Неинерциальные системы отсчета.

НИКОПР 2012

Определения по Николаву. Источник – небезызвестный никопр.док, исправленный и дополненный на основе конспектов Н.С и 150 вопросов. Тут только определения. Курсив или !– пишу от себя или не уверен, в зависимости от контекста.

Общая часть.

Классификация – это распределение объектов по классификационному признаку.

Классификационный признак – это свойство, по которому различают объекты.

Моделирование – это метод исследования, сонованный на замене исследуемого реального объекта другим объектом, тоже реальным или абстрактным.

Принцип-подход, метода, правило.

Постулат – утверждение, истинность которого постулируется.

Эффект – явление.

Концепция – система взглядов.

План ответа на билет: «Что такое?», «Какие примеры?», «Как соотносятся?», «Сколько?».

Модели в физике:

1) Абстрактная

2) Физическая

3) Математическая

4) Компьютерная

5) Демонстрационная

Абстрактная модель – абстрактный объект или явление, которые мы рассматриваем взамен реального объекта или явления в данной задаче.

Физическая модель – реальный объект или явление, которые мы рассматриваем в данной задаче взамен другого реального объекта или явления (например, шарики как модель газа).

Математическая модель – модель, задаваемая системой уравнений.

Компьютерная модель – модель, реализованная при помощи ЭВМ.

Демонстрационная модель – любая модель, удобная для показа.

Аналогия

Термины-синонимы

Разновидности формулировок определений

Термины-синонимы –термины, означающие одно и то же.

Кинематика и динамика материальной точки.

Основная задача механики состоит в том, чтобы, зная начальные условия, определить закон движения для тел системы.

Материальная точка – абстрактное тело нулевых размеров.

Закон движения – зависимость координат точки от времени; решение уравнения движения.

Уравнение движения – 2-й закон Ньютона записанный в виде F = m a, где F – равнодействующая сил, a – ускорение точки, m – инертная масса.

Траектория – кривая, по которой движется точка.

Уравнение траектории – уравнение кривой, по которой движется точка.

Уравнение кинематической связи – уравнение, связывающее кинематические характеристики системы.

Закон динамики – один из трех законов Ньютона, либо один из законов, описывающих индивидуальные свойства сил. (см. гравитация, упругость, трение)

Система отсчёта – это система координат (вместе с телом отсчёта) плюс часы.

Часы – устройство, с которым связан периодический процесс, положенный в основу отсчёта времени.

Синхронизация часов – это согласование показаний 2х и более часов.

Шагомер – прибор для измерения расстояния в шагах.

Законы Ньютона:

Первый закон Ньютона: Существуют такие системы отсчета, в которых изолированное тело сохраняет состояние покоя и равномерного прямолинейного движения.

Второй закон Ньютона:Ускорение, которое получает тело,пропорционально действующей силе и обратно пропорционально его массе.

Третий закон Ньютона:(5 утверждений)

1) Силы в природе – силы взаимодействия (они возникают парами).

2) Равны по величине.

3) Противоположны по направлению.

4) Действуют вдоль одной прямой.

5) Имеют одну природу.

Законы, описывающие индивидуальные свойства сил.

Закон Амонтона-Кулона: F = m N, где ______________, справедлив в 2-х случаях

для максимальных сил трения покоя
для сил трения скольжения при достаточно малых скоростях

Силами трения обычно называют тангенциальные силы, возникающие между соприкасающимися телами.

4 разновидности сухого трения: покоя, скольжения, сцепления при качении (мгновенного покоя), качения.

Формула Стокса: (для шарика, тонущегов вязкой среде)

Сила трения = 6*пи*радиус*эта*скорость, где эта – коэфф. вязкого трения среды.

Явление застоя – это отсутствие движения пмри наличии понуждающей силы.

Явление заноса –это отстутствие поперечной силы трения скольжения при движении тела с достаточно большой скоростью по шерховатой поверхности.

!Коэффицент внутреннего трения вязкой среды – это величина, численно равная силе вязкого трения, действующей на единичную площадку поверхности тела, движущегося в вязкой среде при градиенте градиенте скоростей слоев среды в направлении перпендикулярном площадке численно равной 1.

Закон Паскаля: внешнее давление передается жидкостью по всем направлениям без изменений.

Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости или газа, вытесненной телом.

Закон Гука – деформация тела, если она достаточно мала, пропорциональна приложенной силе.

Закон всемирного тяготения: F ₁₂ = - g m₁ m₂ r ₁₂ / r₁₂³,

Числом степеней свободы системы называется число независимых координат, с помощью которых можно полностью описать положение системы в пространстве.

-число независимых вкладов в кинетическую энергию

-можно посчитать

-полное число координат минус число связей между ними

Изолированной называется система тел, на которую не действуют другие тела.

Замкнутая система - система тел, для которой равнодействующая всех сил равна нулю.

Система замкнута в неком направлении если сумма проекций всех внешних сил на это направление равноа нулю.

Система замкнута в неком направлении если суммарная проекция импульса на это направление остается неизменной.

В некотором интервале времени внутренняя сила много больше внешней силы – в таком случае систему можно сичтать изолированной в течении этого интервала времени.

Закон сохранения импульса: суммарный импульс системы тел сохраняется неизменным, если система замкнута.

Система материальных точек – это некоторая совокупность конечного числа материальных точек.

Масса – это физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства.

Инертная масса характеризует динамические свойства тела, является мерой инерции тела: чем больше инертная масса, тем меньше ускорение при постоянной силе; тем медленнее изменяется состояние движения тела.

Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел и полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости и/или возникновения в нем деформации. Характеризуется модулем, направлением и точкой приложения.

Принцип эквивалентности Эйнштейна: силы инерции и тяготения локально неразличимы ; эквивалентны.

Абсолютно неупругим называется такой удар, в результате которого скорости соударяющихся тел становятся одинаковыми.

Абсолютно упругим называется такой удар, в результате которого суммарная кинетическая энергия соударяющихся тел сохраняется неизменной.

Упругий или неупругий удар – это удар, близкий к абсолютно упругому или неупругому.

ТоДЦМ

!Центр масс системы тел – это точка приложения равнодействующей всех массовых сил; формула геометрического места в векторах и по осям.

Массовыми силами называются силы пропорциональные массе.

Точкой приложения равнодействующей называется точка, относительно которой суммарный момент сил равен нулю.

!!!Центр масс – это центр тяжести.

Центр инерции – точка приложения равнодействующей всех сил инерции.

Центр тяжести – точка приложения равнодействующей всех сил тяжести

Центр масс и центр инерции и центр тяжести – не одно и то же..

ПРО НЕРАВНОМЕРНОСТЬ СПРОСИТЬ

Теорема о движении центра масс: центр масс системы тел движется так, как двигалась бы материальная точка, масса которой равна сумме масс тел системы, под действием равнодействующей всех внешних сил.

Импульс силы – это произведение этой силы на время ее действия.

Реактивная сила – это сила упругости, действующая на тело со стороны отбрасываемых им масс.

Элементарная работа силы F : dAº(F×dr), где dr – элементарное перемещение точки приложения силы F .

Энергия системы– это запас работы системы.

Кинетическая энергия системы – это запас той её работы, которую система может совершить до полной остановки всех своих частей; энергия движения.

Потенциальная энергия системы – это запас той её работы, которую система может совершить, изменяя свою конфигурацию; энергия взаимного расположения тел.

Конфигурация – взаимное расположение частей системы.

Потенциальными называют силы, работа которых по замкнутому контуру равна нулю.

Консервативные и потенциальные силы – одно и то же.

Консервативной называется система, в которой действуют только консервативные силы.

Нормировка потенциальной энергии – это выбор конфигурации системы, для которой потенциальная энергия принимается за нулевую.

Закон сохранения механической энергии (он же: закон сохранения не какой попало энергии ã ЧМЗ) – механическая энергия системы тел сохраняется неизменной, если суммарная работа всех внешних сил и сил трения в системе равна нулю.

Плечом силы относительно оси называется расстояние от линии действия этой силы до оси.

Закон сохранения момента импулься относительно точки или оси: суммарный момент импульса системы относительно некоторой геометрической точки или оси сохраняется неизменным если суммарный момент всех внешних сил относительно этой точки или оси равна нулю.

Неинерциальные системы отсчета.

Переносная сила инерции – это произведение массы материальной точки на взятое с обратным знаком её переносное ускорение.

Кориолисова сила инерции – это произведение массы материальной точки на взятое с обратным знаком её кориолисово ускорение.

Центробежная сила инерции – это произведение массы материальной точки на взятое с обратным знаком её центростремительное ускорение.

Закон сохранения импульса: суммарный импульс системы тел сохраняется неизменным, если равнодействующая всех внешних сил и сил инерции равна нулю.

Закон сохранения механической энергии – механическая энергия системы тел сохраняется неизменной, если суммарная работа всех внешних сил, сил трения в системе и сил инерции равна нулю.

Элементы СТО.

Постулаты СТО:

Как механические, так и электромагнитные явления описываются во всех инерциальных системах отсчёта одинаковыми уравнениями.
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме есть величина универсальная для всех инерциальных систем отсчёта и равная с.

Событие – совокупность 4-х размерных величин (x,y,z,t)

Интервал D s º Sqrt (( D x )² + ( D y )²+ ( D z )²- ( c D t )²), где ___________.

Пространственноподобным называется такой интервал D s , для которого D s ² >0.

Времениподобным называется такой интервал D s , для которого D s ² <0.

Светоподобным называется такой интервал D s , для которого D s ² =0.

Собственное время – время показанное часами, находящимися в покое в своей системе отсчёта.

Собственная длина – длина покоящегося отрезка.

Синхронизация часов – согласование часов. (Как соотносятся? ã ЧМЗ).

Преобразования Лорентца, Изменения интервалов времени, Лорентцовское сокращение. (опущено. и так всем известны.)

Парадокс – то, что на первый взгляд непонятно, а на 2–й – понятно.

Эффект Мессбауэра – рассеяние гамма-квантов ядрами атомов в кристалле без потери энергии на отдачу.

Потенциалом данной точки пространства называется величина, численно равная той работе, которую должны совершить квазистатические внешние силы для перемещения единичного пробного положительного заряда из точки, потенциал которой принимается за нуль, в данную точку пространства.

Динамика твердого тела.

Абсолютно твердым называется тело, конфигурация которого не меняется при любых воздействиях.

Абсолютно упругим называется такое тело, у которого не остается деформации после снятия нагрузки.

Пластическим называется такое тело, у которого остаются деформации после снятия нагрузки.

Поступательным называется такое движение твердого тела, при котором отрезок, соединяющий любые 2 точки тела, остается параллельным самому себе.

Тензор – это таблица величин одинаковой размерности с правилом действий над ними.

Вращательным называется такое движение твердого тела, при котором траектории всех точек тела представляют собой окружности, параллельные друг другу. (имхо, крайне некорректное определение. прим. ред)

Плоским называется такое движение твёрдого тела, при котором траектории всех его точек располагаются в параллельных плоскостях.

Закон сохранения момента импульса – суммарный момент импульса относительно некоторой геометрической точки/оси сохраняется неизменным, если суммарный момент всех внешних сил относительно этой точки/оси равен нулю.

Плечом силы, действующейв плоскости, перпендикулярной оси вращения,называется расстояние между линией действия силы и осью вращения.

Момент инерции

Свободная ось – это ось, вокруг которой тело может вращаться без посторонней помощи;

- это главная центральная ось;

-ось, при вращении вокруг которой равнойдействующая всех сил и суммарный момент этих сил равен 0

Главной называется ось, при вращении вокруг которой равнойдействующая всех сил инерции и суммарный момент этих сил равен 0.

Центральной называется такая ось вращения твердого тела, которая проходит через его центр масс.

Теорема Штейнера: момент инерции твердого тела относительно некоторой произвольной оси равен сумме 2-х слагаемых:

момента инерции этого тела относительно оси, проходящей через его центр масс параллельно данной.
произведения массы тела на квадрат расстояния между осями.(см п.1)

Теорема Кенига: кинетическая энергия твёрдого тела при его плоском движении равна сумме 2-х слагаемых:

кинетической энергии центра масс
кинетической энергии вращательного движения

Мгновенной называется такая ось вращения, при помощи которой движение твердого тела можно представить в данное мгновение как вращательное.

Гироскоп – аксиально симметричное тело, достаточно быстро вращающееся.

Карданов подвес – специальный подвес, при помощи которого фиксируется одна точка, а само твердое тело может вращаться вокруг любой из осей.

Простой гироскоп – это тело, имеющее ось симметрии вращения и которое, кроме того, достаточно быстро вращается в этой оси.

-число независимых вкладов в кинетическую энергию

-можно посчитать

-полное число координат минус число связей между ними

Прецессия – это процесс изменения ориентации свободной оси гироскопа под действием постоянных внешних сил.

Упругие свойства тел.

Деформация – жэто изменение формы и размера тел.

Виды деформаций по геометрическому признаку:

1) растяжения

2) сжатие

3) сдвиг

4) кручение

5) изгиб

Виды деформаций по сохранению после снятия нагрузки:

1) упругие – полностью исчезают после снятия вызвавше их нагрузки

2) пластические – полностью сохраняются ...

3) упруго-пластические - частично сохраняются и частично исчезают...

Малые деформации:

a. по сравнению с чем-то

b. подчиняющиеся закону Гука

Закон Гука – деформация тела, если она достаточно мала, пропорциональна приложенной силе.

Модуль Юнга – это величина, численно равная тому напряжению, при котором длина стержня увеличится вдвое. (!помним про Гука)

Модуль сдвига – это величина, численно равная тому напряжению, при котором деформация сдвига равна 1 радиану.

Коэффициент Пуассона свзявает деформацию растяжения с деформацией сдвига.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 62; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!