рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Динамика

Динамика - раздел Механика, Курс лекций по физике. Механика · Свободное Тело - Тело, На Которое Не Действуют Какие-Либо ...

· Свободное тело - тело, на которое не действуют какие-либо другие тела.

· Инерциальная система отсчета- система отсчета, в которой свободное тело покоится или движется прямолинейно и равномерно.

· Неинерциальная система отсчета- система отсчета, в которой свободное тело движется с ускорением.

· Инертность- свойство тела сохранять состояние покоя или равномерное прямолинейное движение.

· Масса m –положительная скалярная величина, являющаяся мерой инертности тела,

- не зависит от скорости движения,

- равна сумме масс всех частиц, из которых оно состоит.

· Сила - векторная величина, являющаяся мерой механического взаимодействия тел.

· Сила реакции - сила, действующая на тело со стороны опоры, или подвеса, препятствующая его движению.

· Сила тяжести

- составляющая силы, гравитационного взаимодействия тела с Землёй.

· Вес тела –сила, приложенная к опоре или подвесу, которые удерживают тело от свободного падения. При неподвижной опоре (подвесе) или при их равномерном движении вес тела равен силе тяжести.

 

· Сила трения - возникает при взаимодействии соприкасающихся поверхностей твердых тел или слоями жидкости или газа.

· Сила трения покоя действует между неподвижными поверхностями взаимодействующих тел, и изменяется от нуля до максимального значения

,

где коэффициент трения покоя, N – сила реакции опоры.

· Сила трения скольжения

– возникает при относительном движении соприкасающихся тел,

где - коэффициент трения скольжения.

· Сила сопротивления

,

где -коэффициент сопротивления, n-показатель степени зависящий от величины скорости

· Импульс тела

- векторная величина, характеризующая движение тела.

Поступательное движение

  • Радиус-вектор центра инерции

  • Скорость центра инерции

где - масса тела, состоящая из n материальных точек.

  • Ускорение центра инерции

  • Момент силы

М =

  • Момент инерции

.

  • Момент импульса

.

  • Уравнение свободных колебаний

.

  • Уравнение затухающих колебаний

  • Амплитуда затухающих колебаний

.

  • Коэффициент затухания

  • Логарифмический декремент затухания

  • Частота свободных колебаний

  • Частота затухающих колебании

.

  • Время релаксации

  • Резонансная частота вынужденных колебаний

  • Резонансная амплитуда колебаний

.

  • Математический маятник – материальная точка на невесомой нити выведенная из положения равновесия.
  • Физический маятник – тело имеющее ось вращения выведенное из положения равновесия.

Работа и энергия

 


· Постоянная сила F действующая на тело перемещая его на расстояние s совершает работу

где α – угол между вектором силы и направлением перемещения.

  • Переменная сила F(r) действующая на тело перемещая его на расстояние s = r2 –r1 совершает работу

 

 

  • Средняя мощность силы совершающей работу за время t

  • Мгновенная мощность силы действующая на тело в заданной момент времени и скорости .
  • Кинетическая энергия определяет движение тела массой m со скоростью

  • Потенциальная энергия определяет взаимодействие тел с массами m1 и m2 находящиеся на расстоянии r

 

· Консервативные силы совершают работу, которая не зависит от формы траектории тела на которые они действуют.

· Неконсервативные силы совершают работу, которая зависит от формы траектории тела на которое они действуют.

· Градиент потенциальной энергии – это вектор быстрейшего возрастания потенциальной энергии

· Потенциальная барьер – это резкое возрастание потенциальной энергии тела в направлении его движения.

· Потенциальная яма – это резкое уменьшение потенциальной энергии тела в направлении его движения.

· При действии на тело момента сил М совершается работа

где - угловой путь.

· Тело с моментом инерции J вращающееся вокруг оси с угловой скоростью имеет кинетическую энергию

· Тело совершая свободные колебания имеет кинетическую энергию

,

потенциальную

,

полную

· Полная энергия затухающих колебаний

· Добротность определяет затухание энергии за период колебаний

· Система называется замкнутой, если в ней действует внутренние силы, при полной компенсации внешних.

