Шпаргалка с билетами по физике


НазваниеШпаргалка с билетами по физике
страница2/8
Дата публикации05.04.2013
Размер0.77 Mb.
ТипШпаргалка
userdocs.ru > Астрономия > Шпаргалка
1   2   3   4   5   6   7   8

Билет №5

^ 1) Третий закон Ньютона. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. К.Э. Циолковский в освоении космического пространства.

Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулям и направлены по одной прямой в противоположные стороны. Если на тело A со стороны тела B действует сила , (рис.), то одновременно на тело B со стороны тела A будет действовать сила , причем





Используя второй закон Ньютона, равенство (3.6) можно записать так:



Отсюда следует, что



т. е. отношение модулей ускорении и взаимодействующих друг с другом тел обратно пропорционально их массам.

Третий закон Ньютона связывает между собой силы, с которыми тела действуют друг на друга. Если два тела взаимодействуют друг с другом, то силы, возникающие между ними приложены к разным телам, равны по величине, противоположны по направлению, действуют вдоль одной прямой, имеют одну и ту же природу. Из того, что тела независимо от своей массы падают с одинаковым ускорением, следует, что сила, действующая на них, пропорциональна массе тела. Эта сила притяжения, действующая на все тела со стороны Земли, называется силой тяжести. Сила тяжести действует на любом расстоянии между телами. Все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Импульсом тела (материальной точки) называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Обозначив импульс (его также называют иногда количеством движения) буквой , получим



Из формулы (5.2) видно, что импульс - векторная величина. Так как m>0, то импульс имеет такое же направление, как и скорость (рис.5.1).



Обозначим через импульс тела в начальный момент времени, а через - его импульс в конечный момент времени. Тогда есть изменение импульса тела за время . Теперь уравнение (5.1) можно записать так:



Так как , то направления векторов  и совпадают. Согласно формуле (5.3) изменение импульса тела (материальной точки) пропорционально приложенной к нему силе и имеет такое же направление, как и сила.

  Закон сохранения импульса формулируется так: если сумма внешних сил равна нулю, то импульс системы тел сохраняется. Иначе говоря, в этом случае тела могут только обмениваться импульсами, суммарное же значение импульса не изменяется. Если внешние силы на систему не действуют или их сумма равна нулю, то и импульс системы остается неизменным, или, как говорят, сохраняется:



Большое значение закон сохранения импульса имеет для исследования реактивного движения. Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно него, например при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила, толкающая тело.

Основы теории реактивного двигателя и научное доказательство возможности полетов в межпланетном пространстве были впервые высказаны и разработаны русским ученым К.Э.Циолковским в работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами».
^ 2) Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока (без вывода)

Если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому в том же самом проводнике, по которому идет переменный ток, возникает ЭДС индукции. Это явление называют самоиндукцией. При самоиндукции проводящий контур выполняет двойную роль: переменный ток в проводнике вызывает появление магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. А так как магнитный поток изменяется со временем, то появляется ЭДС индукции . По правилу Ленца в момент нарастания тока напряженность вихревого электрического поля направлена против тока. Следовательно, в этот момент вихревое поле препятствует нарастанию тока. Наоборот, в момент уменьшения тока вихревое поле поддерживает его.



Явление самоиндукции можно наблюдать в простых опытах. На рисунке 2.13 показана схема параллельного соединения двух одинаковых ламп. Одну из них подключают к источнику через резистор R, а другую — последовательно с катушкой L, снабженной железным сердечником.

При замыкании ключа первая лампа вспыхивает практически сразу, а вторая — с заметным запозданием. ЭДС самоиндукции в цепи этой лампы велика, и сила тока не сразу достигает своего максимального значения

Электрический ток, проходящий по проводнику, создает вокруг него магнитное поле. Магнитный поток Ф через контур пропорционален вектору магнитной индукции В, а индукция, в свою очередь, силе тока в проводнике. Следовательно, для магнитного потока можно записать Ф=LI. Коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью и зависит от свойств проводника, его размеров и среды, в которой он находится. Единица индуктивности – генри, индуктивность равна 1 генри, если при силе тока в 1 ампер магнитный поток равен 1 веберу. При изменении силы тока в катушке происходит изменение магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока вызывает возникновение в катушке ЭДС индукции. Явление возникновения ЭДС индукции в катушке в результате изменения силы тока в этой цепи называется самоиндукцией. В соответствии с правилом Ленца ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию при включении и убыванию при выключении цепи. Пусть при отключении сети от источника, ток убывает по линейному закону. Тогда ЭДС самоиндукции имеет постоянное значение, равное . За время t при линейном убывании в цепи пройдет заряд .

Согласно закону сохранения энергии энергия магнитного поля, созданного током, равна той энергии, которую должен затратить источник тока (гальванический элемент, генератор на электростанции и др.) на создание тока. При размыкании цепи эта энергия переходит в другие виды энергии. При размыкании цепи ток исчезает, и вихревое поле совершает положительную работу. Запасенная током энергия выделяется. Это обнаруживается, например, по мощной искре, возникающей при размыкании цепи с большой индуктивностью.

Энергия магнитного поля, созданного током, проходящим по участку цепи с индуктивностью L, определяется по формуле

 Энергия магнитного поля выражена здесь через характеристику проводника L и силу тока в нем I. Но эту же энергию можно выразить и через характеристики поля. Вычисления показывают, что плотность энергии магнитного поля (т. е. энергия единицы объема) пропорциональна квадрату магнитной индукции: , подобно тому как плотность энергии электрического поля пропорциональна квадрату напряженности электрического поля  .Магнитное поле, созданное электрическим током, обладает энергией, прямо пропорциональной квадрату силы тока.
Билет № 6

1. Кинетическая и потенциальная энергия. Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Закон сохранения энергии в механических процессах.

Кинетической энергий называется величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Будем обозначать кинетическую энергию буквой Ек:



Энергия измеряется, в тех же единицах, что и работа. Учитывая равенство (6.10), можно уравнение (6.9) записать так:



Равенство (6.11) выражает теорему об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела (материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной за то же время силой, действующей на тело. Если на тело действует несколько сил, то изменение его кинетической энергии равно сумме работ всех сил, действующих на тело. Кинетическая энергия тел зависит только от их масс и скоростей.

  В механике состояние системы определяется положением тел и их скоростями. Сначала выясним, как энергия тел зависит от их скоростей. Подсчитаем работу постоянной силы , действующей на тело (материальную точку) массой m при его прямолинейном движении. Пусть направление силы совпадает с направлением скорости тела. В этом случае направления вектора   перемещения  и   вектора  силы  совпадают (рис.6.4). Поэтому работа силы  равна:



Выберем координатную ось ОХ так, чтобы векторы и были направлены в сторону положительного направления этой оси. Тогда , и формулу для работы можно записать так:

Согласно второму закону Ньютона

Так как точка движется с постоянным ускорением, то изменение ее координаты при переходе из начального положения в конечное можно найти по известной нам из кинематики формуле

где

Подставляя формулу (6.8) в формулу (6.6), получим



Можно показать, что формула (6.9), выведенная для случая прямолинейного движения тела, на которое действует постоянная сила, справедлива и в тех случаях, когда на тело действует переменная сила и оно движется по криволинейной траектории. Таким образом, работа силы при перемещении тела из начального положения в конечное равна изменению величины . Величина  представляет собой энергию, которую имеет тело, движущееся со скоростью . Эту энергию называют кинетической (от греческого слова «кинема» - движение).

Величину, равную произведению массы тела m на ускорение свободного падения g и на высоту h тела над поверхностью Земли, называют потенциальной энергией взаимодействия тела и Земли (от латинского слова «потенция» - положение, возможность).Условимся обозначать потенциальную энергию буквой Еп:



Величину, равную половине произведения коэффициента упругости k тела на квадрат деформации , называют потенциальной энергией упруго деформированного тела:

В обоих случаях потенциальная энергия определяется расположением тел системы или частей одного тела относительно друг друга. Введя понятие потенциальной энергии, мы получаем возможность выразить работу любых консервативных сил через изменение потенциальной энергии. Под изменением величины понимают разность между ее конечным и начальным значениями, поэтому . Следовательно, оба уравнения (6.20) можно записать так:

откуда

Изменение потенциальной энергии тела равно работе консервативной силы, взятой с обратным знаком. Эта формула позволяет дать общее определение потенциальной энергии.

Потенциальной энергией системы называется зависящая от положения тел величина, изменение которой при переходе системы из начального состояния в конечное равно работе внутренних консервативных сил системы, взятой с противоположным знаком. Знак «-» в формуле (6.23) не означает, что работа консервативных сил всегда отрицательна. Он означает лишь, что изменение потенциальной энергии и работа сил в системе всегда имеют противоположные знаки.

Закон сохранение энергии можно сформулировать так, в изолированной системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.

Учитывая, что в рассматриваемом конкретном случае  и , можно закон сохранения механической энергии записать так:

или

Это уравнение позволяет очень просто найти скорость камня v2 на любой высоте h2 над землей, если известна начальная скорость v1 камня на исходной высоте h1.Закон сохранения механической энергии (6.29) легко обобщается на случай любого числа тел и любых консервативных сил взаимодействия между ними. Под Eк нужно понимать сумму кинетических энергий всех тел, а под Еп - полную потенциальную энергию системы.

Для системы, состоящей из тела массой m и пружины, закон сохранения механической энергии имеет вид
1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Шпаргалка с билетами по физике iconОсновные вопросы учебной программы по физике (1 семестр) 1
Моделирование в физике и технике. Физическая и математическая модели. Проблема точности в моделировании
Шпаргалка с билетами по физике iconГородская открытая олимпиада школьников по физике включена в проект...
Организационный комитет Городской открытой олимпиады школьников по физике приглашает учеников 7-11 классов принять участие в Городской...
Шпаргалка с билетами по физике iconУважаемые студенты!
Решением факультетской комиссии билетами будут награждены следующие студенты, проявившие наибольшее участие в жизни факультета
Шпаргалка с билетами по физике iconШпаргалка по мастерству актера, Новосибирское государственное театральное...
Шпаргалка по мастерству актера, Новосибирское государственное театральное училище, 2002
Шпаргалка с билетами по физике iconОнлайн-конференция состоявшаяся 09. 11. На официальном сайте Земфиры
Здравствуйте,Земфира. Скажите что с билетами на 11. 12 Билеты то есть, то нет и цены котируются от 2500 до 5000. Какова номинальная...
Шпаргалка с билетами по физике iconВ ролях: лариса гузеева, Сергей Колесников
Это история с выстрелами, лотерейными билетами, мужем, любовником и многочисленными интригами. В центре почти детективного сюжета...
Шпаргалка с билетами по физике iconШпаргалка по налогу на доходы физических лиц ( глава 23 нк рф, вступила...
Шпаргалка по налогу на доходы физических лиц ( глава 23 нк рф, вступила в силу с 01. 01. 01) Фл –физические лица
Шпаргалка с билетами по физике iconШпаргалка по теме «Налог на добавленную стоимость (глава 21 нк рф)»
Организации и индивидуальные предприниматели, совершающие операции на территории РФ
Шпаргалка с билетами по физике iconКоллектив авторов  Административное право: Шпаргалка Оглавление
Полномочия государственных учреждений, администраций органов местного самоуправления, организаций
Шпаргалка с билетами по физике iconШпаргалка по биологии ент 2012 "Оленьим мхом"
Автор книга "Философия зоологии", в которой он доказывал изменяемость видовc жан Батист Ламарк
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница