Piano di risposta

1. Interazione dei corpi.

2. Tipi di interazione.

4. Forze in meccanica.

Semplici osservazioni ed esperimenti, ad esempio con i carri (Fig. 1), portano al seguente risultato qualitativo

conclusioni: a) un corpo su cui non agiscono altri corpi mantiene inalterata la sua velocità; b) l'accelerazione di un corpo avviene sotto l'influenza di altri corpi, ma dipende anche dal corpo stesso;

c) le azioni reciproche dei corpi hanno sempre natura di interazione.

Queste conclusioni sono confermate osservando fenomeni nella natura, nella tecnologia e nello spazio solo in sistemi di riferimento inerziali.

Le interazioni differiscono tra loro sia quantitativamente che qualitativamente.

Ad esempio, è chiaro che quanto più una molla è deformata, tanto maggiore è l'interazione delle sue spire. Oppure, quanto più vicine sono due cariche simili, tanto più forti si attrarranno.

Nei casi più semplici di interazione, la caratteristica quantitativa è la forza.

Forza- il motivo dell'accelerazione dei corpi rispetto al sistema di riferimento inerziale o della loro deformazione.

Forzaè una grandezza fisica vettoriale che è una misura dell'accelerazione acquisita dai corpi durante l'interazione.

La forza è caratterizzata da: a) modulo; b) luogo di applicazione; c) direzione.

L'unità di forza è il newton.

1 newton è la forza che imprime un'accelerazione di 1 m/s ad un corpo del peso di 1 kg nella direzione di azione di questa forza, se su di esso non agiscono altri corpi.

Risultante più forze è una forza la cui azione è equivalente all'azione di quelle forze che sostituisce. La risultante è la somma vettoriale di tutte le forze applicate al corpo.

R g = F g 1 + F g 2 + ... + F g n.

Sulla base dei dati sperimentali furono formulate le leggi di Newton.

Seconda legge di Newton. L'accelerazione con cui si muove un corpo è direttamente proporzionale alla risultante di tutte le forze agenti sul corpo, inversamente proporzionale alla sua massa e diretta allo stesso modo della forza risultante:

a → = F → /t.

Per risolvere i problemi, la legge è spesso scritta nella forma: F → =m a → .

Biglietto n. 13 Impulso corporeo. Legge di conservazione della quantità di moto.

Piano di risposta

1. Impulso del corpo.

2.Legge di conservazione della quantità di moto.

3. Propulsione a reazione.

Riposo e moto sono relativi, la velocità di un corpo dipende dalla scelta del sistema di riferimento; secondo la seconda legge di Newton, indipendentemente dal fatto che il corpo fosse fermo o in movimento, un cambiamento nella velocità del suo movimento può avvenire solo sotto l'azione della forza, cioè come risultato dell'interazione con altri corpi. Ci sono quantità che possono essere conservate quando i corpi interagiscono. Queste quantità sono energia E impulso .

Impulso del corpoè chiamata grandezza fisica vettoriale, che è una caratteristica quantitativa del movimento traslazionale dei corpi. L'impulso è designato r → .

Unità di impulso r→- kg m/s.

La quantità di moto di un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per la sua velocità : p→ = tυ→ .

Direzione del vettore dell'impulso r→ coincide con la direzione del vettore velocità del corpo υ → (Fig. 1).

La quantità di moto dei corpi obbedisce alla legge di conservazione, che è valida solo per i sistemi fisici chiusi.

Nella meccanica Chiuso chiamato sistema che non è influenzato da forze esterne o l'azione di queste forze è compensata.

In questo caso ð → 1 = ð → 2, Dove p → 1è l'impulso iniziale del sistema, e p → 2- finale.

Nel caso di due enti compresi nel sistema, tale espressione ha la forma t1υ → 1 + t2υ → 2 = m1υ → 1 " + m2υ → 2 ", Dove t1 E t2- masse dei corpi, e υ → 1 e υ → 2 - velocità prima dell'interazione, υ → 1" E υ → 2"- velocità dopo l'interazione.

La formula della legge di conservazione della quantità di moto è: la quantità di moto di un sistema fisico chiuso si conserva in qualsiasi interazione, che si verificano all'interno di questo sistema.

. Nel caso di un sistema aperto la quantità di moto dei corpi del sistema non si conserva.

Tuttavia, se nel sistema esiste una direzione in cui le forze esterne non agiscono o la loro azione è compensata, la proiezione dell'impulso in questa direzione viene preservata.

Se il tempo di interazione è breve (sparo, esplosione, impatto), durante questo periodo, anche nel caso di un sistema aperto, le forze esterne modificano leggermente gli impulsi dei corpi interagenti.

Studi sperimentali sulle interazioni di vari corpi - dai pianeti e stelle agli atomi e alle particelle elementari - hanno dimostrato che in qualsiasi sistema di corpi interagenti, in assenza di azione da parte di altri corpi non compresi nel sistema, o la somma di se le forze agenti sono pari a zero, la somma geometrica delle quantità di moto dei corpi rimane realmente invariata.

In meccanica, la legge di conservazione della quantità di moto e le leggi di Newton sono interconnesse.

Se il corpo pesa T per un periodo T agisce una forza e la velocità del suo movimento cambia da υ → 0 a υ → , quindi l'accelerazione del movimento un→ il corpo è uguale un → =(υ → - υ → 0)/ T.

Basato sulla seconda legge di Newton

per forza F→ può essere scritto F → = ta → = m(υ → - υ → 0) / T, ciò implica

F → t = mυ → - mυ → 0.

F → t- viene chiamata una quantità fisica vettoriale che caratterizza l'azione di una forza su un corpo per un certo periodo di tempo impulso di potere. L'unità SI della quantità di moto è 1H s.

La legge di conservazione della quantità di moto è alla base della propulsione a reazione.

Propulsione a jet- Questo Questo è il movimento di un corpo che avviene dopo la separazione di una parte di esso dal corpo.

Esempio: un corpo di massa T riposato. Alcune parti del corpo sono state separate t1 con velocità υ → 1 . Quindi la parte rimanente si muoverà nella direzione opposta con una velocità υ → 2, la massa della parte rimanente t2. Infatti, la somma degli impulsi di entrambe le parti del corpo prima della separazione era uguale a zero e dopo la separazione sarà uguale a zero:

t1υ → 1 + m2υ → 2 =0, quindi υ → 1 = -m 2 υ → 2 / m 1 .

K. E. Tsiolkovsky sviluppò la teoria del volo di un corpo di massa variabile (un razzo) in un campo gravitazionale uniforme e calcolò le riserve di carburante necessarie per superare la forza di gravità.

Le idee tecniche di Tsiolkovsky vengono utilizzate nella creazione della moderna tecnologia missilistica e spaziale. Il movimento utilizzando una corrente a getto secondo la legge di conservazione della quantità di moto è la base di un motore a idrogetto. Anche il movimento di molti molluschi marini (polpi, meduse, calamari, seppie) si basa sul principio reattivo.

Biglietto numero 17

La legge di gravitazione universale. Gravità. Peso corporeo. Assenza di peso.

Piano di risposta

1. Forze di gravità.

2. La legge di gravitazione universale.

3. Significato fisico della costante gravitazionale.

4. Gravità.

5. Peso corporeo, sovraccarico.

6. Assenza di gravità.

Isaac Newton ha suggerito che esistono forze di reciproca attrazione tra tutti i corpi in natura.

Queste forze sono chiamate forze di gravità, O forze di gravità universale. La forza di gravità universale si manifesta nello Spazio, nel Sistema Solare e sulla Terra. Newton derivò la formula:

t1t2

F=G----, Dove G- coefficiente di proporzionalità, chiamato gravitazionale

R 2

Costante.

La legge di gravitazione universale: tra qualsiasi punto materiale esiste una forza di reciproca attrazione, direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro, che agisce lungo la linea che collega questi punti.

Il significato fisico della costante gravitazionale deriva dalla legge di gravitazione universale.

Se t1 = t2 = 1 kg, R= 1 metro, quindi Sol = F, cioè la costante gravitazionale è pari alla forza con cui due corpi di 1 kg vengono attratti alla distanza di 1 m. Valore numerico: G= 6,67 10 -11 N·m2 /kg2. Le forze di gravità universale agiscono tra qualsiasi corpo in natura, ma diventano evidenti a grandi masse. La legge di gravitazione universale è soddisfatta solo per i punti materiali e le sfere (in questo caso, come distanza viene presa la distanza tra i centri delle sfere).

Un particolare tipo di forza gravitazionale universale è la forza di attrazione dei corpi verso la Terra (o verso un altro pianeta). Questa forza si chiama gravità.

Sotto l'influenza di questa forza, tutti i corpi acquisiscono accelerazione gravitazionale. Secondo la seconda legge di Newton g = F T /m, quindi, F T = tg.

La forza di gravità è sempre diretta verso il centro della Terra.

Sulla superficie della Terra l'accelerazione di gravità è 9,831 m/s 2 .

Peso corporeo chiamata la forza con cui un corpo preme su un supporto o una sospensione a causa dell'attrazione gravitazionale verso il pianeta (Fig. 1).

È indicato il peso corporeo p → . L'unità di peso è 1 N. Poiché il peso è uguale alla forza con cui il corpo agisce sul supporto, quindi, secondo la terza legge di Newton, il peso maggiore del corpo è uguale alla forza di reazione del supporto. Pertanto, per trovare il peso di un corpo, è necessario trovare a quanto equivale la forza di reazione al sostegno.

Riso. 1 fig. 2

Consideriamo il caso in cui il corpo e il supporto non si muovono. In questo caso la forza di reazione al suolo e il peso corporeo sono pari alla forza di gravità (Fig. 2):

P → = N → = tg → .

Nel caso di un corpo che si muove verticalmente verso l’alto insieme ad un sostegno accelerato, secondo la seconda legge di Newton, possiamo scrivere tg → + N → = ta →(Fig. 3, UN).

In proiezione sull'asse OH:

-тg + N = ta, da qui

N= t(g + a).

Quando ci si sposta verticalmente verso l'alto con accelerazione, il peso del corpo aumenta e si trova secondo la formula R= t(g + a).

