Билет №5. Механические колебания. Свободные и вынужденные колебания. Превращение энергии в колебательном процессе.

Механическое колебание – это движение, характеризующиеся определенной повторяемостью.

Колебания: свободные и вынужденные.

Свободные колебания – осуществляются без внешних воздействий за счет первоначально сообщенной энергии.

Это затухающие колебания.

Вынужденные колебания – осуществляются под действием внешней периодически повторяющейся силы.

Это незатухающие колебания.

 

Гармонические колебания – осуществляются по закону cos или sin

Резонанс – совпадения собственной частоты колебательной системы с частотой вынуждающей силы.

Параметры колебательного процесса.

1. Амплитуда – максимальное отклонение тела от положения равновесия. 𝑿_(𝒎) или А (м).

2. Период – время одного полного колебания. Т (с)

3. Частота – число колебаний в единицу времени. 𝝂 (Гц).

4. Циклическая частота – число колебаний за 2π секунды. 𝝎 (Гц).

5. Фаза – показывает какая часть периода прошла от начала колебаний.

 

 

Расчет колебательного процесса.

x = sin	Координата колеблющейся точки	x – координата точки (м) - амплитуда (м) Т – период (с) ν – частота (Гц) – циклическая частота (Гц) – время (с) – фаза (рад) l – длина маятника (м) g – ускорение свободного падения (9,8 м/ ) m – масса груза (кг) k – жесткость пружины (Н/м)
Т=	Период
ν =	Частота
ν	Циклическая частота
	Фаза
T =	Период математического мятника
T =	Период пружинного маятника

 

В крайнем правом положении маятник поднят над землей поэтому обладает потенциальной энергией = max, а кинетическая энергия = 0. При движении к положению равновесия увеличивается скорость, значит растет кинетическая энергия, а потенциальная уменьшается. В момент прохождения положения равновесия скорость максимальна, поэтому = max, а высоты поднятия нет, значит = 0 При движению к крайнему левому положению скорость уменьшается, а высота поднятия увеличивается, поэтому кинетическая энергия

убывает, а потенциальная растет. В крайнем левом положении маятник поднят над землей поэтому обладает потенциальной энергией = max, а кинетическая энергия = 0. Вывод: При колебаниях происходит постоянное превращение кинетической энергии маятника в потенциальную и наоборот.

 

Дополнительные вопросы.

Билет № 6. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Количество вещества. Масса, размеры и скорость молекул.

1. Все вещества состоят из атомов и молекул.

Доказательства: дробление твердых тел; делимость жидкости; сжатие и расширение газов.

2. Атомы и молекулы движутся непрерывно и хаотично.

Доказательства: диффузия, броуновское движение.

3. Атомы и молекулы взаимодействуют между собой (притягиваются и отталкиваются)

Доказательства: существование макротел, склеивание, слияние, слипание; существование сил упругости и не сжимаемость жидкостей и твердых тел (отталкивание)

Количество вещества – пропорционально числу молекул – измеряется в молях.

1 моль – содержит столько же молекул, сколько их содержится в 12 граммах углерода.

Число Авогадро (постоянная Авогадро) – это число молекул в 1 моле вещества.

Молярная масса - масса 1 моля вещества.

= =	Количество вещества	– количество вещества (моль) – число молекул - число Авогадро (6,02 ) – масса вещества (кг) – молярная масса (кг/моль) – сумма атомных масс, входящих в молекулу
μ=	Молярная масса

Размеры молекул: 𝒅_𝟎 = 𝟏𝟎^-9 – 𝟏0^-𝟏𝟎 м

Масса молекул: 𝒎_𝟎 = 𝟏𝟎^−𝟐𝟓кг

Движение молекул: молекулы газа движутся поступательно, молекулы жидкости колеблются и совершают перескоки в свободные места, молекулы твердого тела колеблются.

Скорость молекул (скорость поступательного движения молекул газа): несколько сотен метров в минуту.

Масса = =

Число

 

Билет №7. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и её измерение. Абсолютная температура.

Идеальный газ:

Молекулы материальные точки.

На расстоянии молекулы не взаимодействуют.

При столкновении - отталкиваются.

Давление – это сумма ударов молекул по стенкам сосуда P - давление (Па)

 

Давление пропорционально числу молекул P N

Давление пропорционально концентрации молекул P n

Основное уравнение МКТ.

 

Давление пропорционально скорости молекул и их кинетической энергии и температуре газа P ~ 𝑬_𝒌 P ~ T

P = n

P = n

P= knT - Основное уравнение МКТ

n = - расчет концентрации n - расчет плотности

P – давление (Па) n – концентрация () N – число молекул V – объем () m – масса (кг) - масса молекулы (кг)

- скорость молекулы (м/с) T – абсолютная температура (К) k – постоянная Больцмана. k = 1,38 Дж/ К