· При упругом ударе двух тел сохраняется кинетическая энергия и их импульс, которые они имели до соударения.

· При неупругом ударе сохраняется импульс соударяющихся те


 

Механические волны

 


· Поперечная волна возникает в упругой среде, в которой колебания частиц происходят вдоль направления перпендикулярного распространению волны.

· Продольная волна возникает в упругой среде, в которой колебания частиц происходят вдоль направления параллельного распространению волны.


Молекулярная физика

 


· Молярная масса - масса одного моля вещества

где m- масса одной молекулы,

- число Авагадро.

· Средняя длинна пути свободного пробега молекул между соударениями

 

,

где N, V, n – число, объем, концентрация молекул.

 

 

· Сечение столкновения молекул диаметром d

.

· Вероятная скорость - скорость, с которой наибольшее число молекул в газе при заданной температуре.

· Средняя скорость = 1,13 .

· Степень свободы i – число независимых координат которыми можно задать положение молекул в пространстве.

· Диффузия — движение молекул, приводящее к переносу вещества из мест с большой концентрацией молекул в места с их меньшей концентрацией.

· Внутреннее трение — взаимодействие между слоями газа, движущимися с различными скоростями, при котором импульс направленного движения молекул из быстрых слоев передается в более медленные.

· Теплопроводность — процесс выравнивания температуры газа, заключающийся в направленном переносе тепла из более нагретых слоев в менее нагретые.

 

Термодинамика

 


· Термодинамическая система (ТС) - это совокупность макроскопических тел обменивающихся энергией в форме работы и тепла как друг с другом, так и внешней средой.

· Внутренняя энергия системы U складывается из внутренних энергий тел входящих в нее и является однозначной функцией параметров состояния P, V, T: U = f(P,V,T).

· Параметры состояния ТС – это давление P, температура Т и объем V характеризующие состояние системы.

· Идеальный газ – это модель газа, в которой столкновение молекул принимается как упругое без учета их взаимодействия.

· Работа – процесс обмена энергии между ТС и внешней средой с изменением параметров состояния.

· Равновесное состояние ТС – это состояние в котором параметры состояния не изменяются.

· Круговой процесс (цикл) – процесс, при котором ТС через некоторый интервал времени возвращается в исходное состояние.

· Теплопередача – процесс передачи энергии неупорядоченного движения молекул от одних тел к другим.


ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ

Механика

• Первый закон Ньютона- материальная точка в инерциальной системе отсчета сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на неё не действуют силы или их действие скомпенсировано.

· Второй закон Ньютона- ускорение , материальной точкой в инерциальной системе отсчета прямопропорционально действующей силе, обратно пропорционально массе и совпадает по направлению с силой.

.

· Третий закон Ньютона - силы взаимодействия двух материальных точек в инерциальной системе отсчета равны по модулю и противоположны по направлению.

,

где - сила, действующая на первую точку со стороны второй,

- сила, действующая на вторую точку со стороны первой.

· Закон гравитационного взаимодействиямежду двумя телами

,

где гравитационная постоянная; - массы взаимодействующих тел; расстояние между центрами масс тел.

· Закон Гука –сила упругости прямопропорциональна деформации телаи коэффициенту упругости k.

.

  • В замкнутой системе векторная суммы импульсов тел до и после их взаимодействия равны:

где – скорость i тела до и после взаимодействия.

  • В замкнутой системе геометрическая сумма моментов импульса тел остается постоянной

,

где- угловая скорость вращения i-го тела системы в момент времени t.

  • В замкнутой консервативной системе происходят взаимные превращения кинетической и потенциальной энергии. Убыль кинетической энергии всегда равна приращению потенциальной и наоборот.
  • В замкнутой неконсервативной системе механическая энергия уменьшается на величину равной работе неконсервативных сил действующих в системе.
  • В незамкнутой и не консервативной системе изменение полной механической энергии при ее переходе из одного механического состояния в другое равно алгебраической сумме работ всех внешних и внутренних неконсервативных сил, действующих на систему в процессе этого перехода.

Молекулярная физика

  • Закон Авогадро - один моль вещества занимает объем V=22,4·10-3 м3 и в нем содержится число молекул = 6,02·1023 1/моль.
  • На каждую поступательную и вращательную степень свободы приходится энергия теплового движения , колебательную – kT.
  • Закон Менделеева-Клапейрона

где R = 8,31 - универсальная газовая постоянная; k= 1,38·10-23Дж/К постоянная Больцмана, N = NA — число молекул в газе массой М.

  • Закон сохранения энергии в термодинамике - количество тепла δQ подведенное к ТС, затрачивается на изменение внутренней энергии и на совершение работы.

δQ=dA+dU.

  • Для изолированных термодинамических систем наиболее вероятным изменением энтропии является возрастание.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Курс лекций по физике. Механика

Уральский государственный университет путей сообщения.. кафедра физики..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Динамика

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Понятия и определения
Механика – изучает движение тел в пространстве с течением времени. Движение без учета сил действующих на тело, рассматривается в кинематике, а с учетом их в динамике.

Модуль вектора ускорения
(1.12) Вектор ускорения можно разложить на два вектора (рис. 1.5)

Равномерно, прямолинейно движение.
В зависимости от векторов скорости и ускорения различают равномерное и ускор

Ускоренное, прямолинейное движение
Движение по прямолинейной траектории с постоянным ускорением , совпадающим со скоростью

Вращательное движение
Рассмотрим движение м.т. по окружности радиусом R с постоянной линейной скоростью в

Колебательное движение
Движение будет колебательным, если его кинематические характеристики повторяются с течением времени. Если движение тела повторяется через равные промежутки времени, то оно называется перио

Модуль касательного и нормального ускорения.
Модули касательного и нормального ускорения находятся из соотношения , (1.38) где

Равномерное криволинейное движение.
Частным случаем ускоренного движения является движение тела брошенного со скоростью под углом

Сложение гармонических колебаний
Материальная точка может участвовать одновременно в нескольких колебательных движениях. Сложить два или несколько колебаний – значит найти закон, которому подчиняется результирующее движение, найти

Законы Ньютона.
При изучении движения тел в пространстве важно выбрать такую систему отсчета, в которой бы перемещение тела в отсутствии действия на него сил происходило равномерно и прямолинейно. Ньютон,

Динамика поступательного движения тела
  Твёрдое тело (ТТ) – это тело, которое не деформируется при действии на него сил. Масса ТТ представляется в виде суммы материальных точек связанных между собой внутренними сил

Динамика вращательного движения
При вращательном движении ТТ все его точки движутся по окружностям с центрами на оси вращения ( рис. 2.3). Угловые

Лекция 4.
2.4. Динамика колебательного движения   Рассмотрим динамику колебательного движения на примере колеб

Принцип относительности Галилея. Неинерциальные системы отсчета
Механическое движение в инерциальных системах отсчета одинаково и никаким опытом невозможно установить, покоится данная система отсчета или

Для самостоятельного изучения
2.6.1. Понятие силы. Равнодействующая сила Сила – это векторная величина, характеризующая взаимо

Силы трения
Силы трения возникают в результате взаимодействия движущихся и покоящихся тел, соприкасающихся друг с другом. Различают внешнее (с

Сила вязкого трения и сопротивления среды.
Сила вязкого трения возникает между слоями одного и того же сплошного тела (жидкости или газа). Сила вязкого трения за­висят от отно

Деформация стержня
Стержень длинной l0 и сечением S при действии сил и перпендикул

Колебания математического и физического маятников
Математический маятник Математический маятник представляет собой материальную точку, подвешенную на

Работа. Мощность
  При перемещении тела на расстояние s под действием постоянной силы F совершается работа. (3.1) где α

Энергия поступательного движения (кинетическая энергия)
  Если тело массой m движется под действием некоторой силы и изменяет скорость на пути s от

И всегда положительна в любой системе отсчета.
  dr

Работа и энергия вращательного движения
  При повороте тела под действием силы F на бесконечно малый угол dφ любая его точка

Энергия колебательного движения
В процессе колебаний тела или системы тел происходят периодические переходы его кинетической энергии в потенциальную и потенциальной в кинетическую. Кинетическая энергия  

Потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли
Потенциальная энергия тела массой m, относительно поверхности Земли на высоте h (рис 3.10).

Работа силы тяжести
Найдем работу, которую совершает сила тяжести

Потенциальная энергия пружины
Внешняя сила, сжимая или растягивая пружину, совершает работу. Освобожденная от внешнего воздействия, пружина восстанавливает свою форму, а потенциальная энергия, запасенная пружиной в процессе деф

Потенциальный барьер и яма
Потенциальная энергия может быть представлена графически. График, выражающий зависимость потенциальной энергии от соответствующей коорди

Для самостоятельного изучения
4.4.1. Применение законов сохранения к упругому и неупругому соударению двух тел. При соударении тела деформируются. При

Продольные и поперечные волны
Если какую-либо частицу или совокупность частиц упругой среды привести в колебательное движение, то колебания не останутся локализованными в том месте, где они возникли, а благодаря взаимодействию

Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение.
Уравнение волны позволяет найти смещение s любой частицы среды от ее положения равновесия. Смещение зависит от координат частицы и времени s(x, y, z, t) и является периодической функцией.

Размеры и масса молекул
Вещество в молекулярной физике рассчитывается как совокупность гигантского количества атомов и молекул. Молекулы движутся х

Движение и столкновение молекул газа
В газе молекулы перемещаются, испытывая соударения друг с другом. При каждом соударении скорость молекулы изменяется по величине и по напра

Давление и температура.
  Вещество может находиться объеме, при температуре Т и давление Р. Эти три величины, характеризующие состояние вещества, называются параметрами состояния. Давление P — это с

Диффузия, внутреннее трение, теплопроводность.
В газе находящимся в объеме всегда имеется неоднородность плотности, давления, температуры. Хаотическое движение молекул постепенно выравнивает эту неоднородность, и газ приходит в состояние равнов

Давление идеального газа на стенку
Давление газа в сосуде определяется взаимодействием его молекул со стенкой. Выделим на поверхности стенки сосуда достаточно малую площадку

Уравнение состояния идеального газа
Опытным путем было получено отношение, которое равно постоянной велечине. При условии, что газ имеет Р = 1,01∙105

Термодинамическая система. Внутренняя энергия идеального газа
Термодинамическая система (ТС) - это совокупность макроскопических тел обменивающихся энергией в форме работы и тепла как друг с другом, так и внешней средой. Внутренняя энергия сис

Работа и теплопередача
Обмен энергией между (ТС) и окружающими ее телами может проходить в двух формах: макроскопической (в форме работы) и микроскопической (в форме теплопередачи, или теплооборота). Работа

Первое начало термодинамики, термодинамические изопроцессы.
Количество тепла δQ подведенное к ТС, затрачивается на изменение внутренней энергии и на совершение работы. δQ=dA+dU. (7.3) Если на ТС действуют силы обуславливающие дав

Теплоемкость
Теплоемкость – количество тепла δQ, которое необходимо сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один градус: C=

Обратимые и необратимые процессы. Термодинамическая вероятность. Энтропия.
Процесс называется обратимым, если систему можно вернуть в исходное состояние через те же промежуточные состояния, что и в прямом процессе. В прямом процессе на каком-то элементарном участ

Изменение энтропии в изопроцессах
Пусть система совершает процесс с изменением термодинамической вероятности указанной на рис. 8.9. Состояние системы с термодинамической вероятностью W1 в начальный момент времен

Второе начало термодинамики
Приведем наиболее простую формулировку второго начала термодинамики: тепло не может переходить самопроизвольно холодных тел к горячим. Это утверждение многократно подтверждается в нашей практике, в

ОБОЗНАЧЕНИЯ
– координаты – орты координат

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги