· 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
где - масса тела, состоящая из n материальных точек.
М =
.
.
.
.
.
.
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.
· 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.
.
где – скорость i тела до и после взаимодействия.
,
где- угловая скорость вращения i-го тела системы в момент времени t.
Молекулярная физика
где R = 8,31 - универсальная газовая постоянная; k= 1,38·10-23Дж/К постоянная Больцмана, N = NA — число молекул в газе массой М.
δQ=dA+dU.