Учебное пособие по физике для старших хклассов

Скачать материал

МИНИСТЕРСТВО СПОРТА, ТУРИЗМА И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, СПОРТА И ТУРИЗМА»

М.Л. Абдуллаева

ФИЗИКА

Учебное пособие

Краснодар

2013

УДК

ББК

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма».

Рецензенты: доктор биологических наук, профессор С.Н. Щеглов;

доктор биологических наук, доцент В.К. Плотников.

Абдуллаева М. Л.

Физика. [Текст]: учебное пособие. – Ч III. - Краснодар: ФГБОУ ВПО КГУФКСТ, 2013. – 152 с.

Данное учебное пособие предназначено студентам 1 курса направления подготовки «Физическая культура» и соответствует требованиям к уровню подготовки бакалавров по циклам естественнонаучных дисциплин государственному стандарту направления 034300.62 – Физическая культура.

Пособие содержит краткое содержание лекций, 13 работ для проведения семинарских занятий по курсу «Физика», тесты, варианты контрольной работы и глоссарий по всему курсу. В пособии предлагается алгоритм решения разного вида задач, а также содержатся справочные материалы.

УДК

ББК

СОДЕРЖАНИЕ:

ПРЕДИСЛОВИЕ………………………………………………………….	4
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..	5
1МЕХАНИКА 1.1 Кинематика 1.1.1 Введение. Основные понятия механики………………………….	7
1.1.2 Поступательное движение материальной точки…………………	12
1.1.3 Движение тела под действием силы тяжести…………………….	17
1.2 Динамика. Законы сохранения 1.2.1. Основные законы динамики. Силы в природе. Статика………	21
1.2.2Механическая работа. Мощность. Законы сохранения ………	28
1.2.3 Вращение твердого тела………………………………………….	32
1.3Механические колебания и волны…………………………………. 1.4 Гиро-аэродинамика………………………………………………….	37 43
2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
2.1 Основы молекулярно-кинетической теории………………………	47
2.2 Термодинамика………………………………………………………	55
3 ЭЛЕКТРОДИНАМИКА 3.1 Электрические явления……………………………………………..	57
3.2 Магнитное поле……………………………………………………..	64
3.3 Оптика………………………………………………………………..	66
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ………………………..	72
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ………………………………………………….. ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ…………………………………	78 80
ТЕСТЫ………………………………………………………………………	103
ГЛОССАРИЙ………………………………………………………………..	119
СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ…………………………………………..	149
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………………………….	151

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное учебное пособие по физике предназначено для студентов 1 курса, направления подготовки «Физическая культура» университета физической культуры спорта и туризма. Учебное пособие содержит теоретический материал по основным темам в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Естественнонаучные основы физической культуры и спорта», теоретические, графические и расчетные задания для выполнения на семинарских занятиях, варианты контрольной работы, тесты, справочные материалы и глоссарий.

Пособие содержит основные разделы: механика, молекулярная физика, электродинамика. Выбор тем соответствует требованиям компетенций федерального государственного образовательного стандарта и профессиональной спецификой спортивного вуза. В нем приведены сведения о различных формах движения материи, характеристика различных видов механического движения, законы классической механики, строение и свойства веществ в различных агрегатных состояниях, законы термодинамики, свойства и поведение особой формы материи – электромагнитного поля.

Цель настоящего пособия – оказать помощь студентам в приобретении глубоких и прочных знаний по дисциплине «Естественнонаучные основы физической культуры и спорта». По окончании изучения курса студенты должны сформировать правильное понимание материального мира в его единстве и многообразии, а также представление об источниках научного знания и путях установления законов науки.

При подготовке к зачету и экзамену студенту предлагается использовать кроме данного пособия литературу из предложенного библиографического списка.

ВВЕДЕНИЕ

Болонский процесс осуществил те преобразования в сфере высшего образования России, которые стали характерными для европейского общества, усилил или вызвал к жизни смену подходов к оценке уровня образованности. Содержание образовательной подготовки будущих специалистов в области естественных наук имеет сложную и многокомпонентную структуру, отличается большим разнообразием изучаемых объектов, явлений и процессов.

Курс «Естественнонаучные основы физической культуры и спорта» является подготовительным курсом к биомеханике, опирается на общий курс, изучаемый в средней школе; способствует более глубокому восприятию разделов по механике, молекулярной физике, электродинамики. Отличительной особенностью данного курса является то, что большинство положений и выводов, вытекающих из физических законов, требуют экспериментального подтверждения и применения математических вычислений. Умение наблюдать физические процессы и измерять различные физические величины приобретает особое значение. Важную роль в этом играет выбор единиц измерения физических величин. В международной практике принята система единиц СИ.

Среди естественных наук раздел «Физика» занимает одно из важнейших мест. Она является тем основанием, на котором создают свои теоретические построения и совершенствуют свои экспериментальные методы все другие естественные науки: химия, биология, биохимия, биомеханика. Преподавание курса физики должно обеспечивать формирование основ современного естествознания, отвечающих потребностям специализации студентов в их профессиональной деятельности после окончания обучения.

Понимать физические законы – значит, уметь их применять для анализа конкретных физических явлений, задач.

Образовательная задача данного курса раздела «Физика» заключается в том, чтобы дать студентам более глубокие систематизированные знания по основным разделам (механике, молекулярной физике и электродинамике). Изучение данного раздела должно раскрыть смысл и содержание основных физических законов и понятий, дать правильное понимание физических теорий, отражающих материальный мир в его единстве и многообразии.

Особенно важным является расширение кругозора студентов; развитие их знаний о роли физики в биологических науках; выработка у них умения применять знания для решения вопросов, связанных с их дальнейшей спортивной деятельностью.

В рамках данного курса необходимо научить студентов пользоваться методами научных исследований. К этим методам относятся, прежде всего, наблюдения, эксперимент, построение гипотез, мысленное и механическое моделирование, объяснение явлений и фактов на основе физической теории.

1 МЕХАНИКА

1.1 Кинематика

1.1.1 Введение. Основные понятия механики

Основные положения:

Механическое движение – изменение положения тела относительно других тел или изменение положения частей тела со временем.

Материальная точка – тело, размерами которого можно пренебречь в данной задаче.

Траектория - линия, вдоль которой движется тело.

Пройденный путь - длина траектории движущегося тела за определенный промежуток времени; обозначение –l; единица измерения в системе СИ: 1 м; скаляр (имеет модуль, но не имеет направления); однозначно не определяет конечное положение тела.

Перемещение - вектор, соединяющий начальное и последующее положения тела; обозначение – S; единица измерения модуля перемещения в СИ: 1 м; однозначно определяет конечное положение тела.

Средняя скорость – векторная физическая величина, равная отношению перемещения тела к промежутку времени, за которое это перемещение произошло.

Механическое движение бывает поступательным и вращательным. Колебательное движение - сложное движение тела, состоящее из поступательного и вращательного движений.

Поступательным движением называют движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, перемещается, оставаясь параллельной самой себе. Примерами поступательного движения являются движение поршня в цилиндре двигателя, движение кабин «чертова колеса» и т.д. При поступательном движении все точки твердого тела описывают одинаковые траектории и в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения.

Вращательным движением абсолютно твердого тела называют такое движение, при котором все точки тела движутся в плоскостях, перпендикулярных к неподвижной прямой, называемой осью вращения, и описывают окружности, центры которых лежат на этой оси (роторы турбин, генераторов и двигателей).

Колебательное движение – это движение, периодически повторяющееся в пространстве с течением времени.

Системой отсчета называется совокупность тела отсчета, системы координат и способа измерения времени.

Тело отсчета – любое тело, выбираемое произвольно и условно считаемое неподвижным, относительно которого изучается расположение и движение других тел.

Система координат состоит из выделенных в пространстве направлений – осей координат, пересекающихся в одной точке, называемой началом отсчета и выбранного единичного отрезка (масштаба). Система координат нужна для количественного описания движения.

В декартовой системе координат положение точки А в данный момент времени по отношению к этой системе определяется тремя координатами х, у и z, или радиусом-вектором .

В зависимости от характера движения тела используют одномерную, двухмерную или трехмерную систему коордиант.

Траекторией движения материальной точки называется линия, описываемая этой точкой в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным и криволинейным.

Движение называется равномерным, если скорость материальной точки с течением времени не изменяется.

Действия с векторами:

Всякому механическому движению присущ абсолютный и относительный характер.

Абсолютный смысл механического движения состоит в том, что если два тела сближаются или удаляются друг от друга, то они будут сближаться или удаляться в любой другой системе отсчета.

Относительность механического движения заключается в том, что:

1) бессмысленно говорить о движении, не указав тело отсчета;

2) в разных системах отсчета одно и то же движение может выглядеть по-разному.

Закон сложения скоростей: скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости этого же тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы относительно неподвижной.

Контрольные вопросы:

1. Определение механического движения (примеры).

2. Виды механического движения (примеры).

3. Понятие материальной точки (примеры).

4. Условия, при выполнении которых тело можно считать материальной точкой.

5. Поступательное движение (примеры).

6. Что включает в себя система отсчета?

7. Что такое равномерное движение (примеры)?

8. Что называется средней скоростью?

9. Закон сложения скоростей.

Выполните задания:

1. Улитка проползла прямолинейно 1 м, затем сделала поворот, описав четверть окружности радиусом 1 м, и проползла далее перпендикулярно первоначальному направлению движения еще 1 м. Сделать чертеж, рассчитать пройденный путь и модуль перемещения, на чертеже покажите вектор перемещения улитки.

2. Движущийся автомобиль сделал разворот, описав половину окружности. Сделать чертеж, на котором указать путь и перемещение автомобиля за треть времени разворота. Во сколько раз путь, пройденный за указанный промежуток времени, больше модуля вектора соответствующего перемещения?

3. Может ли спортсмен на водных лыжах двигаться быстрее катера? Может ли катер двигаться быстрее лыжника?

4. Приведите пример, когда тело может быть принято за материальную точку.

5. Заполните таблицу:

Характеристика движения	Тип величины	Формула для равномерного прямолинейного движения
Перемещение
Время
Скорость
Координата

6. Решите задачи:

1) Два автомобиля едут по взаимно перпендикулярным дорогам со скоростью V₁ = 16,1 м/с и V₂ = 9,35 м/c соответственно. Найти величину их относительной скорости.

2) На станции метро скорость движения эскалатора 0,75 м/с. Определить вертикальную и горизонтальную скорость, а также глубину туннеля метро, если угол наклона лестницы 30°, а время, которое затрачено на подъем человека по эскалатору, 120 с.

Задания для самостоятельной работы:

1. Найти величину относительной скороcти двух мотоциклистов, едущих по взаимно перпендикулярным дорогам со скоростью V₁ и V₂ соответственно.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
V₁, км/ч	55	56	58	60	62	66	68	70	64	50	72	77
V₂, км/ч	60	65	66	64	68	70	72	75	76	78	80	85

2. Лыжник скатывается с горы, составляющей угол α с горизонтом. Через время t его скорость равна V. Найти высоту горы, вертикальную и горизонтальную составляющие скорости лыжника.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
V, м/c	10	12	15	11	16	18	17	20	24	25	28	30
t, c	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
α	30	45	60	30	45	60	30	45	60	30	45	60

1.1.2 Поступательное движение материальной точки

Основные положения:

Неравномерное движение – это движение с переменной скоростью.

Мгновенная скорость – это векторная физическая величина, равная пределу отношения перемещения тела к промежутку времени, стремящимся к нулю.

Если за произвольные равные промежутки времени точка проходит пути разной длины, то численное значение ее скорости с течением времени изменяется. Такое движение называется неравномерным. В этом случае пользуются скалярной величиной, называемой средней путевой скоростью неравномерного движения на данном участке траектории. Она равна отношению пройденного пути к промежутку времени, за который этот путь пройден:
.

Средняя скорость при неравномерном движении – отношение вектора перемещения тела к промежутку времени, за который это перемещение произошло.

Для характеристики изменения скорости движения вводится понятие ускорения.

Средним ускорением неравномерного движения в интервале времени от t до называется векторная величина, равная отношению изменения скорости к интервалу времени , за который это изменение произошло:

Мгновенным ускорением, или ускорением материальной точки в момент времени t, будет предел среднего ускорения:

Движение, происходящее с постоянным ускорением, называется равнопеременным.

Уравнение равнопеременного движения: .

При криволинейном движении используют понятие угловой скорости.

Угловой скоростью называется вектор, численно равный первой производной угла поворота радиус-вектора материальной точки по времени.

Вектор ускорения принято раскладывать на 2 составляющие: тангенциальное и нормальное (центростремительное) ускорение.

Тангенциальное ускорение показывает быстроту изменения модуля скорости, а нормальное ускорение характеризует быстроту изменения направления скорости при криволинейном движении.

