Ответынавопросы
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
Ответынавопросыдлязащитылабораторнойработы №1 пофизике :3 Что такое система отсчета? Зачем вводится это понятие в физике? Приведите примеры. Ответ: Система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчёта. Система отсчета используется для задания положения тела (материальной точки), относительно других тел (м.т.), в дальнейшем необходимое для описания движения данного тела (м.т.). Что такое система тел? Ответ: Система тел – физическая система, состоящая из нескольких (взаимодействующих или не взаимодействующих) тел, движения и положения которых взаимосвязаны. Что такое материальная точка? Что такое твердое тело? Приведите примеры. Ответ: Материальная точка – тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь (но не массой). Пример: небесное тело можно представить как м.т. при нахождении координат его положения относительно Земли. Абсолютно твердое тело – совокупность материальных точек, расстояние между которыми с течением времени не меняется. Примером а.т.т. может быть любое тело, деформацией которого в конкретной задаче можно пренебречь. В природе а.т.т. не существует, т.к. все реальные тела подвержены деформации. Как определяют положение материальной точки в векторном, координатном и естественном способах описания механического движения.  Ответ: Векторный способ: положение материальной точки задаётся с помощью радиуса вектора  относительно некоторой неподвижной точки O. - вектор перемещения м.т. за время  .  - вектор средней скорости. - вектор мгновенной скорости.Координатный способ: с телом отсчёта связывают какую-либо систему координат (например, декартову).  - закон движения материальной точки. - проекции вектора скорости на оси Ox, Oy, Oz.Естественный способ: движение описывается с помощью параметров самой траектории, и он используется, когда траектория известна.  - закон движения точки. - средняя путевая скорость. - путь.Как определяют изменение положения материальной точки в трех способах описания движения тел? Ответ: В векторном способе при движении точки M в некоторой системе отсчета Oxyz вектор  будет изменяться с течением времени, т.е. имеет место зависимость  . В процессе движения конец радиус-вектора будет описывать траекторию, а его изменение – перемещение  точки.В координатном способе необходимо знать значение координат точки в каждый момент времени. Применяя закон движения м.т. в координатном виде мы можем найти числовые значения проекций радиус-вектора движущейся точки на координатные оси    В естественном способе выберем некоторую неподвижную точку O’, которую будем считать началом отсчёта, и определим положительное и отрицательное направление точки M, движущейся вдоль траектории AB. Тогда положение точки M будет определяться расстоянием S от точки O’. При движении точка М переместиться в точку М’.     s O’ M’ M B A Дайте определение мгновенной скорости. Как направлен вектор мгновенной скорости? В каких единицах она измеряется? Ответ: Мгновенная скорость – векторная величина, равная производной от радиуса-вектора по времени. Мгновенная скорость равна пределу отношения перемещения dr ко времени dt, за которое произошло перемещение, при dt стремящемся к нулю:  . Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории в сторону движения. Как по графику зависимости координаты материальной точки от времени найти значение проекции средней скорости, проекции мгновенной скорости Ответ: Дайте определение мгновенного ускорения. Как направлен вектор ускорения? В каких единицах ускорение измеряется? Ответ: Мгновенное ускорение материальной точки в момент времени t – предел среднего ускорения:  .Размерность ускорения [a]=м/c2. В случае движения в плоскости вектор ускорения можно разложить по сопутствующему базису: на вектор нормальногои тангенциальногоускорения:  Здесь  — единичный вектор нормали,  — единичный вектор касательной. Величина  называется нормальным ускорением и характеризует скорость изменения направления движения. Нормальное ускорение выражается через мгновенную скорость и радиус кривизны траектории:  .Величина  - тангенциальное ускорение и характеризует величину изменения модуля скорости:   Раскройте физический смысл всех кинематических характеристик поступательного движения. Ответ: Поступательное движение – движение, при котором прямая, проходящая через любые две точки тела, в процессе движения остаётся параллельной самой себе. Кинематические характеристики поступательного движения: путь, перемещение, скорость, ускорение. Путь  - длина участка траектории, пройденного материальной точкой с момент начала отсчёта времени.Перемещение  - изменение местоположения физического тела в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.Скорость – скалярная физическая величина, характеризующая быстроту изменения координаты точки в пространстве. Ускорение – вектор направленный вдоль вектора приращения скорости dv, модуль ускорения характеризует величину изменения скорости в единицу времени. Сформулируйте первый закон Ньютона. Объясните, какие системы отсчёта называют инерциальными. Как определить, инерциальна ли конкретная система отсчета? Ответ: Первый закон Ньютона – всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит её изменить это состояние. Стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называют инертностью. Инерциальные системы отсчёта – системы отсчёта, по отношению к которым выполняется первый закон Ньютона. Если относительно некоторой системы отсчета материальная точка свободна от внешних воздействий, либо покоится, либо движется равномерно, то эта система отсчета является инерциальной. Что нужно для того, чтобы тело двигалось? Ответ: Для того, чтобы тело двигалось равномерно или прямолинейно, никакие силы не нужны :D. А вообще, тело может покоиться в одной системе отсчета (шарик лежит на столе), но двигаться в другой системе отсчёта (стол стоит в вагоне поезда, который везет и шарик, и стол, значит шарик движется в системе отсчета Земли, но при этом шарик покоится в системе отсчета стола). Что такое масса тела? В каких единицах она измеряется? Ответ: Масса тела – физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая её инерционные (инертность) и гравитационные свойства (вес). В системе Си измеряется в кг. Что такое импульс материальной точки? В каких единицах он измеряется? Ответ: Импульс м.т. – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:  . В системе СИ импульс измеряется в кг*м/с. Сформулируйте второй закон Ньютона. При каких условиях он выполняется? Ответ: Второй закон Ньютона – основной закон динамики поступательного движения – отвечает на вопрос, как изменяется механическое движение материальной точки (тела) под действием приложенных к ней сил. Второй закон Ньютона: ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом), пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела). Второй закон Ньютона (общ) – скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на нее силе. Второй закон Ньютона справедлив только для движения тел со скоростями, много меньшими скорости света. К чему приводит воздействие силы на тело? Ответ: Воздействие силы на тело приводят данное тело вдвижение. Зная силы, действующие на тело, можно предсказать как будет двигаться тело под действием этих сил, в какой момент времени тело окажется в нужной точке пространства (кроме сил необходимо также знать начальное положение тела и его начальную скорость. Сформулируйте третий закон Ньютона. Поясните, может ли нарушаться этот закон для движущихся относительно друг друга тел в инерциальной системе отсчёта. Ответ: Третий закон Ньютона рассматривает взаимодействие двух тел. Он гласит: силы, с которыми действуют друг на друга два взаимодействующих тела, всегда равны друг другу по величине и направлены в противоположные стороны   Силы F12 и F21 приложены к разным телам. Это значит, что эти силы не компенсируют друг друга. Третий закон справедлив для сил любой природы. Любая система отсчёта, движущаяся равномерно и прямолинейно относительно инерциальной системы отсчёта является инерциальной  если системы отсчета движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, то ускорение тела, измеренное в каждой из систем отсчёта, будет одинаковым т.к. ускорение тела массой m зависит от величины силы, приложенной к телу, тогда во всех инерциальных системах отсчета на рассматриваемое тело действует одна и та же сила. Значит, третий закон Ньютона выполним в инерциальных системах отсчёта.З  а счет чего возникает сила, действующая на тело?Ответ: Рассмотрим систему из нескольких взаимодействующих между собой тел. В результате взаимодействия между собой этих тел возникают силы F12, F13, F21, F23, F31, F32. Какие силы, называют внутренними, а какие внешними? Приведите примеры. Ответ: На тело 1 со стороны тела 2 действует сила F12, со стороны тела 3 – сила F13, на тело 2 со стороны тела 1 действует сила F21, со стороны тела 3 – сила F23 и т.д. Это внутренние силы, т.е. силы, возникающие в результате взаимодействия двух тел, принадлежащих рассматриваемой системе. Пусть также каждое из тел взаимодействует с телом, не принадлежащем системе. В результате взаимодействия тела 1 с внешним телом возникает сила F1, в результате взаимодействия тела 2 с внешним телом – сила F2 и т.д. Это – внешние силы, т.е. силы, возникающие в результате взаимодействия тела, принадлежащего системе с телом, не принадлежащим системе. Примеры: рассмотрим движение Солнечной системы: притяжение Земли к Солнцу – внутренняя сила; если рассмотреть движение системы Земля – Луна, то для этой системы та же сила будет внешней. Какие системы тел называют замкнутыми? Ответ: Замкнутая система тел – совокупность физических тел, у которых взаимодействие с внешними телами отсутствуют. Как приращение импульса материальной точки связано с импульсом силы? О какой силе при этом идёт речь? Ответ: Импульс тела это величина равная произведению его скорости на массу p=mV. Пусть на тело массой m в течение времени ∆t действует постоянная сила F. Под действием этой силы тело движется с ускорением  , учитывая, что  получим  - изменение импульса тела под действием постоянной силы равно произведению силы на время её действия. Произведение вектора силы на время её действия называют импульсом силы - это векторная физическая величина, характеризующая в поступательном движении меру воздействия силы на тело за данный промежуток времени.Сформулируйте закон сохранения импульса для системы тел. Ответ: Полный импульс системы тел постоянен во времени, если на систему не действуют внешние силы или сумма внешних сил равна нулю. Полный импульс – суммарный импульс всех тел, принадлежащих системе. Импульс каждого из тел, принадлежащих системе, может изменяться. Однако изменение импульса одного тела обязательно будет скомпенсировано изменением импульса других тел. Что такое работа силы? Что такое мощность? В каких единицах они измеряются? Ответ: Чтобы количественно характеризовать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работа силы. Если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила F, которая составляет некоторый угол  с направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силы  на направление перемещения ( ), умноженной на перемещение точки приложения силы:  . Если рассмотреть элементарное приращение dr, то силу F можно считать постоянной, а движение точки её приложения – прямолинейным. Элементарной работой силы F на перемещении dr называется скалярная величина  . Единица работы – 1 джоуль (1 Дж= 1 H  м).Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности. Мощность – физическая величина, равная скорости изменения преобразования, передачи или потребления энергии системы. Мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени:  . За время dt сила F совершает работу Fdr, а мощность, развиваемая этой силой, в данный момент времени равна  , т.е. равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы.Единица мощности – 1 ватт (1 Вт = 1Дж/с). |