Все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Динамика

 

Масса тела

 

Равнодецствующая сила.

Й закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если на него не действуют другие тела или их действия с

При этом равнодействующая сила всегда равна 0, или действие сил на тело компенсируется.

 

компенсированы.

2-й закон Ньютона. Ускорение, полученное телом в результате взаимодействия, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела: . Выражение справедливо для любых сил любой природы.

Третий закон Ньютона.

Любые два тела взаимодействуют силами одной природы направленными вдоль одной прямой, равными по величине и противоположными по направлению.

Закон Гука

Если деформация упругая, а относительная деформацияИз опыта: - закон Гука. Сила упругости прямо пропорциональна абсолютной деформации.

С учетом направления:

k - коэффициент жесткости (упругости). Зависит от материала, формы и размеров тела (Например, чем длиннее и тоньше пружина, тем ее жесткость меньше.)

Графики

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

G=6,67^.10^-11

Закон справедлив для: 1. Однородных шаров.

2. Для материальных точек.

3. Для концентрических тел.

Сила тяжести

- ускорение силы тяжести не зависит от массы тела (опыты Галилея).

g₀»9,81 м/с² - на поверхности Земли

 

ВЕС.Сила, с которой все тела действуют на горизонтальную опору или вертикальный подвес вследствие притяжения Земли, наз. весомтела.

P=mg - вес тела в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.

Р=m(g-a)- вес тела в случае, когда вектор ускорения совпадает по направлению с вектором ускорения свободного падения. В этом случае сила веса по модулю меньше силы тяжести. При a=g P=0 - состояние невесомости. Т.е., если тело свободно падает, то оно не имеет веса.

P=m(g+a) - вес тела в случае, когда вектор ускорения противоположен по направлению вектору ускорения свободного падения.

- перегрузка.

Архимедова (выталкивающая) сила.

Сила давления F =p S

Сила трения

, где µ- коэффициент трения, N- сила реакции опоры.

 

СТАТИКА. УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ.

Равновесие тел - состояние механической системы, в которой тела остаются неподвижными по отношению к выбранной системе отсчета.

Равновесие тел при отсутствии вращения (линии действия сил пересекаются в одной точке): Векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю(алгебраическая сумма проекций всех сил на любую ось равна нулю).

1. Момент силы - равен произведению силы на плечо:

Плечо силы - расстояние от оси вращения до линии действия силы. (обозначают буквами ℓ или d).

Момент силы, вращающий тело против часовой стрелки, считают положительным, по часовой стрелке – отрицательным

Правило моментов: Алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на тело, равно нулю.

Импульс. Закон сохранения импульса.

Импульс силы Векторная физическая величина, являющаяся мерой действия силы за некоторый промежуток времени. - импульс силы за малый промежуток времени t. Вектор импульса силы сонаправлен с вектором силы.

2. Импульс тела. (Количество движения) Векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы тела на его скорость.

Вектор импульса тела сонаправлен с вектором скорости

Тогда получим:

 

Неупругий удар (шарик "прилипает" к стенке):
Абсолютно упругий удар (шарик отскакивает с прежней по величине скоростью):
Закон сохранения импульса.
Геометрическая (векторная) сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной.
	Механическая работа (А)
	Физическая величина, характеризующая результат действия силы и численно равная скалярному произведению вектора силы и вектора перемещения, совершенного под действием этой силы.
	A=Fscosα
	Мощность Мощнсть - физическая величина, характеризующая скорость с совершения работы и численно равная отношению работы к интервалу времени, за который работа совершена
	Единицы мощности

Энергия - физическая величина, характеризующая состояние тела или системы тел по их движению и взаимодействию.

В механике выделяют два вида энергии: кинетическую энергию и потенциальную энергию.

Кинетическая энергия. Кинетическая энергия - энергия движущегося тела

эта формула выражает теорему о кинетической энергии.

МКТ и термодинамикa

Основные положения МКТ

Левкипп и Демокрит — 400 лет до н.э.

М. В. Ломоносов — XVIII в. «0 причине теплоты и холода», «О коловратном движении корпускул».

1. Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул и атомов). Молекулы разделены промежутками.

Закон Дальтона.

Закон Паскаля.

Внутренняя энергия

Й закон термодинамики.

Сумма кинетических энергий хаотического движения всех частиц тела относительно центра масс тела (молекул, атомов) и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом называется внутренней энергией.

Идеальный газ:

 

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:

Если А - работа внешних сил, а А' - работа газа, то А = - А' (в соответствии с 3-м законом Ньютона). Тогда:

 

- другая форма записи первого закона термодинамики. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Второй закон термодинамики.

Тепловые двигатели.

Электродинамика

Закон Кулона.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Электрическое поле. Напряженность электрического поля.
Электрическое поля (впервые - М. Фарадей) - особый вид материи, существующий вокруг любого электрического заряда и проявляющий себя в действии на другие заряды .
Напряженность - силовая характеристика электрического поля.

Напряженность - векторная физическая величина, численно равная отношению

силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку данного поля, к величине этого заряда

Е=k*q/r²

Принцип суперпозиции полей: напряженность поля, созданного системой зарядов равна геометрической сумме напряженностей полей, созданных каждым зарядом. Т.е. напряженности складываются геометрически:

Р абота электростатического поля по перемещению заряда.

Если обозначить координаты заряда в начальной и последующей точках r1 и r2, то:

W=qEr - потенциальная энергия заряда в данной точке электростатического поля. Зависит от выбора начальной точки отсчета потенциальной энергии. Тогда:

- наиболее общий способ расчета работы в электростатическом поле

Т. е. работа при перемещении заряда между двумя точками в электростати­ческом поле - не зависит от формы тра­ектории, а зависит от положения этих точек. - равна убыли потенциальной энергии заряда в этом поле; - работа по замкнутой траектории равна нулю.
Потенциал. Разность потенциалов. Напряжение. Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду:   - энергетическая характеристика поля в данной точке. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.

следствие принци­па суперпозиции полей (потенциалы складываютсяалгебраически).

Потенциал численно равен работе поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки электрического поля в бесконечность. В СИ потенциал измеряется в вольтах:

Разность потенциалов

Напряжение — разность значений потенциала в начальной и конечнойточках траектории. Напряжение численно равно работе электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль силовых линий этого поля. Разность потенциалов (напряжение) не зависит от выбора системы координат!

Связь между напряженностью и напряжением.

Из доказанного выше:

Из этого соотношения видно: 1. Вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала. 2. Электрическое поле существует, если существует разность потенциалов. 3. Единица напряженности: - Напряженность поля равна

Эквипотенциальные поверхности. ЭПП - поверхности равного потенциала. Свойства ЭПП: - работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается; - вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке.

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов.

Потенциал поля точечного заряда

Потенциал заряженного шара а) Внутри шара Е=0, следовательно, потенциалы во всех точках внутри заряженного металлического шара одинаковы (!!!) и равны потенциалу на поверхности шара. б) Снаружи поле шара убывает обратно пропорционально расстоянию от центра шара, как и в случае точечного заряда.

Перераспределение зарядов при контакте заряженных проводников. Переход зарядов происходит до тех пор, пока потенциалы контактирующих тел не станут равными.

Электрическая емкость. Конденсаторы.

Электрической емкостью проводника наз. отношение заряда проводника к его потенциалу: .

Емкость шара в СИ:

-

Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Проводники наз. обкладками конденсатора. Если заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок.

Условиe максимума

Условие минимума

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
Периодические изменения во времени электрического заряда (силы тока, напряжения) называются электромагнитными колебаниями. Электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора с емкостью C и катушки с индуктивностью L, наз. колебательным контуром.

Уравнение гармонического колебания заряда (изменение величины электрического заряда!): .

Колебания тока: , т.о. .

Для энергии электрического поля конденсатора воспользуемся выражением ,

а для энергии магнитного поля катушки .

- формула Томсона

з закона сохранения энергии следует: и,

следовательно,

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока
При включении конденсатора в цепь постоянного напряже­ния сила тока I=0, а при включении конденсатора в цепь пере­менного напряжения сила тока I ¹ 0. Следовательно, конденса­тор в цепи переменного напряжения создает сопротивление меньше, чем в цепи постоянного тока.
Мгновенное значение напряжения равно . Мгновенное значение силы тока равно: Таким образом, колебания напряжения отстают от колебаний тока по фазе на π/2.
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению, то для максимальных значений тока и напряжения получим: , где - емкостное сопротивление.
Емкостное сопротивление не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты).
Чем больше частота переменного тока, тем лучше пропускает конденсатор ток (тем меньше сопротивление конденсатора переменному току).
Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, си­ла тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки. Следовательно, катушка в цепи переменного напряжения создает большее сопротивление, чем в цепи посто­янного напряжения.
Мгновенное значение силы тока:
. Следовательно где амплитуда напряжения. Напряжение опережает ток по фазе на p /2.
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, то приняв величину wL за сопротивление катушки переменному току, получим: - закон Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.
Величина - индуктивное сопротивление.
Закон Ома для полной цепи переменного тока.
Если в цепи переменного тока имеются нагрузки разных типов, то закон Ома выполняется только для максимальных (амплитудных) и действующих значений тока и напряжения. В этом случае:   - полное сопротивление переменному току.
Учитывая, что отношение напряжения к силе тока – это сопротивление, и подставляя конкретные выражения для соответствующих сопротивлений, получим:   .
Мощность в цепи переменного тока.
Активной мощностью переменного тока называется средняя за период мощность необратимых преобразований в цепи переменного тока (преобразование энергии электрического тока во внутреннюю энергию):
или, переходя к действующим значениям, .
Трансформатор
Преобразует переменный ток: изменяются напряжение и сила тока, не изменяются мощность и частота I2.

