Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
2 монеты
doc

Шпаргалка «Экзаменационная» по Физике (Белодедов М. В.)

1.Кинематика материальной точки. Относительность движения.

Кинематика материальной точки - раздел кинематики, изучающий движение точек, не вдаваясь в вызывающие его причины. Основными кинематическими характеристиками движущейся точки являются её скорость и ускорение, значения которых определяются по уравнениям движения через первые и вторые производные по времени от s или от х, у, z, или от r. Относительность движения - движение любого объекта в кинематике изучают по отношению к некоторому телу (тело отсчёта); с ним связывают так называемую систему отсчёта (н-р: оси х, у, z), с помощью которой определяют положение движущегося объекта относительно тела отсчёта в разные моменты времени. Выбор системы отсчёта в кинематике произволен.

2.Прямолинейное движение материальной точки. Скорость и ускорение.

При равномерном прямолинейном движении материальной точки мгновенная скорость не зависит от времени и в каждой точке траектории направлена вдоль траектории. Средняя скорость за любой промежуток времени равна мгновенной скорости точки: V=dr/dt.

3.Движение с постоянным ускорением.

При равнопеременном прямолинейном движении точки ускорение остается постоянным и по модулю и по направлению: a=dV/dt.

4.Движение материальной точки по сложной траектории. Тангенциальное и нормальное (=центростремительное) ускорения.

Тангенциальная состовляющая равнения характеризует быстроту изменения скорости по модулю (направлена по касательной к траектории), а нормальная составляющая ускорения – быстроту изменения скорости по направлению (направлена к центру кривизны траектории). Полное ускорение тела есть сумма тангенциальной и нормальной составляющих.

5.Равномерное движение материальной точки по окружности.

Равномерное движение материальной точки по окружности - движение материальной точки по окружности, при котором модуль ее скорости не меняется. При таком движении материальная точка обладает только центростремительным ускорением.

где ω – угловая скорость, ε – угловое ускорение, V – скорость, R – радиус окружности, T – время за которое точка совершает полный оборот, n – число полных оборотов.

6.Второй закон Ньютона. Масса и импульс. Импульс силы.

Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое телом, пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе тела: . Масса – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства. Импульс (количество движения): . Импульс силы: . Это выражение – более общая формулировка второго закона Ньютона: скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе.

7.Закон сохранения импульса.

Импульс замкнутой системы сохраняется, т.е. не изменяется с течением времени: . Закон сохранения импульса – фундаментальный закон природы. Закон сохранения импульса является следствием определенного свойства симметрии пространства – его однородности. Однородность пространства заключается в том, что при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы тел как целого ее физические свойства и законы движения не изменяются, иными словами, не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета..

8.Кинетическая энергия материальной точки.

Рассмотрим систему, состоящую из одной частицы, и запишем уравнение движения:

F — есть результирующая всех сил, действующих на тело. Умножим уравнение на перемещение точки . Получим:

Т.к. , то:

Если система замкнута, то есть F=0, то , а величина остаётся постоянной. Это величина называется кинетической энергией точки. Кинетическая энергия всегда положительна.

9.Потенциальная энергия материальной точки.

Потенциальная энергия - работа, которую необходимо совершить против действующих сил, чтоб перенести тело из некой точки отсчёта в данную точку. Из определения понятно, что величина потенциальной энергии — относительна. Она отсчитывается от некой точки пространства, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений.

. 10.Консервативные и диссипативные силы. Силы трения.

Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поля упругих сил, поля гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Так поля называются потенциальными, а силы действующие на них, - консервативными. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения из одной точки в другую, то такая сила называется диссипативной; ее примером является сила трения.

11.Закон сохранения механической энергии.

Закон сохранения механической энергии — механическая энергия консервативной механической системы сохраняется во времени. Проще говоря, при отсутствии сил типа трения механическая энергия не возникает из ничего и не может никуда исчезнуть. Энергия не может возникнуть из ничего и не может в никуда исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую.

12.Закон всемирного тяготения.

