Файл: Билеты ответы на экзамен общей физики (Механика).docx

Билет №1

Механи́ческим движе́ниемтеланазывается изменение его положения в пространстве относительно другихтелс течениемвремени. При этом тела взаимодействуют по законаммеханики.

Система отсчёта— это совокупность точки отсчёта,системы координати системы отсчётавремени, связанных с этой точкой, по отношению к которой изучается движение (или равновесие) каких-либо другихматериальных точекили тел

Ра́диус-ве́ктор(обычно обозначаетсяили просто) —вектор, задающий положенияточкивпространствеотносительно некоторой заранее фиксированной точки, называемойначаломкоординат.

Перемещениевклассической механике—направленный отрезок, характеризующий изменение положенияматериальной точкив пространстве. Обладает свойствамивектора, поэтому является векторной величиной. Обладает свойствомаддитивности.

Ско́рость(часто обозначается, отангл.velocityилифр.vitesse) —векторнаяфизическаявеличина, характеризующая быстротуперемещенияи направление движенияматериальной точкив пространстве относительно выбраннойсистемы отсчёта

Ускоре́ние(обычно обозначается, втеоретической механике) — производнаяскоростипо времени,векторнаявеличина, показывающая, насколько изменяется векторскороститочки (тела) при её движении за единицу времени

Траекто́рия материа́льной то́чки—линияв трёхмерномпространстве, представляющая собоймножествоточек, в которых находилась, находится или будет находитьсяматериальная точкапри своём перемещении в пространстве.

Поступательное движение— этомеханическое движениесистемы точек (тела), при котором любой отрезокпрямой, связанный с движущимсятелом, форма и размеры которого во время движения не меняются, остается параллельным своему положению в любой предыдущий момент времени.

Равнопеременным движением(равноускоренным или равнозамедленным) называется такое движение, при котором модуль скорости за любые равные интервалы времени изменяется (увеличивается или уменьшается) на равную величину.

---

Билет №2

Поступательное движение— этомеханическое движениесистемы точек (тела), при котором любой отрезокпрямой, связанный с движущимсятелом, форма и размеры которого во время движения не меняются, остается параллельным своему положению в любой предыдущий момент времени.

Прямолинейное движение—механическое движение, при котором вектор перемещения ∆r не меняется по направлению и по величине равен длине пути, пройденного телом

Криволинейное движение– это движение, траектория которого представляет собой кривую линию

Если траекторией является прямая линия, то движение называют прямолинейным, если кривая –криволинейным

Нормальное ускорение- составляющая ускорения точки при криволинейном движении, направленная по нормали к ее траектории в сторону центра кривизны. Нормальным ускорением называется также центростремительным. Нормальноеускорениечисленно равно v2/p, - где v -скоростьточки, p -радиускривизны траектории

Тангенциа́льное ускоре́ние—компонентаускорения, направленная покасательнойктраекториидвижения. Совпадает с направлением вектора скорости при ускоренном движении и противоположно направлено при замедленном.

Билет №3

???????????

Дина́мика(греч.δύναμις— сила) — разделмеханики, в котором изучаются причины возникновениямеханического движения. Динамика оперирует такими понятиями, какмасса,сила,импульс,энергия.

???????????

Инерциа́льная систе́ма отсчёта(ИСО) —система отсчёта, в которой справедливзакон инерции: все свободные тела (то есть такие, на которые не действуют внешние силы или действие этих сил компенсируется) движутся прямолинейно и равномерно или покоятся

1 З.Н.: Существуют такиесистемы отсчёта, называемыеинерциальными, относительно которыхматериальная точкапри отсутствии внешних воздействий сохраняет величину и направление своейскоростинеограниченно долго.

2 З.Н.: В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

3 З.Н.: Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению

Преобразова́ния Галиле́я— вклассической механике(механикеНьютона) преобразования координат и времени при переходе от однойинерциальной системы отсчета (ИСО)к другой. Преобразования Галилея подразумевают одинаковость времени во всех системах отсчета («абсолютное время»^[3]) и выполнение принципа относительности. Преобразования Галилея являются предельным (частным) случаемпреобразований Лоренцадля скоростей, малых по сравнению со скоростью света в пустоте и в ограниченном объёме пространства. Для скоростей вплоть до порядка скоростей движения планет в Солнечной системе (и даже бо́льших), преобразования Галилея приближенно верны с очень большой точностью.

---

Билеты №4

Импульсом материальнойточки называют величину равную произведению массы точки на ее скорость.

Импульс системыматериальных точек является величиной аддитивной, то есть импульс системы материальных точек равен сумме импульсов отдельных точек, входящих в систему, независимо от того, взаимодействуют они между собой или нет.

Из второго и третьего законов Ньютона следует, что первая производная по

времени t от импульса р механической системы (I.2.3.4°) равна главному вектору всех

внешних сил, приложенных к системе, Это уравнение выражает закон изменения импульса системы.

ЗСИ: В замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.

Необходимым условием применимости закона сохранения импульса к системе взаимодействующих тел является использование инерциальной системы отсчета.

Билет №5

Центр масс, центр инерции, геометрическая точка, положение которой характеризует распределение масс в теле или механической системе. Координаты Ц. м. определяются формулами

Положение центра масс (центра инерции) системы материальных точек в классической механике определяется следующим образом:

где

—радиус-вектор центра масс,

—радиус-вектор i-й точки системы,

—масса i-й точки.

Для случая непрерывного распределения масс:

---

где:

—суммарная масса системы,

—объём,

—плотность.

Центр масс, таким образом, характеризует распределение массы по телу или системе частиц.

Центр масс системы движется так же, как двигалась бы частица с массой, равной массе системы, под действием силы, равной векторной сумме всех внешних сил, действующих на входящие в систему частицы.

Билет №6

Механическая работа — это физическая величина, являющаясяскалярнойколичественной мерой действиясилыили сил на тело или систему, зависящая от численной величины и направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы.

Работа сил над системой материальных точек определяется как сумма работ этих сил над каждой точкой (работы, совершённые над каждой точкой системы, суммируются в суммарную работу этих сил над системой).

Мо́щность — физическая величина, равная отношениюработы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.– средняя,– мгновенная.

Кинети́ческая эне́ргия — энергиямеханической системы, зависящая отскоростейдвижения её точек. Часто выделяют кинетическую энергиюпоступательногоивращательногодвижения.

Теорема об изменении кинетической энергии системы: в дифференциальной форме: dT = ,,– элементарные работы, действующих на точку внешних и внутренних сил, в конечной форме: Т₂ – Т₁= . Для неизменяемой системыи   Т₂ – Т₁= , т.е. изменение кинетической энергии твердого тела на некотором перемещении равно сумме работ внешних сил, действующих на тело на этом перемещении.

---

Билет №7

Если в каждой точке пространства на помещенную туда частицу действует сила, то говорят, что частица находится в поле сил. Так, например, частица может находиться в поле сил тяжести, в поле упругих сил, в поле сил сопротивления (в потоке жидкости, газе).

Поле сил, остающееся постоянным во времени, называется стационарным. В стационарном силовом поле сила, действующая на частицу, зависит только от ее положения. Работа, которую совершают силы поля при перемещении частицы из точки 1 в точку 2, зависит, вообще говоря, от траектории, по которой перемещается частица из начального положения в конечное. Вместе с тем, имеются стационарные силовые поля, в которых работа, совершаемая над частицами силами поля, не зависит от формы траектории между точками 1 и 2. Силы, обладающие таким свойством, называются потенциальными или консервативными, а соответствующее поле сил – потенциальным полем. Примером потенциальных сил являются упругие силы, сила тяжести.

Рис. 3.10

Для определения потенциальности поля можно ввести другой критерий. Вычислим работу сил по замкнутому контуру. Разобьем замкнутый контур на две части и(рис. 3.10). Тогда работа на замкнутом контуре. Нетрудно сообразить, что. А так как в нашем случае работа не зависит от формы траектории, то в результате и оказывается, что работа сил при движении частицы на произвольной замкнутой траектории действительно равна нулю. На этом основании можно утверждать, что потенциальным называется поле, в котором работа сил по замкнутому контуру равна нулю. С другой стороны, очевидно, – чтобы поле было потенциальным, нужно, чтобы работа сил поля на любом замкнутом контуре была равна нулю. Все силы, не являющиеся потенциальными, называютсянепотенциальными или диссипативными. К числу непотенциальных сил относятся, например, силы трения и сопротивления. Работа этих сил зависит от формы траектории между начальным и конечным положениями частицы (и не равна нулю при перемещении вдоль замкнутого контура).

---