Viene chiamato aumento del peso corporeo causato dal movimento accelerato di un supporto o sospensione sovraccarico.

Gli effetti del sovraccarico vengono sperimentati dagli astronauti e dagli automobilisti durante le frenate improvvise.

Se un corpo si muove verticalmente verso il basso,

tg → + N → = ta → ; tg - N = ta; N = m(g - a); P = m(g - a),

cioè, il peso quando ci si sposta verticalmente con accelerazione sarà inferiore alla forza di gravità (Fig. 3, b).

Se il corpo cade liberamente, in questo caso P = (g – g)m = 0

Si chiama lo stato di un corpo in cui il suo peso è zero assenza di gravità. Lo stato di assenza di gravità si osserva in un aereo o in un veicolo spaziale quando si muove con accelerazione di caduta libera, indipendentemente dalla direzione e dal valore della velocità del loro movimento.

Biglietto n. 24 Conversione di energia durante le vibrazioni meccaniche. Vibrazioni libere e forzate. Risonanza.

Piano di risposta

1. Definizione di moto oscillatorio.

2. Vibrazioni libere.

3. Trasformazioni energetiche.

4. Vibrazioni forzate. Vibrazioni meccaniche

sono movimenti del corpo che si ripetono esattamente o approssimativamente a intervalli di tempo uguali. Le principali caratteristiche delle vibrazioni meccaniche sono: spostamento, ampiezza, frequenza, periodo. Compensareè una deviazione dalla posizione di equilibrio. Ampiezza- modulo di deviazione massima dalla posizione di equilibrio. Frequenza- il numero di oscillazioni complete eseguite per unità di tempo. Periodo- il tempo di un'oscillazione completa, cioè il periodo di tempo minimo dopo il quale il processo si ripete. Periodo e frequenza sono legati dalla relazione: ν = 1 /T.

Il tipo più semplice di movimento oscillatorio è vibrazioni armoniche, in cui la quantità oscillante cambia nel tempo secondo la legge del seno o del coseno (Fig. 1 ).

Gratuito sono dette oscillazioni che si verificano a causa dell'energia inizialmente impartita nella successiva assenza di influenze esterne sul sistema che effettua le oscillazioni. Ad esempio, vibrazioni di un carico su un filo (Fig. 2).

Riso. 1 fig. 2

Consideriamo il processo di conversione dell'energia usando l'esempio delle oscillazioni di un carico su un filo (vedi Fig. 2).

Quando il pendolo si discosta dalla posizione di equilibrio, sale ad un'altezza H rispetto al livello zero, quindi, nel punto UN un pendolo ha energia potenziale tgh. Quando ci si sposta verso la posizione di equilibrio, verso il punto 0, l'altezza diminuisce fino a zero e la velocità del carico aumenta, e nel punto 0 tutta l'energia potenziale tgh si trasforma in energia cinetica tυ 2 /2. All’equilibrio l’energia cinetica è al massimo mentre l’energia potenziale è al minimo. Dopo aver superato la posizione di equilibrio, l'energia cinetica viene convertita in energia potenziale, la velocità del pendolo diminuisce e, alla massima deviazione dalla posizione di equilibrio, diventa pari a zero. Con il movimento oscillatorio si verificano sempre trasformazioni periodiche della sua energia cinetica e potenziale.

Con le vibrazioni meccaniche libere, si verifica inevitabilmente una perdita di energia per superare le forze di resistenza. Se le oscillazioni si verificano sotto l'influenza di una forza esterna periodica, vengono chiamate tali oscillazioni costretto. Ad esempio, i genitori fanno dondolare il bambino sull'altalena, il pistone si muove nel cilindro del motore di un'auto, la lama di un rasoio elettrico e l'ago della macchina da cucire vibrano. La natura delle oscillazioni forzate dipende dalla natura dell'azione della forza esterna, dalla sua grandezza, direzione, frequenza di azione e non dipende dalle dimensioni e dalle proprietà del corpo oscillante. Ad esempio, la fondazione del motore su cui è fissata esegue oscillazioni forzate con una frequenza determinata solo dal numero di giri del motore e non dipende dalle dimensioni della fondazione.

Quando la frequenza della forza esterna e la frequenza delle vibrazioni proprie del corpo coincidono, l’ampiezza delle vibrazioni forzate aumenta notevolmente. Questo fenomeno si chiama risonanza meccanica. Graficamente, la dipendenza delle oscillazioni forzate dalla frequenza della forza esterna è mostrata nella Figura 3.

Il fenomeno della risonanza può causare la distruzione di automobili, edifici, ponti se le loro frequenze naturali coincidono con la frequenza di una forza che agisce periodicamente. Pertanto, ad esempio, i motori delle automobili sono installati su speciali ammortizzatori e alle unità militari è vietato tenere il passo quando si muovono attraverso il ponte.

In assenza di attrito, l'ampiezza delle oscillazioni forzate durante la risonanza dovrebbe aumentare nel tempo senza limiti. Nei sistemi reali, l'ampiezza nello stato stazionario della risonanza è determinata dalla condizione di perdita di energia durante il periodo e dal lavoro della forza esterna nello stesso tempo. Minore è l'attrito, maggiore è l'ampiezza durante la risonanza.

