Совокупность последовательных поло-

Все темы данного раздела:

Система отсчета
Задачей механики является экспериментальное и теоретическое исследование различных взаимодействий, вывод общих законов движения, предсказание характера движения в конкретном случае.

Траектория
Положение точки в пространстве в прямоугольной системе координат определяется либо тремя числами-координатам

Кинематические характеристики поступательного движения
Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, вызвавших это движение, при этом пользуются следующими характеристиками, составляющими понятие состояния в классической механике: 1

Решение обратной задачи кинематики
Мы решали прямую задачу кинематики: по известному виду функций, выражающих зависимости координат точки от времени x = f(t), дифференцируя, находили скорость и ускорение точки в любой момент времени

Нахождение постоянной интегрирования из начальных условий
Пример. Точка движется равнопеременно вдоль оси 0Х. Найти зависимость скорости и координаты от времени, если в начальный момент времени точка имела координату х0 и скоро

Графическое решение обратной задачи кинематики
Формулу (13) можно получить графически (рисунок9), используя зависимость скорости от времени. Путь

Первый закон Ньютона
Наблюдение и опыт показывают, что изменение движения тела происходит всегда в результате передачи движения от одного тела к другому в процессе их взаимодействия. Например, металлический шарик катит

Изменение вектора количества движения в единицу времени прямо пропорционально приложенной силе и происходит в направлении вектора силы
, . (16) Э

Третий закон Ньютона
В практике расчетов I и II законы Ньютона используются обычно вместе с Ш законом, который утверждает, что при всех изменениях состояния движения тел и при деформациях имеет место взаимодействие.

Принцип относительности Галилея
Характер движения тела существенно зависит от выбора системы отсчета (СО) . Все системы отсчета делятся на два больших класса: инерциальные СО, в которых выполняются I и II законы Ньютона, и неинер

СИЛЫ В МЕХАНИКЕ
Законы Ньютона лежат в основе всех расчётов в механике. Зная силы и начальные условия с помощью второго закона Ньютона

Закон всемирного тяготения
Сила тяготения (гравитации) – универсальная сила взаимодействия между любыми видами материи. Эти силы, как известно, действуют на расстоянии через пространство, называемое гравитационным полем. Это

Между двумя материальными точками действует сила притяжения, пропорциональная их массам и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними
, (22) где

Сила тяжести
Если одно из тел – шар большого радиуса R ( например, земной шар), а размеры второго тела произвольной формы намного меньше R, то сила взаимодействия таких тел также находится по формуле (22). Тело

Космические скорости
Используя закон всемирного тяготения, можно подсчитать скорости, которые надо сообщить телу, чтобы превратить его в спутник Земли или искусственную планету. По второму Закону Ньютона на тело, движу

Вес тела
Вес тела Р, Н – сила, с которой тело действует на опору или подвес. Пусть тело лежит на опоре, которая неподвижна относительно Земли (рисунок 15). На тело действует сила тяжести, благодаря

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
Физика рассматривает различные виды движения: механическое перемещение тел, электромагнитное излучение, хаотичное или тепловое движение молекул, направленное движение зарядов – электрический ток и

Работа консервативных сил
Особый интерес представляет работа консервативных сил. Консервативные силы – силы, работа которых не зависит от вида траектории, но зависит от начального и конечного положений тела

Мощность
Различные машины и механизмы одну и ту же работу могут совершать за разное время. Мощность Р, Вт – характеризует скорость совершения работы, 1 Вт (ватт)

Кинетическая энергия. Потенциальная энергия
Для более полной характеристики движения пользуются понятием «энергия». Энергия есть общая количественная мера всех видов взаимодействия. Она определяется максимально

Потенциальная энергия
Мы уже отмечали, что в результате действия силы тело, может двигаться ускоренно – меняется его кинетическая энергия. Если под действием силы тело деформируется, меняется положение тела в пространст

Система частиц. Закон сохранения энергии
В природе, технике, как правило, имеет место взаимодействие двух и более тел. Совокупность материальных тел (точек), рассматриваемых как единое целое, называется механической системой

Закон сохранения энергии
Под действием сил каждая из материальных точек системы как-то изменяет состояние своего движения, перемещаясь относительно других. Чтобы исследовать движение тел системы в целом, пришлось бы состав

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА
Закон сохранения механической энергии при решении практических задач применяется, как правило, в сочетании с законом сохранения импульса. Большим достоинством закона сохранения импульса является то

Под действием этих сил каждое тело
системы движется по уравнениям     Сложим эт

Закон сохранения импульса для центра масс
Закон сохранения импульса можно использовать и для центра масс. Найдем скорость центра масс, продифференцировав его координаты по времени

Закон изменения импульса для тел переменной массы
Закон сохранения импульса используем для расчета движения тел переменной массы. Ракета массой m движется со скоростью

КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Любое движение тела можно представить как наложение двух основных видов движения: поступательного и вращательного. При поступательном движении все точки тела за равные промежутки времени получают о

Кинематика вращательного движения
При изучении закономерностей вращательного движения будем пользоваться моделью абсолютно твердого тела. Абсолютно твердым телом называют систему материальных точек, взаимное расположение

Связь линейных и угловых кинематических характеристик
За время dt точки тела повернутся на угол , перемещение при этом будет

Момент силы и момент импульса
При вращательном движении важно знать не только величину и направление силы , но и точку ее приложения, то е

Момент инерции
Рисунок 43 Из основного зако

Момент импульса
Основной закон динамики вращательного движения можно представить в более общей форме. Заменяя

Кинетическая энергия
Тело, вращающееся вокруг оси, обладает кинетической энергией . Так как скорость различна для точек, находящ

Жидкостей.
При течении жидкости (газа) по изогнутой трубе (рисунок 49) общий импульс жидкости внутри трубы при стационарном течении остается неизменным по величине, но изменяется по направлению, тогда изменен

Движение тел в жидкости или газе
Одной из важнейших задач аэро- и гидродинамики является исследование движения твердых тел в жидкости или газе. Интерес представляет случай несимметричного тела (рисунок50) или рас Рисунок 50 положе

Количество вещества
Количество вещества наиболее естественно было бы измерять числом молекул или атомов в теле, но в связи с тем, что это число огромно (в капле воды ~ 4.1022 молекул), используют в расчетах

Давление
Давление , Па равно силе, действующей нормально на единицу поверхности. В газах давление обусловле

Температура
Температура Т, К (кельвин) – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия. (К понятию «Температура» мы вернемся в разделе «Термодинамика»). В настоящее врем

Уравнение состояния идеального газа
Зависимость между параметрами идеального газа p, V, T была установлена Б. Клапейроном в 1834 г. ,

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул
Согласно МКТ газов молекулы совершают беспорядочное движение, причем среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы можно найти, записав уравнение (12.3) в виде

Число степеней свободы
Чтобы учесть энергию вращения молекул введем понятие числа степеней свободы материальных тел. Числом степеней свободы тела называется число независимых переменных (координат), определяющих п

Распределение энергии молекулы по степеням свободы
При взаимных столкновениях молекул возможен обмен их энергиями и превращение вращательного движения одной из них в энергию поступательного движения другой молекулы и обратно. Таким путем устанавлив

Динамические и статистические закономерности
В механике движение тела однозначно определяется заданными начальными условиями и силами, действующими на тело во время движения. Знание динамических закономерностей позволяет произвести рас

Распределение Больцмана
При выводе основного уравнения МКТ газов, мы предполагали, что на молекулы не действуют внешние силы, поэтому считали, что молекулы распределены по всему объему равномерно, давление во всех направл

Функции распределения
Распределение - одно из основных понятий теории вероятностей и математической статистики. распределение вероятностей какой-либо случайной величины задается в простейшем случае указанием возможных з

Распределение Максвелла
Чтобы изучить распределение молекул по скоростям,предполагаем по-прежнему, что температура рассматриваемого газа везде одинакова. Тогда число молекул, движущихся вверх со скоростью

Флуктуации
Опыт показывает: количество молекул, находящихся в части объема газа не остается постоянным. В результате хаотичного теплового движения в интервале времени Dt из объема V<<VN уходи

Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса
Газ является идеальным при небольших плотностях. Когда плотность возрастает, молекулы приближаются друг к другу, между ними возникает взаимодействие. Опыт показывает, что при этом уравнение Клапейр

Фазовые переходы
При охлаждении жидкостей до некоторой температуры начинается переход вещества из жидкого в твердое кристаллическое состояние. Это происходит при температуре затвердевания. Кристаллизация связана с

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА
Законы молекулярной физики, например, уравнение Менделеева - Клайперона, справедливы для равновесных состояний, при которых все параметры системы р, V, T,

Диффузия
Плотность потока молекул j – число молекул, проходящих через единицу площади в единицу времени: .