Полное ускорение тела есть геометрическая сумма тангенциальной и нормальной составляющих:

; где V – модуль линейной скорости тела при криволинейном движении

Для характеристики неравномерного криволинейного движения тела вводится понятие углового ускорения. Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени:

В случае равнопеременного движения точки по окружности ():

где ω₀- начальная угловая скорость.

Контрольные вопросы:

1. Дать определение неравномерного движения.

2. Что называют равнопеременным движением?

3. Дайте определение мгновенной скорости.

4. Как направлен вектор мгновенной скорости?

5. Дайте определение мгновенного ускорения. В каких единицах измеряется его модуль?

6. Как направлены тангенциальное и нормальное ускорение при криволинейном движении?

7. Дайте определение угловой скорости. Каковы ее единицы измерения?

Выполните задания:

1. Напишите формулы зависимости:

а) частоты вращения от периода;

б) угловой скорости от периода;

в) угловой скорости от линейной;

г) угловой скорости от частоты;

д) центростремительного ускорения от скорости;

е) линейной скорости от частоты вращения;

ж) линейной скорости от периода.

2. Заполните таблицу:

Характеристика движения	Тип величины	Формулы для прямолинейного равнопеременного движения
Перемещение
Скорость
Ускорение
Координата

3. Решите задачи:

1) Тело, двигаясь из состояния покоя, прошло путь S₁ = 150 м за время t₁ = 3 c. На каком расстоянии S₂ оно находилось через t₂ = 4 с после начала пути? Считать движение равнопеременным на всем пути.

2) При равноускоренном движении из состояния покоя тело проходит за пятую секунду 40 см. Определить перемещение тела за седьмую секунду.

3) Колесо велосипедиста имеет радиус 0,38 м. С какой скоростью движется велосипед, если колесо делает 90 оборотов в минуту? Какова угловая скорость вращения колеса при этом движении?

Задания для самостоятельной работы:

1. С крыши капают капли. На сколько перемещение капли в секунду t₁меньше ее перемещения в секунду t₂?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
t₁, c	5	6	7	8	9	4	3	10	11	12	13	14
t₂, c	6	7	8	9	10	5	4	11	12	13	14	15

2. Велосипедное колесо радиусом R вращается с постоянным угловым ускорением 0,3 рад/. Определить угловую скорость и полное ускорение для точек, лежащих на ободе колеса, через t с после начала движения. Найти полное число оборотов колеса.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
t, с	5	6	7	4	6	5	7	8	9	10	12	14
R, см	80	82	85	90	100	95	98	110	105	102	90	88

1.1.3 Движение тела под действием силы тяжести

Основные положения:

Свободным падением тел называют падение тел на Землю в отсутствие сопротивления воздуха (в пустоте). В конце XVI века знаменитый итальянский ученый Г. Галилей опытным путем установил с доступной для того времени точностью, что в отсутствие сопротивления воздуха все тела падают на Землю равноускоренно, и что в данной точке Земли ускорение всех тел при падении одно и то же. До этого в течение почти двух тысяч лет, начиная с Аристотеля, в науке было принято считать, что тяжелые тела падают на Землю быстрее легких.

Ускорение, с которым падают на Землю тела под действием силы тяжести, называется ускорением свободного падения.

Вектор ускорения свободного падения обозначается символом , он направлен по вертикали вниз к центру Земли. Второй закон Ньютона справедлив в инерциальной системе отсчета. Такой системой является, например, гелиоцентрическая система. Систему же отсчета, связанную с Землей, строго говоря, нельзя считать инерциальной в связи с ее вращением вокруг Солнца. Вращение Земли и сплюснутость ее у полюсов приводит к тому, что ускорение свободного падения относительно геоцентрической системы отсчета на разных широтах различно, изменяясь примерно от 9,83 м/с² на полюсах до 9,78 м/с² на экваторе. На широте Москвы g = 9,81523 м/с². Обычно, если в расчетах не требуется высокая точность, то принимают числовое значение g у поверхности Земли равным 9,8 м/с² или даже 10 м/с².

008-свободное падение тел

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

Это движение можно разложить на два независимых движения: прямолинейное равномерное, происходящее в горизонтальном направлении с начальной скоростью V₀_x=V₀Cosα и свободное падение с начальной скоростью V₀_x=V₀Sinα, где α - угол, под которым брошено тело к горизонту.

Для описания движения нужно выбрать прямоугольную систему координат XOY.

Уравнения движения будут иметь вид:

Контрольные вопросы:

1. С каким ускорением движется свободно падающее тело? Чему оно равно и как направлено?

2. От чего зависит ускорение свободного падения?

3. Почему ускорение, сообщаемое телу силой тяжести, не зависит от массы тела?

4. Что общего в движении тел, брошенных вертикально, горизонтально и под углом к горизонту?

5. По какой траектории движется тело, брошенное под углом к горизонту?

6. Как направлен вектор скорости в произвольной точке траектории?

Решите задачи:

1) Камень упал на землю с горы высотой 40 м. Найдите время падения и скорость камня в момент его удара о землю.

2) На какую максимальную высоту поднимается тело, брошенное вверх с начальной скоростью 64 м/с? Вычислите время подъема на эту высоту.

3) Струя воды в гидромониторе вылетает из ствола со скоростью 50 м/с под углом 45° к горизонту. Найти дальность полета и наибольшую высоту подъема струи.

Задания для самостоятельной работы:

1. Мяч, подброшенный волейболистом вертикально вверх на высоту h, упал на землю. Найдите время падения и скорость мяча в момент его удара о землю.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Н, м	3	3,5	4	3,8	3,2	2,8	2,5	1,5	1,9	2	2,4	2,6

2. Многоборец выпустил стрелу из лука вертикально вверх с начальной скоростью V_o. На какую высоту она поднимется относительно точки бросания?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Vo, м/с	30	32	33	28	29	25	26	27	34	35	24	22

3. Теннисист отбивает мяч под углом α к горизонту со скоростью V_o. Найти дальность полета и наибольшую высоту подъема теннисного мяча относительно точки бросания.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Vo, м/с	30	32	33	28	29	25	26	27	34	35	24	22
α	30	45	60	30	45	30	45	60	30	45	60	30

1.2 Динамика. Законы сохранения

1.2.1 Основные законы динамики. Силы в природе. Статика

Основные положения:

Динамика изучает движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. В основе динамики лежат законы механики Ньютона, из которых получаются все уравнения и теоремы, необходимые для решения задач динамики.

Первый закон Ньютона отражает свойство инерции, тел и часто называется законом инерции. Он утверждает, что существуют такие системы отсчета, относительно которых всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. Такие системы отсчета являются инерциальными.

Неинерциальной системой отсчета называется система отсчета, в которой свободная материальная точка не сохраняет скорость движения постоянной.

Воздействие одного физического тела на другое характеризуется физической величиной, называемой силой. Сила, действующая на тело, сообщает ему ускорение. За единицу силы принимают силу, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². .

Величина полученного ускорения пропорциональна приложенной силе. Свойство тела требовать некоторого времени для изменения своей скорости называют инертностью тела. Физическая величина, являющаяся мерой инертности тела, называется массой тела.

Свойство инертности позволяет измерять массу тел методом взаимодействия с другим телом известной массы. Он основан на сравнении инертных свойств изучаемого тела и гирь.

Единица массы в СИ – 1 кг.

В механике Ньютона считается, что:

1) масса тела не зависит от скорости его движения;

2) масса тела равна сумме масс всех частиц, из которых оно состоит.

3) закон сохранения массы: при любых процессах, протекающих в системе тел, ее масса остается неизменной.

Второй закон Ньютона может быть записан в форме:

Ускорение, приобретаемое телом в инерциальной системе отсчета, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально массе этого тела.

В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней сил.

Третий закон Ньютона имеет дело со взаимодействующими телами. Он утверждает, что силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению.

В механике изучают два вида взаимодействий: гравитационные и электромагнитные. К гравитационным взаимодействиям относится сила всемирного тяготения.

В 1687 г. Ньютон на основании уже обнаруженных к тому времени на опыте законов движения планет установил, что всякие два тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Например, материальная точка с массой m₁, находящаяся на расстоянии r от другой материальной точки с массой m₂, будет притягиваться последней с силой:

К электромагнитным взаимодействиям относятся силы упругости и силы трения.

Сила, возникающая при деформации тела, — упругая сила.

