие явления: в частности, явление фотоэффекта, открытого в 1887 г. немецким ученым Генрихом Герцем и изученного экспериментально русским ученым А. Г. Столетовым. Фотоэффект — это явление вырывания электронов из вещества под действием света. Если зарядить цинковую пластину, присоединенную к электрометру, отрицательно и освещать ее электрической дугой (рис.1), то электрометр быстро разрядится.

 

В результате исследований были установлены три закона фотоэффекта:

1. Сила тока (фототок) насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела.

2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

3. Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается: . При больших длинах волн фотоэффекта нет.

 

Теорию фотоэффекта создал немецкий ученый А. Эйнштейн в 1905 г.

В основе теории Эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергию. При вылете из металла энергия каждого электрона уменьшается на определенную величину, которую называют работой выхода (А_вых).

Работа выхода — это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл. Максимальная энергия электронов после вылета (если нет других потерь) имеет вид: . Следовательно, - уравнение Эйнштейна.

Если , то фотоэффекта не происходит. Значит, красная граница фотоэффекта равна .

 

Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. Недостатками такого фотоэлемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами.

 

Существуют полупроводниковые фотоэлементы, в которых под действием света происходит изменение концентрации носителей тока. Они используются при автоматическом управлении электрическими цепями (например, в турникетах метро), в цепях переменного тока, в качестве невозобновляемых источников тока в часах, микрокалькуляторах, проходят испытания первые солнечные автомобили, используются в солнечных батареях на искусственных спутниках Земли, межпланетных и орбитальных автоматических станциях.

 

С явлением фотоэффекта связаны фотохимические процессы, протекающие под действием света в фотографических материалах.

Примеры химического действия света – выцветание тканей на солнце, образование загара, фотосинтез.

 

2. Задача на применение закона сохранения импульса.
Билет №25.

Билет №26.

Билет №1.

Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное движение.

Механическим движением тела называют изменение положения тела (или его частей) относительно других тел.

Всякое движение, а также покой тела (как частный случай движения) - понятия относительные. Движение каждого тела нужно рассматривать по отношению к любым другим телам. По отношению к разным телам данное тело будет совершать различные движения. Например, человек, едущий на эскалаторе в метро, находится в покое относительно самого эскалатора и перемещается относительно стен туннеля; гора Эльбрус находится в покое относительно Земли и движется вместе с Землей относительно Солнца, чемодан, лежащий на полке в вагоне движущегося поезда, относительно вагона покоится, но относительно Земли движется.

Из этих примеров видно, что всегда надо указать тело, относительно которого рассматривается движение, его называют телом отсчета. Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и выбранный способ измерения времени (часы) образуют систему отсчета.

Иногда размерами тела по сравнению с расстоянием до него можно пренебречь, в этих случаях тело считают материальной точкой. Материальная точка – это физическое тело нулевых размеров. Например, космический корабль при наблюдении с Земли вполне можно рассматривать как материальную точку. Но космонавт, находящийся в этом корабле, не может считать свой корабль материальной точкой.

Линию, вдоль которой движется материальная точка, называют траекторией. Длину траектории называют путем. Путь – скалярная величина равная расстоянию, измеренному вдоль траектории движения. Путь обозначается буквой S и измеряется в метрах.

Механическое движение характеризуется тремя физическими величинами: перемещением, скоростью и ускорением.
Направленный отрезок прямой, проведенный из начального положения движущейся точки в ее конечное положение, называется перемещением (). Перемещение - величина векторная. Единица перемещения - метр.

Скорость — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению пройденного телом пути ко времени, которое тело затратило на прохождение этого пути. ; Единица скорости: .

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло. ; Единица ускорения: .

Движение, при котором скорость тела не меняется, т.е. за любые равные промежутки времени перемещается на одну и ту же величину, называется равномерным прямолинейным движением: (тело движется без ускорения).

Характеристики механического движения связаны между собой основными кинематическими уравнениями:

; - уравнения применимы, если тело движется с ускорением.
При таком движении скорость и ускорение имеют одинаковые направления, причем скорость изменяется одинаково за любые равные промежутки времени. Этот вид движения называют равноускоренным.

При торможении автомобиля скорость уменьшается одинаково за любые равные промежутки времени, ускорение направлено в сторону, противоположную; так как скорость уменьшается. Такое движение называется равнозамедленным. В этом случае уравнение принимает вид:

; .

Все физические величины, характеризующие движение тела (скорость, ускорение, перемещение) а также вид траектории, могут изменяться при переходе из одной системы к другой, т.е. характер движения зависит от выбора системы отсчета, в этом и проявляется относительность движения. Например, в воздухе происходит дозаправка самолёта топливом. В системе отсчета, связанной с самолётом, другой самолёт находится в покое, а в системе отсчёта, связанной с Землёй, оба самолёта находятся в движении.

 

2. Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда.
Билет №2.