Вязкость
Вязкость – свойство газов и жидкостей, характеризующее способность оказывать сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение.

Теплопроводность. Применение закономерностей явлений переноса в технике
Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым в результате теплового движения микрочастиц ( молекул, атомов, электронов). Пр

Первый закон термодинамики.
  Одним из основных понятий термодинамики является понятие термодинамической системы. Термодинамической системой называется совокупность тел, которые могут под

Внутренняя энергия
  Внутренняя энергия (твердого тела, газа и др.) U, Дж включает кинетическую энергию молекул, энергию межмолекулярного взаимодействия, энергию внутриатомных и внутриядерных процессов,

Первый закон термодинамики
  По закону сохранения энергии приращение внутренней энергии системы должно быть равно сумме совершенной работы

Теплоемкость
  Одно и то же количество теплоты, сообщенное разным телам, вызывает не одинаковое изменение температуры тел. Говорят, у тел разная теплоемкость. Используем первое начало термодинамик

Изохорный процесс
isos – переводится «постоянный». Изопроцесс – процесс, протекающий при каком-либо постоянном параметре системы:  

Изобарный процесс
p = const, уравнение изобары . Изменение внутренней энергии

Изотермический процесс
Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим. Таким образом, это идеальный процесс такого изменения параметров газа р, V, что температура остается постоянной. Приблизи

Адиабатный процесс
Адиабатным называют процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Так как , то согласно первом

Круговые процессы (циклы)
В практике большое значение имеют круговые процессы или циклы. Если тело из состояния А (рисунок 5а) переводится в состояние В, а затем возвращается в исходное состояние другим способом, то соверша

Цикл Карно
Теоретически можно найти круговой процесс (цикл), дающий наибольший КПД. Таким теоретическим циклом является цикл идеальной тепловой машины, работающий без потерь, так называемый цикл Карно.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
  Первое начало термодинамики выражает всеобщий закон сохранения и превращения энергии. Однако, он не может описать все явления природы, так как не указывает направления протекания пр

Необратимые процессы. Энтропия
Равновесным называется процесс, состоящий из ряда следующих друг за другом равновесных состояний. Параметры двух таких состояний отличаются на бесконечно малую величину, т.е

Равенство Клаузиуса.
КПД для идеальной тепловой машины перепишем через Q1 и Q2 или

Энтропия обратимого цикла
Соотношение (20) показывает, что существует функция состояния S, такая, что полный дифференциал ее dS равен приведенной теплоте

Энтропия необратимого цикла
В случае необратимых процессов КПД цикла меньше КПД цикла Карно

Свободная энергия
Для изотермического перехода уравнение (26) можно представить в виде или

Энтальпия
Для изобарного процесса 1 закон термодинамики: (30) Величину

Второй закон термодинамики
Согласно Клаузиусу, давшему одну из первых формулировок второго закона, теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому.

Философский смысл II закона термодинамики
Тепловые процессы, как мы уже показали, всегда идут в одну сторону – в сторону увеличения энтропии, к установлению теплового равновесия. То есть всякая упорядоченность постепенно переходит в хаос:

Постулаты СТО. Преобразования Лоренца
В основе СТО лежат два постулата-утверждения, которые принимаются без доказательства, хотя на самом деле постулаты, высказанные Эйнштейном, проверены экспериментально. Первый посту

Относительность длин
В классической физике размеры тела во всех ИСО одинаковы, то есть длина является инвариантом. В СТО длина относительна. Будем называть собственной длиной тела его длину

Понятие одновременности
В классической физике время во всех системах течет одинаково, поэтому понятие одновременности абсолютно. Рассмотрим этот вопрос в СТО. Пусть в системе

Относительность временных интервалов
Из постулатов Эйнштейна следует относительность временного интервала, то есть длительность событий различна в ИСО. Пусть в системе

Правило сложения скоростей
В ньютоновой механике скорости векторно складываются . Из постулатов Эйнштейна и преобраз

Масса и энергия
Первый постулат Эйнштейна утверждает, что все физические явления протекают одинаково во всех ИСО. Из этого следует, что запись закона не должна меняться при переходе к другим координатам по правила