Biglietto n.16

Condensatori. Capacità del condensatore. Applicazione dei condensatori.

Piano di risposta

1. Definizione di condensatore.

2. Designazione.

3. Capacità elettrica del condensatore.

4. Capacità elettrica di un condensatore piatto.

5. Collegamento dei condensatori.

6. Applicazione dei condensatori.

Per accumulare quantità significative di cariche elettriche opposte si utilizzano condensatori.

Condensatoreè un sistema di due conduttori (piastre) separati da uno strato dielettrico, il cui spessore è piccolo rispetto alla dimensione dei conduttori.

Esempio, due piastre metalliche piatte poste in parallelo e separate da un dielettrico formano un condensatore piatto.

Se alle piastre di un condensatore piatto vengono assegnate cariche di uguale grandezza e segno opposto, la tensione tra le piastre sarà doppia rispetto alla tensione di una piastra. All'esterno delle piastre la tensione è nulla.

I condensatori sono designati negli schemi come segue:

La capacità elettrica di un condensatore è un valore pari al rapporto tra la carica su una delle piastre e la tensione tra di loro. La capacità elettrica è designata C.

A-prior CON= q/U. L'unità di capacità elettrica è il farad (F).

1 farad è la capacità elettrica di un tale condensatore, la cui tensione tra le piastre è pari a 1 volt quando le piastre sono caricate con cariche opposte di 1 coulomb.

La capacità elettrica di un condensatore piatto si trova dalla formula:

C = ε ε 0 - ,

dove ε 0 è la costante elettrica, ε è la costante dielettrica del mezzo, S è l'area della piastra del condensatore, D- distanza tra le piastre (o spessore dielettrico).

Se i condensatori sono collegati per formare una batteria, quindi con collegamento in parallelo C O = C 1 + C 2(Fig. 1). Per connessione seriale

- = - + - (figura 2).

C O C 1 C 2

A seconda del tipo di dielettrico, i condensatori possono essere di aria, carta o mica.

I condensatori vengono utilizzati per immagazzinare elettricità e utilizzarla durante la scarica rapida (flash fotografico), per separare i circuiti CC e CA, nei raddrizzatori, nei circuiti oscillanti e in altri dispositivi elettronici.

Biglietto n.15

Lavoro e potenza in un circuito DC. Forza elettromotiva. Legge di Ohm per un circuito completo.

Piano di risposta

1. Lavoro attuale.

2. Legge di Joule-Lenz.

3. Forza elettromotrice.

4. Legge di Ohm per un circuito completo.

In un campo elettrico dalla formula per determinare la tensione

U = A/q

quindi calcolare il lavoro di trasferimento della carica elettrica

A = Uq poiché per corrente la carica q = io t

quindi il lavoro della corrente:

A = UIt O A = I2 Rt = U2 / Rt

Potenza per definizione N = A/t quindi, N = UI = I2 R = U2 /R

Legge di Joule-Lenz: Quando la corrente passa attraverso un conduttore, la quantità di calore rilasciata nel conduttore è direttamente proporzionale al quadrato dell'intensità della corrente, della resistenza del conduttore e del tempo di passaggio della corrente, Q = I 2 Rt.

Un circuito chiuso completo è un circuito elettrico che include resistenze esterne e una sorgente di corrente (Fig. 1).

Come una delle sezioni del circuito, la sorgente di corrente ha una resistenza, che si chiama interna , R.

Affinché la corrente possa circolare in un circuito chiuso è necessario impartire ulteriore energia alle cariche presenti nel generatore di corrente; tale energia è ricavata dal lavoro di spostamento delle cariche, prodotto da forze di origine non elettrica (forze esterne) contro le forze del campo elettrico.

La sorgente di corrente è caratterizzata da EMF - forza elettromotrice della sorgente.

Campo elettromagnetico - caratteristica di una fonte di energia non elettrica in un circuito elettrico necessaria per mantenere la corrente elettrica al suo interno .

La forza elettromagnetica viene misurata dal rapporto tra il lavoro svolto dalle forze esterne per spostare una carica positiva lungo un circuito chiuso e questa carica

Ɛ = A ST / q.

Lascia che ci voglia tempo T una carica elettrica passerà attraverso la sezione trasversale del conduttore Q.

Quindi il lavoro delle forze esterne quando si sposta una carica può essere scritto come segue: A ST = Ɛq.

Secondo la definizione di corrente q=Io t,

A ST = Ɛ I t

Quando si esegue questo lavoro sulle sezioni interna ed esterna del circuito, la cui resistenza R e r, viene rilasciato un po' di calore.

Secondo la legge di Joule-Lenz è uguale a : Q = I2Rt + I2rt

Secondo la legge di conservazione dell'energia A = Q. Quindi, Ɛ = IR + Ir .

Viene spesso chiamato il prodotto della corrente e della resistenza di una sezione di un circuito caduta di tensione in quest 'area.

La FEM è pari alla somma delle cadute di tensione nelle sezioni interna ed esterna del circuito chiuso. DI

Io = Ɛ / (R + r).

