Физика 1-6 билеты Flashcards
Скорость
1.Величина, показывающая отношение перемещения М.Т. к промежутку времени, за который это перемещение совершено
2.V = S/t
Физика
Наука о природе, изучающая вечно развивающуюся и движущуюся материю, представленную в виде вещества и поля
Величина
Все то, что может быть выражено количественно
Система СИ, единицы
Это система единиц физических величин.
Существуют основные единицы (кг, с, м, Ампер, моль, Кельвин, Кандела) и производные (м/с, Дж, Ом, Вт и т.д)
Десятичные приставки
Тера - 10^12
Гига - 10^9
Мега - 10^6
Кило - 10^3
Гекто - 10^2
Дека - 10
Деци - 10^(-1)
Санти - 10^(-2)
Милли - 10^(-3)
Микро - 10^(-6)
Нано - 10^(-9)
Пико - 10^(-12)
Погрешности, из-за чего возникают
Это неточности в измерениях и вычислениях
Возникают из-за: округления, несовершенства приборов, неправильного положения глаз наблюдателя
Абсолютная погрешность
Разность между точным значением и приближенным, взятая по модулю (измеряется в единицах, в которых выражено значение)
∆а = |а(точное) - а|
Относительная погрешность
Отношение абсолютной погрешности к точному значению, выраженное в процентах (Е - эпсилон)
∆а
E = —— × 100%
а
Если Е < 5%, то измерения выполнены с достаточной точностью
Механическое движение, система отсчёта
1.Изменение положения тела в пространстве с течением времени
2. Любое движение описывается в системе отсчёта, которая включает в себя: тело отсчёта, часы, системы координат, связанную с телом отсчёта
Относительность движения
Это идея о том, что движение объекта может быть разным в зависимости от выбранной системы отсчета. Например, если вы сидите в поезде, который движется со скоростью 100 км/ч, вы неподвижно относительно вагона, но для наблюдателя на платформе вы движетесь со скоростью 100 км/ч
Перемещение
Вектор, соединяющий начальную и конечную точку движения
Перемещение вдоль оси x можно найти по формуле:
Sx = x - x0
Перемещение вдоль оси y можно найти по формуле:
Sy = y - y0
Траектория
Линия, вдоль которой движется тело
Материальная точка
Это тело, размерами которого можно пренебречь в данной задаче (машина, движущаяся по дороге между городами)
Ускорение
Это отношения изменения скорости материальной точки к промежутку времени, за который это изменение произошло
V - V0
a = ———-
t
[a] = 1м/c²
Если а > 0, то движение - равноускоренное
Если а < 0, то движение-равнозамедленное
Равномерное движение
- Это движение, при котором материальная точка за любые равные промежутки времени совершают одинаковые перемещения
- а = 0
- V = S/t
- S = Vt
- y = y0 + Vyt
x = x0 + Vxt
Равнопеременное движение
- Это движение, при котором скорость материальной точки изменяется одинаково за любые равные промежутки времени
- а = (V - V0)/t
- V = V0 +at
- S = Vt + (at²)/2
- y = y0 + V0yt + (ayt²)/2
x = x0 + V0x * t + (ax*t²)/2
Уравнение движения
Зависимость координаты материальной точки от времени
Центростремительное ускорение
При равномерном движении материальной точки по окружности модуль скорости (числовое значение) не меняется но меняется направление скорости. Возникает центростремительное ускорение
Это ускорение материальной точки, движущиеся по окружности, направленное вдоль радиуса к центру окружности
ац = V²/R
ац = w²R
[ац] = 1 м/с²
Характеристики центростремительного ускорения
- Период вращения
Т = t/N, N - кол-во всех оборотов - Частота
V(ню) = N/t
V = 1/T
T = 1/V - Круговая частота/угловая скорость
w = 2πV
V (скорость) = wR
ац = w²R
Период вращения/колебаний
Время одного полного оборота/колебания
T = t/N
T = 1/V(ню)
Частота
Число оборотов/колебаний, совершаемых за одну секунду
V(ню) = N/t
V = 1/T
[V] = 1 Гц
Круговая скорость/частота
Угол в радианах, на который смещается м.т./колеблющееся тело за 1 секунду
w(омега) = 2πV(ню)
V(скорость) = wR
[w] = 1 с^(-1)
Масса, способы измерения
Мера инертности тела, одна из основных характеристик материи
Способы измерения:
- сравнение с эталоном
- взвешивание на весах
Инертность
Это свойство тела сохранять свою скорость постоянной. Проявляет себя в том, что для изменения скорости тела требуется некоторое время. процесс изменения скорости может не быть мгновенным
Сила
Величина, которая является мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей
Инерция, движение по инерции
Это сохранение скорости тела при отсутствии воздействия на него других тел. Движение в таких условиях называется движением по инерции
Первый закон Ньютона
Закон инерции.
Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние. Т.е. тело движется равномерно прямолинейно или находится в состоянии покоя, пока на него не действуют силы
Второй закон Ньютона
Связь силы, массы и ускорения.
Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально приложенной к телу силе и обратно пропорциональной массе тела
а = F/m
Третий закон Ньютона
Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению
F1 = -F2
Гравитационная сила
Это сила, с которой тела определённой массы, находящиеся на определённом расстоянии друг от друга притягиваются
Закон всемирного тяготения
Два любые тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними
m1m2
F = G————
r²
G = 6,6710^(-11) Н*м²/кг² - гравитационная постоянная
Сила тяжести
Сила, с которой все тела притягиваются к Земле
Fт = mg
g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения
Всегда направлена к Земле
Вес тела
Сила, с которой тело действует на подвес или опору. Если тело покоится или движется прямолинейно и равномерно то P = mg (1H)
Невесомость
Это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес. Если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением, которое направлена также, как и ускорение свободного падения, то его вес меньше веса покоящегося тела и находится по формуле:
P = m(g-a)
Если a = g, то вес равен 0 и возникает состояние невесомости
Перегрузка
Если тело вместе с опорой или подвесом движется с ускорением, направленным против ускорения свободного падения, то вес тела увеличивается. Увеличение веса тела при этом называется перегрузкой
P = m(g+a)
Сила упругости
Сила, возникающая при деформации тела, направлена против внешнего воздействия
Fупр = -K∆x (минус, т.к. в противоположном направлении)
K - коэффициент жесткости
∆х - удлинение (на сколько растянулась или сжалась пружина)
Сила трения
Сила, возникающая при соприкосновении поверхности двух тел, препятствующее их взаимному перемещению. Зависит от соприкасающихся поверхностей, качества их обработки
Fтр = MN
M(мю) - коэффициент трения(таблич.)
N - сила нормальной реакции опоры (сила, действующая со стороны опоры, направленная перпендикулярно к поверхности соприкосновения)
Fт всегда направлена против движения (возможного движения)
Сила нормальной реакции опоры
Сила, действующая со стороны опоры, направленная перпендикулярно к поверхности соприкосновения
Если тело покоится или движется равномерно прямолинейно, то N = mg
Импульс тела
Физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость
P = mV
[P] = 1 кг*м/с
∆P = m(V2 - V1)
V1 - начальная скорость, V2 - конечная скорость
Импульс направлен в ту же сторону, что и скорость
Импульс силы
Величина, равное произведение силы на длительность ее действия
P = Ft
[P] = 1Н*с
Направление импульса силоса совпадает с направлением этой силы
Связь между законом сохранения импульса и II законом Ньютона
Изменение импульса тела равно импульсу действовавший на него силы (формула выводится из II закона Ньютона)
Ft = ∆mV
Закон сохранение импульса
В замкнутой системе суммарный импульс не меняется. Например, для двух тел:
m1V1 +(-, если в разные стороны) m2V2 = m1V1’ + m2V2’
Реактивное движение
Движение, которое возникает у тела, когда оно отбрасывается от себя некоторую массу, и связанное с тем, что при этом тело само отталкивается от отбрасываемой массы. Примеры реактивного движения: полёт ракеты, движение медузы, кальмара (всасывают и выталкивают воду), воздушный шарик(?)
Механическая работа
Физическая величина, равная произведению силы, действующей на тело, перемещения, совершаемого телом, и косинуса угла между силой и перемещением
А = FScosa
Если a = 90° или 270°, то cos = 0 и работа не совершается
Если а = 0 или 360°, то А = max (т.е. F и S направлены в одну сторону)
[А] = 1 Н*м = 1 Дж
Работа через энергию:
А = Екон - Енач
Механическая мощность
Физическая величина, равная отношению работы ко времени, в течение которого совершалась работа
N = A/t
[N] = 1 Вт
Энергия
Запас, который пойдёт на совершение работы
Кинетическая энергия
Энергия движущегося тела
Ек = mV²/2
[Ек] = 1Н*м = 1Дж
Чем быстрее движется тело, тем больше его кинетическая энергия. И наоборот – чем медленнее, тем меньше кинетическая энергия
Потенциальная энергия
Энергия поднятого или деформированного тела
Еп = mgh
Еп = kx²/2 - для деформации
К - коэф. жёсткости
х - удлинение
Полная энергия
Сумма кинетической и потенциальной энергии
Е = Ек + Еп
Замкнутая система
Система тел, на которые не действует внешние силы. В этой системе работают законы сохранения (импульсы, энергии)
Примеры: человек, Земля(?)
Закон сохранения энергии
Полная механическая энергия в замкнутой системе сохраняется
Механические колебания
Движение, повторяющиеся с течением времени (качели, маятник, поршень в двигателе)
Условия колебаний
- наличие дополнительной энергии
- возвращающая сила (сила тяжести)
- дополнительная энергия не должна полностью тратиться на преодоление сопротивления
Характеристики колебаний
- Смещение (х, м)
- Амплитуда (А, м)
- Период колебаний (Т, с)
- Частота (V(ню), Гц)
- Круговая частота (w(омега), с^(-1))
Смещение
Отклонение тела от положения равновесия
Амплитуда
наибольшон/максимальное смещение
Пружинный маятник, его колебани
Это колебательная система, состоящая из тела с прикреплённой к нему пружиной, связывающей тело и опору. Колебания пружинного маятника происходят из-за потенциальной энергии натянутой пружины. При колебаниях потенциальная энергия пружины превращается в кинетическую энергию груза и наоборот, тем самым, тело совершает колебания
Период:
/m
T = 2π /——
√ K
K - коэф. жёсткости
Математический маятник
Груз, подвешенный на нити, причём масса груза намного больше массы нити, а длина нити намного больше размеров груза
Период:
/l
T= 2π /—-
√ g
l - длина нити
Свободные колебания
Колебания, происходящие под действием возвращающей силы и силы сопротивления. свободные колебания являются затухающими, то есть прекращаются (т.к. Е тратится на преодоление сопротивления)
Вынужденные колебания
Колебания, которые происходят под действием внешней, периодически меняющийся силы. Вынужденные колебания являются незатухающими, пока на них действует сила
Автоколебания
Незатухающие колебания, которые совершаются за счёт источника энергии, не обладающего колебательными свойствами (часы с маятником, биение сердца)
Резонанс
Это достижение максимальной амплитуды колебаний системой. Резонанс возникает в любых упругих средах: твёрдых, жидких и газообразных, главное - это наличие резонансной частоты
Пример резонанса: раскачивание качелей
Резонансная частота
Частота вынуждающей силы, равная собственной частоте колебательной системы, при которой достигается максимальная амплитуда
Превращение энергии при механических колебаниях
Для механических колебаний справедлив закон сохранения энергии. В любой момент времени сумма потенциальной и кинетической энергии колеблющегося тела остаётся постоянной и равной этой сумме в любой другой момент времени. В процессе колебаний происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую и обратно. В крайних точках отклонения (амплитудное значение) вся энергия маятника - потенциальная энергия. при прохождении положения равновесия - вся энергия кинетическая, скорость маятника максимальна
Для математического маятника:
mV1² mV2²
mgh1 + ——— = mgh2 + ——–
2 2
Для пружинного маятника:
Kx1² mV1² Kx2² mV2²
——- + ——- = ——- + ——–
2 2 2 2
Гармонические колебания, уравнение
Колебания, совершаемые по закону синуса или косинуса (кардиограмма)
Уравнение гармонических колебаний:
x = Asin(cos)(ф0 + wt)
x - смещение
A - амплитуда
(ф0 + w*t) - фаза колебаний
ф0(фи) - начальная фаза
w(омега) - круговая частота
t - время
Фаза колебаний
Величина, которая показывает, где находится колеблющееся тела в данный момент времени
