Файл: 23. Движение спутников Земли. Космические скорости. Законы Кеплера.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 20
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
23. Движение спутников Земли. Космические скорости. Законы Кеплера.
Движение спутника Земли начинается с
7,91 км/с, при меньших ускорениях его остановит атмосфера, и он возвратится обратно.Используются четыре значения космических скоростей. Первая космическая скорость — 7,9 км/с — скорость для выхода на орбиту вокруг Земли.
Вторая космическая скорость — 11,1 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Земли и выхода в межпланетное пространство.
Третья космическая скорость — 16,67 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Солнца и выхода в межзвездное пространство.
Законы Кеплера:
Первый закон. Орбита планеты представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Второй закон. За равные промежутки времени линия, соединяющая планету с Солнцем, описывает равные площади.
Третий закон. Периоды обращения соотносятся с размерами эллипсов так, что квадрат периода пропорционален кубу полуоси орбиты.
Расстояние от Земли | Сила | Ускорение | Скорость |
h=0 | | | |
h | | | |
24. Силы инерции в поступательно движущихся системах координат.
Силы инерции при поступательном движении нерациональной системы.
- ускорение тела относительно НИС;
- ускорение НИС относительно инерциальной.
Тогда ускорение тела относительно ИС:
25. Силы инерции во вращающихся системах координат.
Сила инерции, действующая на тело, находящееся во вращающейся системе называется центробежной. Направлена она по горизонтальной к оси вращения.
26. Виды колебаний. Уравнение гармонических колебаний. Скорость и ускорение гармонических колебаний.
Виды колебаний: 1) Свободные, 2) Гармонические, 3) Вынужденные, 4) Затухающие
ГК – это колебания, происходящие по закону синуса или косинуса.
xm – амплитуда колебаний, ????0 = начальная фаза колебаний, ???? – циклическая частота = 2????????, ???? = ????t+????0 – фаза колебаний в данный момент времени.
(
27. Динамика гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний.
Первая (скорость) и вторая (ускорение) производные по времени от гармонически колеблющейся величины s также совершают гармонические колебания с той же циклической частотой:
28. Энергия гармонических колебаний.
Сжимая или растягивая пружину, отклоняя маятник, мы совершаем работу против тех или иных сил. Эта работа должна превращаться в потенциальную энергию колеблющегося тела.
Кинетическая энергия тела, совершающего гармонические колебания:
Потенциальная энергия тела, совершающего гармонические колебания:
29. Математический и физический маятники.
Математическим маятником называется материальная точка, подвешенная на нерастяжимой невесомой нити, совершающая колебательное движение в одной вертикальной плоскости под действием силы тяжести.
Физическим маятником называется твердое тело, закрепленное на неподвижной горизонтальной ocи (оси подвеса), не проходящей через центр тяжести, и совершающее колебания относительно этой оси под действием силы тяжести.
30. Затухающие колебания. Логарифмический декремент затухания.
Затухающие колебания колебания, при которых амплитуда колебаний уменьшается с течением времени, что обусловлено потерей энергии колебательной системы.
Логарифмический декремент затухания - натуральный логарифм отношения амплитуд двух соседних перерегулирований.
31. Вынужденные колебания. Резонанс.
Вынужденные колебания – это колебания, происходящие под действием внешней периодически действующей силы.
Резонанс – это явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебательной системы.
32. Сложение одинаково направленных колебаний. Биения.
Для простоты рассмотрим сначала случай, когда частоты складываемых колебаний одинаковы.Общие решения складываемых гармонических колебаний имеют вид:
Где x1, x2 — переменные, описывающие колебания, A1, A2 — их амплитуды, , — начальные фазы. Результирующее колебание:
Биения — это периодическое изменение амплитуды колебаний, возникающее при сложении двух гармонических колебаний с близкими частотами.
33. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
При сложении взаимно перпендикулярных колебаний с различными, но кратными частотами результирующее колебание происходит по траекториям, называемым фигурами Лиссажу;
Вид фигуры Лиссажу зависит от соотношения частот, от амплитуд и начальных фаз складывается колебаний.
34. Образование волн. Поперечные и продольные волны. Скорость волны.
Если в каком-либо месте упругой среды (твердой, жидкой или газообразной) возбудить колебания ее частиц, то вследствие взаимодействия между частицами это колебание будет распространяться в среде от частицы к частице с некоторой скоростью. Процесс распространения колебаний в пространстве называется волной.
Продольная волна – это волна, в которой частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны.
Поперечная волна - это волна, в которой частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к направлению распространения волны.
Скорость волны – это скорость, с которой перемещается в среде волновой фронт:
35. Уравнение плоской волны. Волновое уравнение.
1) уравнение плоской волны:
Волновое уравнение − линейное дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее малые колебания струны, колебательные процессы в сплошных средах и в электродинамике. В общем случае волна, распространяющаяся в пространстве, описывается уравнением
36. Стоячие волны.
Стоячая волна - это волна, которая образуется при наложении двух волн с одинаковой амплитудой и частотой, когда волны движутся навстречу друг другу. Практически стоячие волны возникают при отражении волн от преград. Падающая на преграду волна и бегущая ей навстречу отраженная волна налагаясь друг на друга, дают стоячую волну.
37. Эффект Доплера.
Эффект Доплера — физическое явление, связанное с уменьшением или увеличением частоты волны, принимаемой наблюдателем, в результате движения источника волны.
38. Постулаты Эйнштейна. Опыт Майкельсона. Перообразная Лоренца.
Альберт Эйнштейн, создавая свою теорию, в качестве основы брал экспериментальные данные. Он попытался их объяснить, выдвинув всего два постулата:
1)Равенство любых систем отсчёта, движущихся с постоянной и прямолинейной скоростью.
2)Неизменность скорости света в любой системе отсчёта.
Опыт Майкельсона — физический опыт, поставленный. Майкельсоном в 1881 году, с целью измерения зависимости скорости света от движения Земли относительно эфира.
Преобразованиями Лоренца в физике, в частности, в специальной теории относительности (СТО), называются преобразования, которым подвергаются пространственно-временные координаты (
x,y,z,t) каждого события при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой.
39. Относительность длин и промежутков времени. Относительность одновременности.
Результаты измерения длины стержня относительны и зависят от скорости его движения относительно системы отсчета; длина всегда получается меньше собственной длины (множитель меньше единицы), и чем больше скорость движения стержня относительно какой-либо системы отсчета, тем меньше его длина, измеренная в этой системе.
Относительность промежутков ремени состоит в том, что ход часов зависит от движения наблюдателя. Движущиеся часы отстают от неподвижных: если какое-либо явление имеет определенную длительность для движущегося наблюдателя, то оно кажется более продолжительным для неподвижного.
В физике относительность одновременности - это концепция, согласно которой отдаленная одновременность – независимо от того, происходят ли два пространственное разделенных события в одно и то же время – не является абсолютной, а зависит от системы отсчета наблюдателя.
40. Зависимость массы тела от скорости.
Масса тела, измеренная в той системе отсчета, относительно которой тело покоится называемой массой покоя m0. Тогда масса, измеренная наблюдателем, движущимся относительно тела со скоростью;
41. Размеры и масса молекул.
Размеры молекул очень малы.
Порядок величины диаметра молекулы 1*10-8 см = 1*10-10 м. Порядок величины объёма молекулы 1*10-20 м3
Массу можно определить, если абсолютное значение массы молекулы разделить на единичную атомную массу.
42. Идеальный газ. Параметры состояния. Законы идеального газа.
Идеальный газ - газ, для которого взаимодействием и размерами молекул можно пренебречь.
Параметры идеального газа характеризуется тремя параметрами: