Главная страница
Навигация по странице:

  • Р адиус-вектор материальной точки r

  • Длина пути материальной точки S

  • Траектория движения

  • Мгновенное ускорение материальной точки

  • Тангенциальное ускорение

  • Закон всемирного тяготения

  • Коэффициент динамической вязкости

    		•

    Контрольные вопросы по кинематике. Система отсчёта тело отсчёта и связанная с ним система координат, событие, принимаемое за начало отсчета времени, и устройство для измерения времени, связанное с телом отсчета. Р адиусвектор материальной точки r


    Скачать 48.63 Kb.
    НазваниеСистема отсчёта тело отсчёта и связанная с ним система координат, событие, принимаемое за начало отсчета времени, и устройство для измерения времени, связанное с телом отсчета. Р адиусвектор материальной точки r
    АнкорКонтрольные вопросы по кинематике
    Дата18.04.2022
    Размер48.63 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаKontrolnye_voprosy_lab1.docx
    ТипДокументы
    #482540

    1. Система отсчёта – тело отсчёта и связанная с ним система координат, событие, принимаемое за начало отсчета времени, и устройство для измерения времени, связанное с телом отсчета.

    2. Р адиус-вектор материальной точки r - вектор, который соединяет начало координат с положением материальной точки. В декартовой системе координат:


    где , – единичные по модулю взаимно ортогональные векторы.

    1. Длина пути материальной точки S – длина участка траектории, пройденной этой точкой за рассматриваемый промежуток времени.

    Перемещение материальной точки r – вектор, соединяющий начальное положение материальной точки с ее положением в данный момент времени, равный приращению радиус-вектора за данный промежуток времени:



    Единица измерения перемещения в СИ – метр (м). Метр – основная единица СИ.

    Путь – скалярная величина, Перемещение – векторная. При движении тела путь может только увеличиваться, а модуль перемещения может как увеличиваться, так и уменьшаться. Если тело вернулось в начальную точку, его перемещение равно нулю, а путь нулю не равен.

    1. Траектория движения – линия, описываемая движущейся материальной точкой относительно выбранной системы отсчёта

    2. Мгновенная скорость материальной точки – векторная физическая величина, равная первой производной радиус-вектора материальной точки по времени:



    Вектор мгновенной скорости всегда направлен по касательной к траектории в сторону направления движения. Модуль мгновенной скорости равен производной зависимости пройденного пути S(t) по времени:

    1. Мгновенное ускорение материальной точки – векторная физическая величина, равная первой производной скорости материальной точки по времени или второй производной радиус-вектора материальной точки по времени:



    Ускорение характеризует быстроту изменения скорости по модулю и направлению. Ускорение материальной точки можно выразить через векторную сумму тангенциальной и нормальной составляющих: , где модуль полного ускорения будет равен





    3. Тангенциальное ускорение – составляющая мгновенного ускорения, которая показывает быстроту изменения модуля скорости, по модулю равна производной модуля скорости материальной точки по времени: . Направление вектора тангенциального ускорения совпадает с направлением вектора скорости, если , и противоположно направлению вектора скорости, если , т.е. вектор направлен по касательной к траектории.

    4. Нормальное ускорение – составляющая мгновенного ускорения, которая показывает быстроту изменения направления вектора скорости, по модулю равна , где  – скорость точки в данный момент времени; R – радиус кривизны траектории в данный момент времени. Вектор нормального ускорения направлен перпендикулярно вектору скорости к центру кривизны траектории.




    6. Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, относительно которых тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют никакие силы или равнодействующая всех сил равна нулю.

    7. Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического действия на тело со стороны других тел или полей, в результате этого действия тело приобретает ускорение или изменяет форму и размеры. Сила характеризуется модулем, направлением и точкой приложения. Единица измерения силы в СИ – ньютон (Н). 1 Н равен силе, придающей материальной точке массой 1 кг ускорение 1 м/с2.

    Масса m – скалярная физическая величина, одна из основных характеристик материи. Имеет тройственное толкование: 1) инертная масса – мера инертности тела, входит во второй закон Ньютона; 2) гравитационная масса – мера гравитационного взаимодействия, входит в закон всемирного тяготения; 3) масса как мера количества вещества, входит в закон сохранения вещества. Единица измерения массы в СИ – килограмм (кг). Килограмм – основная единица СИ.

    1. Равнодействующая сила (результирующая сила) – сила, действие которой эквивалентно одновременному действию на материальную точку нескольких сил, она равна их геометрической сумме.

    2. Второй закон Ньютона.

    1. Ускорение , приобретаемое материальной точкой, пропорционально вызывающей его силе , совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе m материальной точки:

    2. Скорость изменения импульса материальной точки равна действующей на него силе

    :

    1. Третий закон Ньютона: всякое действие материальных точек друг на друга имеет характер взаимодействия. Силы, с которыми взаимодействуют друг на друга материальные точки, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки:

    2. Закон всемирного тяготения: две материальные точки притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел m1 и m2 и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между ними:

    , где G – гравитационная постоянная. Данная сила называется гравитационной, является силой притяжения и направлена по линии, соединяющей материальные точки.

    1. – ускорение, создаваемое силой тяжести на поверхности Земли, Мз и Rз – масса и радиус Земли соответственно.

    2. Архимедова сила равна произведению плотности жидкости, объема тела и ускорения свободного падения: , Vm — объем погруженного в жидкость тела.

    3. Сила упругости – сила, возникающая в результате взаимодействия тел, сопровождающегося их деформацией. Упругая сила пропорциональна смещению частицы из положения равновесия и направлена к положению равновесия: , где k – коэффициент упругости; − радиус-вектор, характеризующий смещение частицы из положения равновесия. Примером такой силы является сила упругости деформации пружины при растяжении и сжатии.

    4. Сила трения покоя всегда равна по величине внешней силе и направлена в противоположную сторону, тело при этом остается в покое. Максимальную силу трения покоя можно считать приблизительно равной силе трения скольжения.

    Сила трения скольжения – сила, возникающая при скольжении тела по поверхности опоры, направлена в сторону, противоположную направлению скорости тела относительно другого. По модулю , где где μ – коэффициент трения скольжения; N – сила нормальной реакции опоры.

    Сила трения качения – сила, которая возникает между цилиндрическим или шарообразным телом, катящимся по поверхности, по модулю , где µк – коэффициент трения качения (в Си имеет размерность длины и измеряется в метрах); R – радиус катящегося тела.

    1. Сила сопротивления направлена параллельно поверхности соприкосновения твердого тела с жидкостью (газом) в сторону, противоположную скорости тела относительно среды, и тормозит движение. Зависит от нескольких факторов. На ее величину оказывают влияния следующие характеристики:

    • Особенности среды и показатели ее плотности, к примеру, жидкость обладает большей плотностью, чем газообразное вещество.

    • Форма тела, так как предметы, обладающие обтекаемыми вытянутыми вдоль направления движения формами подвержены меньшему сопротивлению, чем тела с множеством плоскостей, расположенных перпендикулярно движению.

    • Скорость перемещения тела.

    1. Трение шарика в жидкости увеличивается с увеличением скорости. В какой-то момент сила трения сравняется с разностью силы тяжести и архимедовой силы, действующими на шарик. Тогда движение станет равномерным.

    2. Коэффициент динамической вязкости численно равен модулю силы, которая действует на единицу площади при градиенте скорости, равном единице; Па*с

    3. Текучесть и вязкость жидкости обусловлены подвижностью её частиц (молекул, атомов, ионов) друг по отношению к другу. А различные текучесть и вязкость различных жидкостей объясняется неодинаковой подвижностью различных частиц. Если молекулы жидкости сложны, имеют «ветвистое» строение, то и их взаимная подвижность невелика, так как «ветви» создают взаимные препятствия для перемещения частиц друг по отношению к другу.

    4. Вязкость — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате происходит рассеяние в виде тепла работы, затрачиваемой на это перемещение.

    Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей.

    Газы обладают несравнимо более низкими коэффициентами вязкости от 0,0000084 до 0,0000192 н-с/м 2, и в отличие от капельных жидкостей вязкость газов увеличивается при увеличении температуры, т.к. с увеличением температуры газа возрастают скорости теплового движения молекул и, соответственно, увеличивается число соударений молекул газа, что делает газ более вязким. Т.е. у газов с повышением температуры вязкость увеличивается, с понижением температуры - уменьшается.

    С повышением давления плотность газа возрастает, но при этом уменьшается средняя длина свободного пробега молекул, а скорость их не изменяется. Поэтому с увеличением давления динамическая вязкость газа вначале практически остается постоянной, но с увеличением давления выше 60 атм. она возрастает.

    Зависимость вязкости газа от давления ничем не отличается от аналогичной зависимости для капельных жидкостей.

    Вязкость жидкости зависит не только от давления, но и от температуры. В жидкостях молекулы расположены гораздо ближе друг к другу, чем в газах, и вязкость вызывается силами молекулярного сцепления. Эти силы с увеличением температуры уменьшаются, поэтому вязкость падает. Т.е. при повышении температуры вязкость жидкости уменьшается и наоборот.

    1. Стокс установил, что при малых значениях , где η – коэффициент вязкости; R – размер тела; - скорость тела относительно жидкости

    написать администратору сайта