Эффект трансформации возникает из-за неодинакового количества витков в первичной и вторичной обмотках!

k> 1 - понижающий k< 1 - повышающий

. Работа под нагрузкой

При включении во вторичную цепь нагрузки R в ней возникает ток I2 той же частоты, что и ток I1. Напряжение во вторичной цепи . Т.к. участки нагрузки присоединяются ко вторичной обмотке трансформатора параллельно, то при увеличении нагрузки сопротивление уменьшается, а сила тока согласно закону Ома увеличивается. Значит, напряжение на нагрузке уменьшается.

Динамика

 

Масса тела

 

Равнодецствующая сила.

Й закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если на него не действуют другие тела или их действия с

При этом равнодействующая сила всегда равна 0, или действие сил на тело компенсируется.

 

компенсированы.

2-й закон Ньютона. Ускорение, полученное телом в результате взаимодействия, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела: . Выражение справедливо для любых сил любой природы.

Третий закон Ньютона.

Любые два тела взаимодействуют силами одной природы направленными вдоль одной прямой, равными по величине и противоположными по направлению.

Закон Гука

Если деформация упругая, а относительная деформацияИз опыта: - закон Гука. Сила упругости прямо пропорциональна абсолютной деформации.

С учетом направления:

k - коэффициент жесткости (упругости). Зависит от материала, формы и размеров тела (Например, чем длиннее и тоньше пружина, тем ее жесткость меньше.)

Графики

ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Все тела взаимодействуют друг с другом с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

G=6,67^.10^-11

Закон справедлив для: 1. Однородных шаров.

2. Для материальных точек.

3. Для концентрических тел.

Сила тяжести

- ускорение силы тяжести не зависит от массы тела (опыты Галилея).

g₀»9,81 м/с² - на поверхности Земли

 

ВЕС.Сила, с которой все тела действуют на горизонтальную опору или вертикальный подвес вследствие притяжения Земли, наз. весомтела.

P=mg - вес тела в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.

Р=m(g-a)- вес тела в случае, когда вектор ускорения совпадает по направлению с вектором ускорения свободного падения. В этом случае сила веса по модулю меньше силы тяжести. При a=g P=0 - состояние невесомости. Т.е., если тело свободно падает, то оно не имеет веса.

P=m(g+a) - вес тела в случае, когда вектор ускорения противоположен по направлению вектору ускорения свободного падения.

- перегрузка.

Архимедова (выталкивающая) сила.

Сила давления F =p S

Сила трения

, где µ- коэффициент трения, N- сила реакции опоры.

 

СТАТИКА. УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛ.

Равновесие тел - состояние механической системы, в которой тела остаются неподвижными по отношению к выбранной системе отсчета.

Равновесие тел при отсутствии вращения (линии действия сил пересекаются в одной точке): Векторная сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю(алгебраическая сумма проекций всех сил на любую ось равна нулю).

1. Момент силы - равен произведению силы на плечо:

Плечо силы - расстояние от оси вращения до линии действия силы. (обозначают буквами ℓ или d).

Момент силы, вращающий тело против часовой стрелки, считают положительным, по часовой стрелке – отрицательным

Правило моментов: Алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на тело, равно нулю.

Импульс. Закон сохранения импульса.

Импульс силы Векторная физическая величина, являющаяся мерой действия силы за некоторый промежуток времени. - импульс силы за малый промежуток времени t. Вектор импульса силы сонаправлен с вектором силы.

2. Импульс тела. (Количество движения) Векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения и равная произведению массы тела на его скорость.

Вектор импульса тела сонаправлен с вектором скорости

Тогда получим:

 

Неупругий удар (шарик "прилипает" к стенке):
Абсолютно упругий удар (шарик отскакивает с прежней по величине скоростью):
Закон сохранения импульса.
Геометрическая (векторная) сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной.
	Механическая работа (А)
	Физическая величина, характеризующая результат действия силы и численно равная скалярному произведению вектора силы и вектора перемещения, совершенного под действием этой силы.
	A=Fscosα
	Мощность Мощнсть - физическая величина, характеризующая скорость с совершения работы и численно равная отношению работы к интервалу времени, за который работа совершена
	Единицы мощности

Энергия - физическая величина, характеризующая состояние тела или системы тел по их движению и взаимодействию.

В механике выделяют два вида энергии: кинетическую энергию и потенциальную энергию.

Кинетическая энергия. Кинетическая энергия - энергия движущегося тела

эта формула выражает теорему о кинетической энергии.