Закон всемирного тяготения – между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению масс этих точек и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. , где G = 6,6780* 10-11 Н, гравитационная постоянная. F – сила всемирного тяготения.

13.Сила Архимеда.

На тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила (называемая силой Архимеда)

где ρ - плотность жидкости (газа), g - ускорение свободного падения, а V — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Выталкивающая сила (=архимедова сила) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.

Стоит заметить, что нижняя часть тела должна быть окружена жидкостью. Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, плотно прикасаясь ко дну.

Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.

PB − PA = ρgh

FB − FA = ρghS = ρgV,

где PA, PB — давления в точках A и B, ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B, S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём тела.

14.Неинерциальные системы отсчёта.

Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальной системы с ускорением, называются неинерциальными. В неинерциальных системах законы Ньютона, вообще говоря уже несправедливы. Однако законы динамики можно применять и для них, если кроме сил обусловленных воздействием тел друг на друга, ввести в рассмотрение силы особого рода – силы инерции. Если учесть силы инерции, то второй закон Ньютона будет справедлив для любой системы отсчета. Силы инерции при этом должны быть такими, чтобы они сообщали ускорение a’, каким оно обладает в неинерциальных системах отсчета. ma’=F+Fин; т.к. F=ma (a – ускорение в инерциальной), то ma’=ma+Fин. Силы инерции обусловлены ускоренным движением системы отсчета относительно измеряемой системы, поэтому в общем случае нужно учитывать следующие случаи проявления этих сил: 1) силы инерции при ускоренном поступательном движении; 2) силы инерции, действующие на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчета; 3) силы инерции, действующие на тело, движущее во вращающейся системе отсчета.

15.Механическая работа. Золотое правило механики.

Механическая работа — это физическая величина, которая является количественной характеристикой движения тела: A=Fscos(a); Золотое правило механики - во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. F1s1=F2s2.

16.Поступательное движение твёрдого тела. Центр масс.

Центр масс (центр ине́рции, барице́нтр) в физике — это геометрическая точка, характеризующая распределение масс в теле или системе тел. Центр масс движется так, как двигалась бы материальная точка с массой, равной массе системы, если бы к ней были приложены те же внешние силы, которые приложены к системе.

Положение центра масс определяется следующим образом:

где - радиус-вектор центра масс, - радиус-вектор i-й точки системы, mi — масса i-й точки.

17.Вращательное движение твёрдого тела. Момент импульса.

18.Динамика твёрдого тела. Момент силы и момент инерции.

Моментом силы F относительно неподвижной точки O называется физическая величина, определяемая векторным произведением радиуса-вектора r, проведенного из точки O в точку A приложения сила, на силу F. M=Frsin(a)=Fl. Плечо силы – кратчайшее расстояние между линией действия силы и точкой O.

19.Аддитивность момента инерции. Теорема Штейнера.

Теорема Штейнера – момент инерции тела J относительно любой оси вращения равен моменту его инерции JC относительно параллельной оси, проходящей через цент масс C тела, сложенному с произведением массы m тела на квадрат расстояния a между осями: J=JC+ma2.

20.Кинетическая энергия твёрдого тела.

Кинетическая энергия движения складывается из энергии поступательного движения и энергии вращения. , m – масса катящегося тела, VC – скорость центра масс тела, JC – момент инерции тела относительно оси, проходящей через его центр масс, ω – угловая скорость тела.

21.Законы равновесия твёрдого тела. Рычаг.

22.Гироскоп и его применение. Прецессия.

Гироскопом называется массивное симметричное тело, вращающееся с большой скоростью вокруг оси симметрии. Ось симметрии является одной из главных осей инерции гироскопа, поэтому момент импульса гироскопа совпадает по направлению с его осью вращения. Гироскопы используются в виде компонентов как в системах навигации (гирокомпасы, ИНС и т. п.), так и в нереактивных системах ориентации и стабилизации космических аппаратов. Прецессия — явление, при котором ось вращающегося объекта поворачивается под действием внешних моментов. Наблюдать прецессию достаточно просто. Достаточно запустить волчок и подождать, пока он начнёт замедляться. Первоначально ось вращения волчка вертикальна. Затем его верхняя точка постепенно опускается и движется по расходящейся спирали. Это и есть прецессия оси волчка.

23.Первая и вторая космическая скорости.

Для того чтобы двигаться вокруг Земли по круговой орбите с радиусом, мало отличающимся от радиуса Земли RЗ, тело должно обладать вполне определенной скоростью V1, величину которой можно определить из условия равенства . Следовательно, для того чтобы какое-либо тело стало спутником Земли, ему необходимо сообщить скорость V1, которая называется первой космической скоростью. Обладая скоростью V1, тело не упадет на Землю. Однако этой скорости не достаточно для того, чтобы тело могло выйти из сферы земного притяжения, т.е. удалиться от Земли на такое расстояние, что притяжение к Земле перестает играть существенную роль. Необходимая для этого скорость V2 называется второй космической скоростью. Чтобы преодолеет притяжение Земли и выйти за пределы действия сил земного тяготения, тело должно обладать запасом энергии, достаточным для совершения работы . Минимальная необходимая скорость определяется условием .

24.Движение планет. Законы Кеплера. Элементы орбит небесных тел.

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, по эллиптическим орбитам с небольшим эксцентриситетом и малым наклонением к плоскости орбиты Земли. Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удалённой планеты — Нептуна — орбитальный период составляет 165 лет. Плутон - карликовая планета, имеет аномально большие значения эксцентриситета (0,25) и наклонения орбиты (17,1°). Как следствие, вблизи перигелия он оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун. Орбитальное движение Плутона и Нептуна находится в резонансе 2:3 — два оборота Плутон совершает за то же время, в течение которого Нептун делает три. Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера, Уран и Плутон, причём Уран вращается, практически «лёжа на боку».

Законы Кеплера: 1. Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. 2. Радиус-вектор планеты описывает за равные времена одинаковые площади. 3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит.

25.Свободные колебания системы с одной степенью свободы.

26.Затухающие колебания, декремент затухания. Вынужденные колебания, резонанс.

, где , ω0 – собственная частота колебаний системы.

, 27.Волны. Акустические волны. Звук.

28.Сложение колебаний. Биения.

29.Основные постулаты специальной теории относительности.

30.Основные эффекты специальной теории относительности.

31.Механическое напряжение. Деформация твёрдого тела.

32.Модуль Юнга и модуль сдвига. Закон Гука.

33.Статическое давление. Давление сплошной среды. Барометры.

34.Динамика сплошной среды. Линии тока. Уравнение неразрывности.

35.Уравнение Бернулли. Динамическое давление и эффект Магнуса.

36.Вязкость. Ламинарное и турбулентное течения.

37. Тепловое расширение тел. Шкалы температур.

38.Теплоёмкость и удельная теплоёмкость.

39.Закон Авагадро. Постоянная Авагадро. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

40.Уравнение Менделеева-Клапейрона. Законы Бойля-Мариотта, Шарля и Гей-Люссака.

41.Распределение Максвелла. Барометрическая формула.

42. Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты. Политропные процессы.

43.Молярные теплоёмкости газов.

44.Распределение кинетической энергии молекулы по степеням свободы.

45.Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

46.Сжижение газов. Критическая температура.

47.Первое начало термодинамики. Вечный двигатель I-го рода.

48.Энтропия термодинамической системы. Свойства энтропии.

49.Второе начало термодинамики. Вечный двигатель II-го рода.

50.Агрегатные и фазовые состояния.

51.Фазовые переходы I-го и II-го рода.

52.Удельная теплота плавления и парообразования.

53.Диаграмма состояний. Тройная точка.

54.Давление насыщенных паров. Влажность атмосферы.

55.Поверхностная энергия жидкости. Капиллярные явления.

56.Явления переноса. Теплопроводность. Диффузия

Показать полностью…
Похожие документы в приложении