Модуль.физика. 8 потенциальная энергия упругости Е

Скачать 334.19 Kb. Название 8 потенциальная энергия упругости Е Анкор Модуль.физика.docx Дата 15.10.2017 Размер 334.19 Kb. Формат файла Имя файла Модуль.физика.docx Тип Документы #10856

8) потенциальная энергия упругости Еп равна Eп = 1/2 kl2 Потенциальная энергия тела  в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой:где  m — масса тела,g  — ускорение свободного падения, h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем. 9) В физике консервати́вные си́лы (потенциальные силы) — это силы, работа которых не зависит от вида траектории точки приложения этой силы и закона её движения и определяется только начальным и конечным положением этой точки. Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Соответственно, считается, что энергия на деформации не теряется, а взаимодействие распространяется по всему телу мгновенно. Хорошей моделью абсолютно упругого удара является столкновение бильярдных шаров или упругих мячиков. Математическая модель абсолютно упругого удара работает примерно следующим образом: 1. Есть в наличии два абсолютно твердых тела, которые сталкиваются 2. В точке контакта происходят упругие деформации. Кинетическая энергия движущихся тел мгновенно переходит в энергию деформации. 3. В следующий момент деформированные тела принимают свою прежнюю форму, а энергия деформации вновь переходит в кинетическую энергию. 4. Контакт тел прекращается и они продолжают движение. Важно - импульсы складываются векторно, а энергии скалярно. m1u1+m2u2=m1u1+m2u2 Также сохраняется кинетическая энергия Абсолю́тно неупру́гий удар — удар, в результате которого компоненты скоростей тел, нормальные площадке касания, становятся равными. Если удар был центральным (скорости были перпендикулярны касательной плоскости), то тела соединяются и продолжают дальнейшее своё движение как единое тело. Где v это общая скорость тел, полученная после удара, ma - масса первого тела, ua - скорость первого тела до соударения. mb - масса второго тела, ub -скорость второго тела до соударения.Важно - импульсы являются величинами векторными, поэтому складываются только векторно. Как и при любом ударе, при этом выполняются закон сохранения импульса и закон сохранения момента импульса, но не выполняется закон сохранения механической энергии. Часть кинетической энергии соударяемых тел в результате неупругих деформаций переходит в тепловую. Хорошая модель абсолютно неупругого удара — сталкивающиеся пластилиновые шарики. 10) Углова́я ско́рость — физическая величина, являющаяся псевдовектором (аксиальным вектором) и характеризующая скорость вращения материальной точки вокруг центра вращения. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота точки вокруг центра вращения в единицу времени. Углово́е ускоре́ние — псевдовекторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости материальной точки. При вращении точки вокруг неподвижной оси, угловое ускорение по модулю равно 11) Моме́нт и́мпульса (кинетический момент, угловой момент, орбитальный момент, момент количества движения) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение. Следует учесть, что вращение здесь понимается в широком смысле, не только как регулярное вращение вокруг оси. Например, даже при прямолинейном движении тела мимо произвольной воображаемой точки, не лежащей на линии движения, оно также обладает моментом импульса. Наибольшую, пожалуй, роль момент импульса играет при описании собственно вращательного движения. Однако крайне важен и для гораздо более широкого класса задач (особенно — если в задаче есть центральная или осевая симметрия, но не только в этих случаях). Замечание: момент импульса относительно точки — это псевдовектор, а момент импульса относительно оси — псевдоскаляр. Момент импульса замкнутой системы сохраняется. Момент импульса  материальной точки относительно некоторого начала отсчёта определяется векторным произведением её радиус-вектора и импульса: L=r*p где  r— радиус-вектор частицы относительно выбранного неподвижного в данной системе отсчёта начала отсчёта, p— импульс частицы. 12) Момент инерции — скалярная (в общем случае — тензорная) физическая величина, мера инертности во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости). Единица измерения в Международной системе единиц (СИ): кг·м². Обозначение: I или J. Различают несколько моментов инерции — в зависимости от многообразия, от которого отсчитывается расстояние точек. Теоре́ма Гю́йгенса — Ште́йнера, или просто теорема Штейнера (названа по имени швейцарского математика Якоба Штейнера и голландского математика, физика и астронома Христиана Гюйгенса): момент инерции  тела относительно произвольной оси равен сумме момента инерции этого тела  относительно параллельной ей оси, проходящей через центр масс тела, и произведения массы тела  на квадрат расстояния  между осями 13) Моме́нт си́ли — векторна фізична величина, рівна векторному добутку радіус-вектора, проведеного від осі обертання до точки прикладення сили, на вектор цієї сили. Момент сили є мірою зусилля, направленого на обертання тіла. Момент сили зазвичай позначається латинською літерою M і вимірюється в системі СІ в Н * м, що збігається із розмірністю енергії. Моментом вращающей силы называется векторное произведение радиуса-вектора, лежащего в плоскости окружности, описываемой точкой приложения вращающей силы на силу  14) Зако́н сохране́ния моме́нта и́мпульса (закон сохранения углового момента) — один из фундаментальных законов сохранения. Математически выражается через векторную сумму всехмоментов импульса относительно выбранной оси для замкнутой системы тел и остается постоянной, пока на систему не воздействуют внешние силы. В соответствии с этим момент импульсазамкнутой системы в любой системе координат не изменяется со временем. Закон сохранения момента импульса есть проявление изотропности пространства относительно поворота. В упрощённом виде: , если система находится в равновесии. 15) Кинетическая энергия вращательного движения Если тело катится, то его кинетическая энергия складывается из кинетической энергии поступательного движения и кинетической энегии вращательного движения. Общая формула: E=(m*v^2)/2+(J*w^2)/2; J- момент инерции тела , w-угловая скорость тела , m-масса теа , v-скорость поступательного движения тела. ,. 16) Давле́ние  — физическая величина, численно равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы , действующей на малый элемент поверхности, к его площади: Закон Паскаля формулируется так: Возмущение давления, производимое на покоящуюся несжимаемую жидкость, передается в любую точку жидкости одинаково по всем направлениям. Гидростатическое давление - давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах Закон Архимеда формулируется следующим образом: на тело, погружённое в жидкости (или газы), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называется силой Архимеда: 17)Идеа́льная жи́дкость — воображаемая несжимаемая жидкость, в которой отсутствуют вязкость и теплопроводность. Так как в ней отсутствует внутреннее трение, то нет касательных напряжений между двумя соседними слоями жидкости. течение – это установившееся движение жидкости, при котором вектор скорости в каждой точке пространства остаётся постоянным   Q = Sv  - поток жидкости, т.е. объём жидкости, прошедшей через поперечное сечение S за единицу времени. Линии тока-это линии, проведённые в движущейся жидкости так, что касательные к ним в каждой точке совпадают по направлению с вектором скорости.Густота линий тока пропорциональна величине скорости в данном месте. Трубка тока–это часть жидкости, ограниченная линиями тока. Частицы жидкости при своём движении не пересекают стенок трубки тока. 18)Sv = const – теорема о неразрывности струи 19) Закон (уравнение) Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости: 20)Закон Торричелли Итальянский ученый Эванджелиста Торричелли, изучавший движение жидкостей, в 1643 году экспериментально обнаружил, что скорость вытекания жидкости через малое отверстие на дне открытого сосуда (рисунок 1) описывается формулой: где h − высота уровня жидкости над отверстием, g − гравитационная постоянная. 21) Неинерциа́льная систе́ма отсчёта — система отсчёта, к которой не применим первый закон Ньютона — «закон инерции», говорящий о том, что каждое тело, в отсутствие действующих на него сил, движется по прямой и с постоянной скоростью. Для согласования сил и ускорений в неинерциальной системе отсчёта, перечень действующих на тела сил можно дополнить силами инерции. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением или поворачивающаяся относительно инерциальной, является неинерциальной. 22) Сила тяжести зависит от удалённости объекта от центра планеты. Чем дальше объект, тем меньше сила тяжести. Известно, что Земля не идеально круглая, а имеет продолговатую форму, поэтому от центра ядра до разных точек планеты будет разное расстояние. Следовательно и сила тяжести будет разная. Но так как разница этих расстояний незначительна, поэтому и сила тяжести оличается незначительно - на сотые доли. 23) При́нцип относи́тельности (принцип относительностиЭйнштейна) — фундаментальный физический принцип, один из принципов симметрии, согласно которому все физические процессы в инерциальных системах отсчёта протекают одинаково, независимо от того, неподвижна ли система или она находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения. Отсюда следует, что все законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта.[1] Частным случаем принципа относительности Эйнштейна является принцип относительностиГалилея, который утверждает то же самое, но не для всех законов природы, а только для законов классической механики, подразумевая применимостьпреобразований Галилея и оставляя открытым вопрос о применимости принципа относительности к оптике и электродинамике. Преобразова́ния Галиле́я — в классической механике (механике Ньютона) преобразования координат и скорости при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой. Термин был предложен Филиппом Франком в 1909 году. Преобразования Галилея опираются на принцип относительности Галилея, который подразумевает одинаковость времени во всех системах отсчета («абсолютное время»). 24)Первый постулат: законы физики имеют одинаковую форму во всехинерциальных системах отсчета. Этот постулат явился обобщением принципа относительности Ньютона не только на законы механики, но и на законы остальной физики. Первый постулат — принцип относительности. Второй постулат: свет распространяется в вакууме с определенной скоростью с, не зависящей от скорости источника или наблюдателя.  Эти два постулата образуют основу теории относительности А. Эйнштейна. 25)Преобразование Лоренца: Длина тел в разных системах : Длительность событий: Сложение скоростей: 26)Зависимость массы от скорости: Импульс в СТО: Энергия в СТО: 27) Предсказания классической механики становятся неточными для систем, скорость которых приближается кскорости света (поведение таких систем должно описываться релятивистской механикой), или для очень малых систем, где действуют законы квантовой механики. Для описания поведения систем, в которых существенны и релятивистские, и квантовые эффекты, применяется релятивистская квантовая теория поля. Для систем с очень большим количеством составляющих, или степеней свободы, классическая механика также не может быть адекватной, и в этом случае используются методы статистической механики.