Ответы Физика первый курс. Материальная точка

• Название: Материальная точка
• Анкор: Ответы Физика первый курс
• Дата: 26.02.2021
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: otvety_fizika.docx
• Тип: Документы; #179845
• страница: 2 из 3

Сила трения скольжения — сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении

  

7. Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору или подвес.

Вес P тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта , совпадает с силой тяжести, действующей на тело, и пропорционален массе   и ускорению свободного падения   в данной точке: P=mg

Когда тело движется с ускорением, направленным вверх, его вес больше силы тяжести		Когда тело движется с ускорением, направленным вниз, его вес меньше силы тяжести

Невесомостью называется состояние, при котором действующие на тело гравитационные силы не вызывают взаимных давлений его частей друг на друга. Если ускорение тела равно ускорению свободного падения a = g, то вес тела P = 0

Увеличение веса тела, вызванное движением с ускорением, называют перегрузкой.

8. Сила, с которой два тела притягиваются друг к другу, называется гравитационной силой (силой тяготения). Величина этой силы определяется законом всемирного тяготения, сформулированным Ньютоном.  В соответствии с этим законом, два тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна массам этих тел m₁ и m₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Сила тяжести - сила притяжения тел к Земле. Зависит от массы тела.

С ила тяжести. Направлена всегда вертикально вниз, к центру планеты. 

9. Механическая работа совершается тогда, когда на тело действует сила, и оно движется. Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и пройденному пути. A=Fs

Работа постоянной силы равняется скалярному произведению силы на перемещение. 

Если на тело действует постоянная сила F (Рисунок 13), и это приводит к перемещению ∆r тела, то элементарной работой ∆А постоянной силы называется скалярное произведение вектора силыF и вектора перемещения ∆r:

∆А = (F∙∆r) = ½F½½∆r½ cos a ,

Работа переменной силы. Если сила или равнодействующая сил изменяет свою величину или направление (движение по криволинейной траектории, причем угол α ≠ 90⁰), то работа ∆А, совершаемая переменной силой F (или Fрез) на конечном участке траектории вычисляется следующим образом.

А = ∆А₁ + ∆А₂ +....+ ∆А _N = ( F₁∙∆ r₁) + (F ₂∙∆ r₂) + ...+( F _N∙∆ r_N) 

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью. Мощность N это физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:



10. Энергия является мерой движения и взаимодействия любых объектов в природе. Имеются различные формы энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная. . .

Мерой движения тела является кинетическая энергия. Она зависит от скорости тела. Мерой взаимодействия тел является потенциальная энергия. Она зависит от взаимного расположения тел.

Закон сохранения механической энергии утверждает, что если тело или система подвергается действию только консервативных сил, то полная механическая энергия этого тела или системы остаётся постоянной. В изолированной системе, где действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется.

11. Момент инерции - величина, характеризующая  распределения масс в теле и являющаяся наряду с массой мерой инертности тела при непоступательном движении. 

Момент инерции материальной точки относительно некоторой оси равен произведению ее массы на квадрат расстояния от точки до этой оси.
J=m*R^2

Момент инерции тела есть сумма моментов инерции материальных точек, составляющих это тело.
J=Jц.т.+m*S^2
ц. т. - центр тяжести

Момент инерции однородного диска:


Полый тонкостенный цилиндр радиуса R (обруч, велосипедное колесо и тому подобное).



Сплошной цилиндр или диск радиуса R



Прямой тонкий длиной     стержень, ось перпендикулярна стержню и проходит через его середину.



Шар радиуса R, относительно оси, проходящей через его центр.



теорема Штейнера: момент инерции тела І относительно параллельной оси вращения равен моменту инерции І_с относительно параллельной оси, проходящей через центр масс С тела, сложенному с произведением массы m тела на квадрат расстояния а между осями



1 2. Моментом силы   относительно неподвижной точкиO называется псевдовекторная величина   равная векторному произведению радиус-вектора  , проведенному из точки O в точку приложения силы, на силу   

Плечо силы - это длина перпендикуляра из некоторой вымышленной точки О к силе.

Это выражение носит название основного уравнения динамики вращательного движения и формулируется следующим образом: изменение момента количества движения твердого тела  , равно импульсу момента  всех внешних сил, действующих на это тело.

13. Моментом импульса относительно неподвижной оси z называется скалярная величина L_z, равная проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки 0 данной оси. Значение момента импульса L_z не зависит от положения точки 0 на оси z.

Закон сохранения момента импульса :
     - если результирующий момент внешних сил относительно неподвижной точки тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой точки с течением времени не изменяется.
    

-если момент внешних сил относительно неподвижной оси вращения тела тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой оси не изменяется в процессе движения

                                   

14. Кинетическая энергия вращающегося тела есть сумма кинетических энергий его точе, т.е.

Учитывая связь между угловой и линейной скоростями, получим:

А =(r F) d = M d.

(5.18)

Полученное выражение остается справедливым и случае системы м.т., совершающих вращательное движение относительно оси z при  =сonst. В этом случае момент внутренних сил равен нулю и работа не совершается. Для нахождения полной работы необходимо вычислить интеграл

,

(5.19)

где  = ₂ - _1.

Если действующая сила является потенциальной, то  А= dW_p ,  где dW_p - бесконечно малое изменение потенциальной энергии тела при повороте  на малый угол d, т.е. dW_p = M_zd или  M_z =  dW_p/d .

15.Гармоническими колебаниями называются такие колебания, при которых колеблющаяся величина меняется от времени по законусинусаиликосинуса.
Уравнение гармонических колебанийимеет вид:

, 

A - амплитуда колебаний(величина наибольшего отклонения системы от положения равновесия)

   -круговая (циклическая) частота.

Периодически изменяющийся аргумент косинуса   - называется фазой колебаний. Фаза колебаний определяет смещение колеблющейся величины от положения равновесия в данный момент времени t. Постоянная φ представляет собой значение фазы в момент времени t = 0 и называется начальной фазой колебания. Значение начальной фазы определяется выбором начала отсчета. Величина x может принимать значения, лежащие в пределах от -A до +A.

Промежуток времени T, через который повторяются определенные состояния колебательной системы,называется периодом колебаний. Косинус - периодическая функция с периодом 2π, поэтому за промежуток времени T, через который фаза колебаний получит приращение равное 2π, состояние системы, совершающей гармонические колебания, будет повторяться. Этот промежуток времени T называется периодом гармонических колебаний.

Период гармонических колебаний равен: T = 2π/ .
Число колебаний в единицу времени называется частотой колебанийν.
Частота гармонических колебаний равна: ν = 1/T. Единица измерения частоты герц (Гц) - одно колебание в секунду.
Круговая частота   = 2π/T = 2πν дает число колебаний за 2π секунд

Для скорости при гармоническом колебании имеем:  ,  а для случая нулевой начальной фазы 

для ускорения имеем:  , а для случая нулевой начальной фазы: 

16. Пружинный маятник это колебательная система, состоящая из груза массой m, подвешенного к абсолютно упругой пружине, коэффициент жесткости которой k.

Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний линейной системы определяется как 

 (1) 

где s – колеблющаяся величина, которая описывает тот или иной физический процесс, δ = const — коэффициент затухания, ω₀ - циклическая частота свободных незатухающих колебаний той же колебательной системы, т. е. при δ=0 (при отсутствии потерь энергии) называется собственной частотой колебательной системы. 
 Его решение q(t) = q_v0 е^-bt cos(wt + a), где  - частота затухающих колебаний..