Законы механики Ньютона. Понятие замкнутой системы. Электростатика. Электрический ток. Электромагнетизм. Понятие магнитного потока. Индукция

Страницы работы

Содержание работы

СОДЕРЖАНИЕ:

I. Лекционный курс физики, ч I.

Механика.

1.1. Законы механики Ньютона.

1.2. Понятие замкнутой системы.

Закон сохранения импульса для замкнутой системы и его применение к ударам тел.

1.3. Закон сохранения энергии. Виды энергии.

Электростатика.

2.1. Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона. Физический смысл  напряжённости электрического поля.

2.2. Поток вектора напряжённости. Теорема Остроградского-Гаусса и её применение.

2.3. Работа по перемещению заряда. Потенциал. Разность потенциалов.

2.4. Конденсаторы.

Электрический ток.

3.1. Законы постоянного электрического тока.

3.2. Виды соединений резисторов.

3.3. Виды соединений источников постоянного электрического тока.

Электромагнетизм.

4.1. Действие магнитного поля на проводник с током. Физический смысл индукции магнитного поля.

4.2. Действие магнитного поля на движущийся заряд.

4.3. Действие магнитного поля на рамку с током.

4.4. Закон Био-Савара-Лапласа и примеры его применения для расчёта магнитных полей.

4.5. Понятие магнитного потока. Индукция. Самоиндукция.

Колебания (механические и электромагнитные).

5.1. Свободные (или собственные) колебания.

5.2. Затухающие колебания.

5.3. Вынужденные колебания.

Примеры решения задач по физике, ч I.

Цикл лабораторных работ по физике, ч I.

№1. Определение ёмкости конденсатора методом периодической зарядки и разрядки.

№2. Определение сопротивления с использованием мостовой схемы.

№3. Определение горизонтальной составляющей напряжённости магнитного поля Земли при помощи tg-гальванометра.

№4. Определение кпд и внутреннего сопротивления источника тока.

№5. Определение ускорения свободного падения при помощи физического маятника.

Контрольные вопросы для подготовки к экзамену.

Учебная литература.

1. Механика.

1.1 Законы динамики Ньютона.

В основе классической динамики лежат три закона Ньютона, сформулированные Ньютоном в 1687 г.

Первый закон Ньютона называют законом инерции: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит тело изменить это состояние.

Первый закон Ньютона выполняется только в инерциальных системах отсчёта. Примером такой системы является: гелиоцентрическая система отсчёта. Система, связанная с Землёй может лишь приближённо считаться инерциальной.

В соответствии с первым законом динамики Ньютона масса тела рассматривается, как физическая величина, являющаяся мерой инертности тела. Сила – это векторная физическая величина, характеризующая действие на тело других тел или полей.

Второй закон Ньютона называют основным законом динамики поступательного движения, так как он устанавливает связь между: силой , действующей на тело, массой  тела и ускорением  тела.

   (1.1)

Из (1.1) следует, что сила , действующая на тело, равна произведению массы тела  на его ускорение . Но более общей формулировкой основного закона является:

сила, действующая на тело, равна скорости изменения импульса тела.

   (1.2)

Из (1.2) следует, что только действие силы может изменить импульс тела.

Третий закон Ньютона определяет взаимодействие между телами: силы, с которыми действуют друг на друга два тела, всегда равны по величине и противоположно направлены, то есть:

   (1.3) где

 – сила, действующая на первое тело, со стороны второго

 – сила, действующая на второе тело, со стороны первого.

1.2. Понятие замкнутой системы. Закон сохранения импульса для замкнутой системы и его применение к ударам тел.

Замкнутой или изолированной системой тел называется такая система, на которую внешние силы не действуют, или результирующая всех внешних сил равна 0.

Пусть система состоит из тел, массами: . Соответственно скорости тел: . Тогда импульсы тел будут: . Причём, импульс тела  (1.4). В соответствии с законом сохранения импульса: полный импульс  замкнутой системы есть величина постоянная, то есть:

(1.5)

где

 (1.6).

То есть полный импульс системы рассматривается, как геометрическая сумма импульсов тел системы.

Закон сохранения импульса применим к ударам тел (абсолютно неупругому и упругому ударам).

Для абсолютно неупругого удара характерно, что после удара остаётся в телах остаточная деформация. Поэтому, такие тела изготавливаются из лёгких, пластичных материалов, таких как воск, глина, пластилин.

На Рисунок 1, 2 представлены два шара массами m1 и  m2  до и после неупругого удара. Обозначим скорости тел до удара, как  и . После удара тела движутся совместно с общей скоростью .

Рисунок 1. (до удара)              Рисунок 2. (после удара)       

В соответствии с законом сохранения импульса имеем:

 (1.7).

Из (1.7)

 (1.8).

В частности, если шары до удара движутся навстречу друг другу с одинаковой скоростью, V1=V2 и при этом m1=m2, то из (1.1) получим:

 (1.9).

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Методические указания и пособия
Размер файла:
4 Mb
Скачали:
0