Questa relazione è chiamata legge di Ohm per un circuito completo

L'intensità di corrente in un circuito completo è direttamente proporzionale alla fem della sorgente di corrente e inversamente proporzionale alla resistenza totale del circuito .

Quando il circuito è aperto, la fem è uguale alla tensione ai terminali della sorgente e, quindi, può essere misurata con un voltmetro.

Biglietto n.12

Interazione di corpi carichi. La legge di Coulomb. Legge di conservazione della carica elettrica.

Piano di risposta

1. Carica elettrica.

2. Interazione di corpi carichi.

3. Legge di conservazione della carica elettrica.

4. Legge di Coulomb.

5. Costante dielettrica.

6. Costante elettrica.

Le leggi dell'interazione di atomi e molecole sono spiegate sulla base della struttura dell'atomo, utilizzando il modello planetario della sua struttura.

Al centro dell'atomo c'è un nucleo carico positivamente, attorno al quale ruotano su determinate orbite le particelle cariche negativamente.

Si chiama l'interazione tra particelle cariche elettromagnetico.

L'intensità dell'interazione elettromagnetica è determinata dalla quantità fisica - carica elettrica, Quale denotato da Q.

Unità di carica elettrica - ciondolo (Cl).

1 ciondolo- questa è una carica elettrica che, attraversando la sezione di un conduttore in 1 s, crea al suo interno una corrente di 1 A.

La capacità delle cariche elettriche di attrarsi e respingersi reciprocamente è spiegata dall'esistenza di due tipi di cariche.

Un tipo di addebito viene chiamato positivo, Il portatore della carica positiva elementare è il protone.

È stato chiamato un altro tipo di addebito negativo, il suo portatore è un elettrone. La carica elementare è e = 1,6×10 -19 Cl.

La carica elettrica non viene né creata né distrutta, ma solo trasferita da un corpo all'altro.

Questo fatto si chiama legge di conservazione della carica elettrica.

In natura una carica elettrica dello stesso segno non appare né scompare.

La comparsa e la scomparsa delle cariche elettriche sui corpi nella maggior parte dei casi è spiegata dalle transizioni delle particelle elementari cariche - gli elettroni - da un corpo all'altro.

Elettrificazione- questo è un messaggio al corpo di una carica elettrica.

L'elettrificazione può avvenire attraverso il contatto (attrito) di sostanze dissimili e durante l'irradiazione.

Quando si verifica l'elettrificazione nel corpo, si verifica un eccesso o una carenza di elettroni.

Se c'è un eccesso di elettroni, il corpo acquisisce una carica negativa, mentre se c'è una carenza acquisisce una carica positiva.

La legge fondamentale dell’elettrostatica fu stabilita sperimentalmente da Charles Coulomb:

Il modulo della forza di interazione tra due cariche elettriche puntiformi fisse nel vuoto è direttamente proporzionale al prodotto delle grandezze di queste cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro.

F = k q 1 q 2 / r 2,

dove q 1 e q 2 sono i moduli di carica, r è la distanza tra loro, k è il coefficiente di proporzionalità, a seconda della scelta del sistema di unità, in SI

k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2.

Viene chiamata la quantità che mostra quante volte la forza di interazione tra le cariche è maggiore nel vuoto che nel mezzo costante dielettrica del mezzoε.

Per un mezzo con costante dielettrica ε, legge di Coulomb: F = k q 1 q 2 /(ε r 2).

Al posto del coefficiente k viene spesso utilizzato un coefficiente chiamato elettrico costante ε 0 .

La costante elettrica è correlata al coefficiente k come segue:

k = 1/4πε 0 ed è numericamente uguale a ε 0 = 8,85 10 -12 C/N m 2

Utilizzando la costante elettrica, la legge di Coulomb è:

1 q1 q2

F = --- ---

4πε0 r2

Viene chiamata l'interazione delle cariche elettriche stazionarie elettrostatico, O Interazione di Coulomb. Le forze di Coulomb possono essere rappresentate graficamente (Fig. 1).

La forza di Coulomb è diretta lungo la linea retta che collega i corpi carichi. È la forza attrattiva per diversi segni di carica e la forza repulsiva per gli stessi segni.

Nella meccanica classica si ritiene che:

a) La massa di un punto materiale non dipende dallo stato di moto del punto, essendo la sua caratteristica costante.

b) La massa è una quantità additiva, cioè la massa di un sistema (ad esempio un corpo) è uguale alla somma delle masse di tutti i punti materiali che fanno parte di questo sistema.

c) La massa di un sistema chiuso rimane invariata durante tutti i processi che si verificano in questo sistema (legge di conservazione della massa).

Densità ρ corpo in un dato punto M chiamato rapporto di massa dm piccolo elemento del corpo che include un punto M, al valore dV volume di questo elemento:

Le dimensioni dell'elemento in esame devono essere così piccole che variando la densità entro i suoi limiti si possono ottenere distanze intermolecolari molte volte maggiori.

Il corpo è chiamato omogeneo , se la densità è la stessa in tutti i suoi punti. La massa di un corpo omogeneo è uguale al prodotto della sua densità e del suo volume:

Massa di un corpo eterogeneo:

dV,

dove ρ è una funzione delle coordinate e l'integrazione viene effettuata sull'intero volume del corpo. Densità media (ρ) di un corpo disomogeneo è chiamato rapporto tra la sua massa e il volume: (ρ)=m/V.

Centro di massa del sistema punti materiali è chiamato punto C, raggio vettore

che è uguale a: e – vettore massa e raggio io punto materiale, n è il numero totale di punti materiali nel sistema e m= è la massa dell'intero sistema.

Velocità del centro di massa:

Quantità vettoriale

, pari al prodotto della massa di un punto materiale e della sua velocità, si chiama impulso, O quantità di movimento , questo punto materiale. Impulso del sistema di punti materiali si chiama vettore P, pari alla somma geometrica delle quantità di moto di tutti i punti materiali del sistema:

La quantità di moto del sistema è uguale al prodotto della massa dell'intero sistema per la velocità del suo centro di massa:

Seconda legge di Newton

La legge fondamentale della dinamica di un punto materiale è la seconda legge di Newton, che parla di come il movimento meccanico di un punto materiale cambia sotto l'influenza delle forze ad esso applicate. Seconda legge di Newton si legge: velocità di variazione della quantità di moto ρ punto materiale è uguale alla forza che agisce su di esso F, cioè.

, O

dove m e v sono la massa e la velocità del punto materiale.

Se più forze agiscono contemporaneamente su un punto materiale, allora sotto la forza F nella seconda legge di Newton, è necessario comprendere la somma geometrica di tutte le forze agenti - sia reazioni attive che di reazione, ad es. forza risultante.

Quantità vettoriale Fdt chiamato elementare impulso forza F in poco tempo dt le sue azioni. Forza d'impulso F per un periodo di tempo finito da

to è uguale a un integrale definito:

Dove F, in generale, dipende dal tempo T.

Secondo la seconda legge di Newton, la variazione della quantità di moto di un punto materiale è uguale alla quantità di moto della forza che agisce su di esso:

D p=F dt E

, è il valore della quantità di moto del punto materiale alla fine ( ) e all'inizio ( ) del periodo di tempo in esame.

Poiché nella meccanica newtoniana la massa M punto materiale non dipende quindi dallo stato di movimento del punto

Pertanto l'espressione matematica della seconda legge di Newton può essere rappresentata anche nella forma

– accelerazione di un punto materiale, Rè il suo raggio vettore. Di conseguenza, la formulazione Seconda legge di Newton afferma: l'accelerazione di un punto materiale coincide nella direzione con la forza che agisce su di esso ed è uguale al rapporto tra questa forza e la massa del punto materiale.

L'accelerazione tangenziale e normale di un materiale sono determinate dalle corrispondenti componenti della forza F

, è l'entità del vettore velocità del punto materiale, e R– raggio di curvatura della sua traiettoria. La forza che imprime l’accelerazione normale ad un punto materiale è diretta verso il centro di curvatura della traiettoria del punto ed è quindi chiamata forza centripeta.

Se più forze agiscono contemporaneamente su un punto materiale

, quindi la sua accelerazione. Di conseguenza, ciascuna delle forze che agiscono contemporaneamente su un punto materiale gli imprime la stessa accelerazione come se non esistessero altre forze (il principio di indipendenza dell'azione delle forze).

Equazione differenziale del moto di un punto materiale chiamata equazione

Nelle proiezioni sugli assi di un sistema di coordinate cartesiane rettangolari, questa equazione ha la forma

, ,

dove x, yez sono le coordinate del punto in movimento.

La terza legge di Newton. Movimento del centro di massa

L'azione meccanica dei corpi l'uno sull'altro si manifesta sotto forma della loro interazione. Questo è quello che dice Terza legge di Newton: due punti materiali agiscono l'uno sull'altro con forze numericamente uguali e dirette in direzioni opposte lungo la retta che collega tali punti.

– forza agente su io- yu punto materiale dal lato K- th, a è la forza che agisce sul kesimo punto materiale dal i-esimo lato, quindi, secondo la terza legge di Newton, sono applicate a diversi punti materiali e possono essere reciprocamente bilanciati solo nei casi in cui questi punti appartengono allo stesso corpo assolutamente solido.

La terza legge di Newton è un'aggiunta essenziale alla prima e alla seconda legge. Permette di passare dalla dinamica di un singolo punto materiale alla dinamica di un sistema meccanico arbitrario (sistema di punti materiali). Dalla terza legge di Newton segue che in qualsiasi sistema meccanico la somma geometrica di tutte le forze interne è uguale a zero: dove

– la risultante delle forze esterne applicate io punto materiale.

Dalla seconda e terza legge di Newton segue che la derivata prima rispetto al tempo T dall'impulso P sistema meccanico è uguale al vettore principale di tutte le forze esterne applicate al sistema,

.

Questa equazione esprime legge della variazione della quantità di moto del sistema.

La ragione del cambiamento nella velocità di movimento di un corpo è sempre la sua interazione con altri corpi.

Dopo aver spento il motore, l'auto rallenta gradualmente e si ferma. Il motivo principale

cambiamenti nella velocità del veicolo: l'interazione delle sue ruote con la superficie stradale.

Una palla che giace immobile a terra non si muove mai da sola. La velocità della palla cambia solo a causa dell'azione di altri corpi su di essa, ad esempio le gambe di un calciatore.

Costanza del rapporto dei moduli di accelerazione.

Quando due corpi interagiscono, la velocità del primo e del secondo corpo cambia sempre, cioè entrambi i corpi acquisiscono accelerazione. I moduli di accelerazione di due corpi interagenti possono essere diversi, ma il loro rapporto risulta essere costante per qualsiasi interazione:

Inerzia dei corpi.

La costanza del rapporto dei moduli di accelerazione di due corpi durante qualsiasi delle loro interazioni mostra che i corpi hanno qualche proprietà da cui dipende la loro accelerazione durante le interazioni con altri corpi. L'accelerazione di un corpo è uguale al rapporto tra la variazione della sua velocità e il tempo durante il quale si è verificata questa variazione:

Poiché il tempo di azione dei corpi tra loro è lo stesso, la variazione di velocità è maggiore per il corpo che acquisisce maggiore accelerazione.

Quanto meno varia la velocità di un corpo quando interagisce con altri corpi, tanto più il suo moto si avvicina al moto rettilineo uniforme per inerzia. Un tale corpo è chiamato più inerte.

Tutti i corpi hanno la proprietà dell'inerzia. Consiste nel fatto che ci vuole del tempo per cambiare la velocità di un corpo quando interagisce con altri corpi.

La manifestazione della proprietà d'inerzia dei corpi può essere osservata nel seguente esperimento. Appendiamo un cilindro di metallo su un filo sottile (Fig. 20, a) e leghiamo esattamente lo stesso filo dal basso. L'esperienza mostra che con la tensione graduale del filo inferiore, il filo superiore si rompe (Fig. 20, b). Se si tira bruscamente il filo inferiore, il filo superiore rimane intatto, ma il filo inferiore si rompe (Fig. 20, c). In questo caso viene influenzata l'inerzia del cilindro, che non ha il tempo in breve tempo di cambiare sufficientemente la sua velocità e di compiere un movimento evidente sufficiente a rompere il filo superiore.

Massa corporea.

La proprietà di un corpo da cui dipende la sua accelerazione quando interagisce con altri corpi è chiamata inerzia. Una misura quantitativa dell’inerzia corporea è la massa corporea. Maggiore è la massa di un corpo, minore è l'accelerazione che riceve durante l'interazione.

Pertanto, in fisica è accettato che il rapporto tra le masse dei corpi interagenti sia uguale al rapporto inverso dei moduli di accelerazione:

L'unità di massa nel Sistema Internazionale è la massa di uno standard speciale costituito da una lega di platino e iridio. La massa di questo standard è chiamata chilogrammo (kg).

La massa di qualsiasi corpo può essere trovata facendo interagire questo corpo con una massa standard.

Per definizione del concetto di massa, il rapporto tra le masse dei corpi interagenti è uguale al rapporto inverso dei moduli delle loro accelerazioni (5.2). Misurando i moduli di accelerazione del corpo e del campione, si può trovare il rapporto tra la massa del corpo e la massa del campione

Il rapporto tra la massa corporea e la massa dello standard è uguale al rapporto tra il modulo di accelerazione dello standard. Al modulo di accelerazione di un corpo durante la loro interazione.

La massa corporea può essere espressa attraverso la massa dello standard:

La massa corporea è una grandezza fisica che ne caratterizza l'inerzia.

Misurazione della massa.

Per misurare le masse dei corpi nella scienza, nella tecnologia e nella pratica quotidiana, viene utilizzato raramente il metodo di confrontare la massa di un corpo con la massa di uno standard determinando le accelerazioni dei corpi durante la loro interazione. Un metodo comunemente utilizzato è confrontare le masse dei corpi utilizzando le scale.

Durante la pesatura, per determinare le masse viene utilizzata la capacità di tutti i corpi di interagire con la Terra. Gli esperimenti hanno dimostrato che corpi con la stessa massa sono ugualmente attratti dalla Terra. L'uguaglianza dell'attrazione dei corpi verso la Terra può, ad esempio, essere stabilita dall'eguale allungamento della molla quando ad essa vengono alternativamente sospesi corpi con masse uguali.

Domanda 4

Sistemi di riferimento inerziali

Sistemi di riferimento inerziali.Prima legge di Newton

Domanda 3

La prima legge di Newton– (legge d’inerzia) esistono tali sistemi di riferimento rispetto ai quali un corpo in movimento traslatorio, pur mantenendo invariata la sua velocità, è fermo o si muove rettilineo ed uniforme, se non è sottoposto all’azione di corpi esterni o la loro azione è pari a zero, cioè è compensato.

Un sistema di riferimento in cui vale la legge dell'inerzia: un punto materiale, quando su di esso non agiscono forze (o su di esso agiscono forze in equilibrio tra loro), è in uno stato di quiete o di moto lineare uniforme. Qualsiasi sistema di riferimento in movimento rispetto ad un asse. O. progressivamente, uniformemente e rettilineamente, c'è anche I. s. O. Di conseguenza, teoricamente può esserci un numero qualsiasi di i.s. uguali. o., possedendo l'importante proprietà che in tutti questi sistemi le leggi della fisica sono le stesse (il cosiddetto principio di relatività).

Interazione dei corpi. La ragione del cambiamento nella velocità di movimento di un corpo è sempre la sua interazione con altri corpi.

Dopo aver spento il motore, l'auto rallenta gradualmente e si ferma. La ragione principale delle variazioni di velocità del veicolo è l'interazione delle sue ruote con la superficie stradale.

Una palla che giace immobile a terra non si muove mai da sola. La velocità della palla cambia solo a causa dell'azione di altri corpi su di essa, ad esempio le gambe di un calciatore.

Costanza del rapporto dei moduli di accelerazione. Quando due corpi interagiscono, la velocità del primo e del secondo corpo cambia sempre, cioè entrambi i corpi acquisiscono accelerazione. I moduli di accelerazione di due corpi interagenti possono essere diversi, ma il loro rapporto risulta essere costante per qualsiasi interazione:

Le interazioni differiscono tra loro sia quantitativamente che qualitativamente. Ad esempio, è chiaro che quanto più una molla è deformata, tanto maggiore è l'interazione delle sue spire. Oppure, quanto più vicine sono due cariche con lo stesso nome, tanto più forti si attrarranno. Nei casi più semplici di interazione, la caratteristica quantitativa è forza.

Massa corporea. Viene chiamata la proprietà di un corpo da cui dipende la sua accelerazione quando interagisce con altri corpi inerzia.

Una misura quantitativa dell’inerzia corporea è la massa corporea. Maggiore è la massa di un corpo, minore è l'accelerazione che riceve durante l'interazione.

Pertanto, in fisica è accettato il rapporto tra le masse dei corpi interagenti è uguale al rapporto inverso dei moduli di accelerazione:

L'unità di massa nel Sistema Internazionale è la massa di uno standard speciale costituito da una lega di platino e iridio. Si chiama la massa di questo standard chilogrammo(kg).

La massa di qualsiasi corpo può essere trovata facendo interagire questo corpo con una massa standard.

Per definizione del concetto di massa, il rapporto tra le masse dei corpi interagenti è uguale al rapporto inverso dei moduli delle loro accelerazioni (5.2). Misurando i moduli di accelerazione del corpo e del campione, si può trovare il rapporto tra la massa corporea e la massa del campione:

Il rapporto tra la massa del corpo e la massa dello standard è uguale al rapporto tra il modulo di accelerazione dello standard e il modulo di accelerazione del corpo durante la loro interazione.

La massa corporea può essere espressa attraverso la massa dello standard:

La massa corporea è una grandezza fisica che ne caratterizza l'inerzia.

La forza è la ragione dell'accelerazione dei corpi rispetto a un sistema di riferimento inerziale o della loro deformazione. La forza è una grandezza fisica vettoriale, che misura l'accelerazione acquisita dai corpi durante l'interazione. La forza è caratterizzata da: a) modulo; b) luogo di applicazione; c) direzione.

Seconda legge di Newton: la forza che agisce su un corpo è uguale al prodotto della massa del corpo per l'accelerazione impressa da questa forza.

Fisica

Massa corporea

Interazione dei corpi. La ragione del cambiamento nella velocità di movimento di un corpo è sempre la sua interazione con altri corpi.

Costanza del rapporto dei moduli di accelerazione. Quando due corpi interagiscono, le velocità sia del primo che del secondo corpo cambiano sempre, cioè entrambi i corpi acquisiscono accelerazione. I moduli di accelerazione di due corpi interagenti possono essere diversi, ma il loro rapporto risulta essere costante per qualsiasi interazione:

Inerzia dei corpi. La costanza del rapporto dei moduli di accelerazione di due corpi durante qualsiasi delle loro interazioni mostra che i corpi hanno qualche proprietà da cui dipende la loro accelerazione durante le interazioni con altri corpi.

Quanto meno varia la velocità di un corpo quando interagisce con altri corpi, tanto più il suo moto si avvicina al moto rettilineo uniforme per inerzia. Un tale corpo è chiamato più inerte.

Tutti i corpi hanno la proprietà dell'inerzia. Consiste nel fatto che occorre del tempo per cambiare la velocità di un corpo quando interagisce con altri corpi.

Massa corporea. Viene chiamata la proprietà di un corpo da cui dipende la sua accelerazione quando interagisce con altri corpi inerzia. Una misura quantitativa dell’inerzia è il peso corporeo. Maggiore è la massa di un corpo, minore è l'accelerazione che riceve durante l'interazione.

Pertanto, in fisica è accettato il rapporto tra le masse dei corpi interagenti è uguale al rapporto inverso dei moduli di accelerazione:

m1/m2 =a2/a1 (5.2)

La massa corporea è una grandezza fisica che ne caratterizza l'inerzia.

Densità della materia. Rapporto di massa M corpo al suo volume V si chiama densità della sostanza:

La densità è espressa in chilogrammi per metro cubo, l'unità di densità è 1 kg/m3.

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