Ответы на экзаменационные вопросы № 1-34 по разделу "Механика" дисциплины "Физика" (Система отсчета. Траектория, путь и перемещение. Плотность потока энергии волны. Стоячие волны), страница 2

а) силы действ. на тело независимы друг от друга;

б) силы действуют попарно (следствие из III з-на Ньютона).

III закон Ньютона: тела взаимодействуют силами равными по величине и противоположными по напр.

Силы фигурирующие в III з-не Ньютона приложены к разным телам и не уничтожают друг друга.

11. З-н измен. импульса матер. точки.

;; m=const

; – импульс;

 – еще один вид II закона Ньютона

 – закон изменения импульса

 – импульс силы

Закон изменения импульса: изм. импульса мат. точки равно импульсу силы, действ. на данную мат. точку.


12. З-ны изм. и сохр. импульса сис. мат. т.

Силы, с кот. взаимодействуют мат. точки называются внутренними. Внешние силы – силы, кот. действуют со стороны тел не входящих в систему.

Исп. II з-н Н. для каждой м.т. входящей в систему:

;

векторная сумма всех внутренних сил равна нулю

 – импульс системы мат. точек.

Импульсом системы мат. точек  является векторная сумма этих мат. точек.

 –з-н изм. импульса системы мат. точек

Производная по времени от импульса сис-мы м.т. равна векторн. сумме внешн. сил, действ. на сис-му.

Если , то

Когда , то сис-ма мат. точек называется замкнутой.

Импульс  замкнутой системы материальных точек со временем не изменяется (сохраняется).

13. Центр масс системы материальных точек и закон его движения.

Центром масс системы мат. точек называется точка в пространстве, координаты кот. описыв. ур-ием:

,

;;;

для замкнутой системы

Центр масс замкнутой системы мат. точек движется прямолинейно и равномерно.

;

 – закон движ. центра масс.

Центр масс сис-мы м.т. движется таким образом, как если бы вся масса сис-мы была сосредоточена в этой т. и все внешние силы, действ. на систему, были бы приложены к этой т.

14. Силы в механике.

1) Сила тяжести (Fтяж), при H<<RЗемли

Направлена вертикально вниз.

2) Гравитационная сила

З-н всемирного тяготения: две мат. точки притягиваются друг к другу силой, прямо пропорциальной произведению их масс и обратно пропорциальной квадрату расстояния между ними.

3) Сила упругости Fx=-kx, где х - отклонение пружины от состояния равновесия, k - коэффициент упругости.

4) Сила реакции опоры

N ^ поверхности, N= -N1

5) Cила натяжения нити

6) Cила сухого трения

 – если тело движется

 – если тело покоится

7)сила вязкого трения (в жидкости)

 – для малых скоростей.


15. Работа переменной силы. Мощность.

 – элем. работа

Дифференциал элементарной работы называют скалярное произведение силы на расстояние.

       

Мощностью(N) - называют отношение элементарной работы к промежутку времени, в течении которого была совершена эта работа.

; Nцентростремительное=0

16. Кинетическая энергия мат. точки и её связь с работой результирующей всех сил.

; – кинетическая энергия м.т.

W2-W1=A12

Теорема о кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела равно работе результирующей всех сил, действующих на тело.

dW=dA  – Дифференциал кинетической энергии тела равен элементарной работе результирующих всех сил, действующих на тело.

17. Кинетическая энергия сис-мы м.т. и её связь с работой внешних и внутр. сил.

 – кинет. энергия системы мат. точек

Дифференциал кинетической энергии системы мат. точек  равен элементарной работе внутренних и внешних сил, действующих на систему.

 – т. о кинет. энергии системы мат. т.

Изменение кинетической энергии системы мат. точек равно работе внутр. и внешн. сил, действ. на тело.

18. Потенциальная энергия м. т. в поле сил и её связь с работой консервативных сил.

Если в каждой точке пространства на тело действует сила, то говорят, что тело находится в поле сил.

а) однородное поле сил ();

б) центростремительное

Поле сил назыв. стационарным, если силы явно от времени  не зависят.

Если работа по перемещению мат. точки из т.1 в т.2 не зависит от формы траектории, то такие силы называется консервативными. Для консервативных сил вводится потенциальная энергии.

dA=-dU

Элементарная работа консервативных силы равна минус дифференциал потенциальной энергии.

;   


19. Потенциальная энергия материальной точки в однородном поле тяжести.

U=mgh – потенциальная энергия

20. Потенциальная энергия матер. точки в центральном гравитационном поле.

;

;

21. Потенц. энергия силы упругости.

Fx=-kx

k – жесткость пружины, x – отклон. от положения равновесия.

Þ

22. Законы изменения и сохранения полной механической энергии матер. точки.

а) закон сохранения:

по теории о кинетич. энергии

W2-W1=A12

U1-U2=W2-W1

U1+W1=U2+W2=const                                                  E=U+W

E1=E2=const                                                  полн. мех. энергия

Если мат. точка движется в поле консервативных сил, то ее полн. мех. энергия сохраняется.

б) закон изменения:

сила трения – диссипативная сила

по теореме о кинетической энергии

A12=W2-W1

изменение полн. мех. энергии равно работе сил трения

30. Характер-ки затухающих колебаний.

Время, за кот. амплитуда затух. колебаний уменьшится в e раз обратно β (β обратен времени τ, за кот. A уменьшится в e раз)