Весом тела называют силу, с которой оно давит на опору или растягивает подвес. По третьему закону ньютона вес численно равен величине силы реакции опоры (или натяжения нити подвеса). В простейшем случае неподвижного тела, находящегося в вакууме, вес оказывается равным силе тяжести. При свободном падении тела и опоры их ускорения оказываются одинаковыми и равными g. При этом сила реакции опоры и вес тела исчезают - возникает явление невесомости.

Деформация тела – это изменение формы или объема твердого тела под действием внешних сил. Различают упругие и пластические деформации.

Закон Гука: Сила упругости, возникающая при малых упругих деформациях, прямо пропорциональна величине деформации и направлена противоположно ей.

F_х=-kx, где k — коэффициент жесткости упругого тела, а x — величина деформации тела; x > 0 при растяжении тела, x < 0 — при сжатии.

Сила трения – это сила, возникающая при непосредственном соприкосновении движущихся тел. Сила трения, действующая на тело, направлена в сторону, противоположную его скорости. Сила трения скольжения противоположна направлению силы, заставляющей тело скользить. Сила трения скольжения:

F_TP= μ·N,

где μ – коэффициент трения, N – сила нормального давления тела на опору.

В статике изучается равновесие тел. Существуют следующие виды равновесия: устойчивое, неустойчивое, безразличное.

Тело (материальная точка) находится в равновесии, если равнодействующая всех приложенных сил равна нулю.

Тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю и алгебраическая сумма моментов всех сил, приложенных к телу относительно оси вращения, равна нулю (правило моментов).

Момент силы (вращающий момент) — векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

Вектор момента силы направлен перпендикулярно к плоскости, проведенной через векторы и , и образует с ними правую тройку векторов.

Если под действием силы тело по отношению к наблюдателю вращается по часовой стрелке, то момент проекции силы на плоскость, перпендикулярную оси, относительно точки пересечения оси с этой плоскостью считается положительным, в противном случае – отрицательным.

Контрольные вопросы:

1. Чем отличается рассмотрение движения в кинематике и динамике?

2. Сформулировать 1 закон Ньютона.

3. Что называют инерциальной системой отсчета?

4. Что такое инертность?

5. Сформулировать 2 закон Ньютона.

6. Сформулировать 3 закон Ньютона.

7. Дать определение силы. Ее единицы измерения.

8. Сформулировать закон всемирного тяготения.

9. Что такое вес тела? В каких случаях тело испытывает перегрузки, в каких случаях наступает невесомость?

10. Как возникают силы упругости?

11. Что такое деформация? Виды деформаций (примеры).

12. Сформулировать закон Гука.

13. Когда возникает сила трения? Как она направлена?

14. Что называют состоянием равновесия? Перечислить виды равновесия. Сформулировать условие равновесия материальной точки.

15. Сформулировать условие равновесия тела, имеющего неподвижную ось вращения.

Выполните задания:

1. Перечислите типы взаимодействия между материальными объектами (привести примеры).

2. Заполните таблицу:

Виды сил	Формула	Закон (определение силы)	Постоянный коэффициент
Сила всемирного тяготения
Сила тяжести
Сила упругости
Сила трения
Вес тела

3. Решите задачи:

1. Подвешенное к тросу тело массой 10 кг поднимается вертикально. С каким ускорением движется тело, если сила натяжения троса равна 118Н?

2. Какую силу нужно приложить для равномерного подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20°?

3. Почему длинным ключом гайку легче отвернуть, чем коротким?

4. Какая из двух машин: груженая дровами или сеном, легче опрокинется, если их масса одинакова?

5. К концам стержня массой 8 кг и длиной 0,4 м подвешены грузы с массой 40 кг и 10 кг. Где надо подпереть стержень, чтобы он находился в равновесии?

Задания для самостоятельной работы:

1) Парашютист массой 80 кг падает в воздухе с ускорением а. Найти силу сопротивления воздуха.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
а, м/с²	7	7,5	6	5	8	7,8	5,5	7,7	6,6	4,9	4,8	6,8

2) Сила гравитационного взаимодействия двух тел массой m₁и m₂, находящихся на расстоянии r друг от друга, равна F. Определите величину, обозначенную звездочкой.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m₁, кг	*	200	250	80	*	90	120	140	*	30	80	60
m₂, кг	150	*	200	250	80	*	90	120	140	*	30	80
F, Н	6	7	8	*	7	8	6	*	8	6	7	*
r, м	0,5	0,6	*	0,7	0,4	0,5	*	0,6	0,7	0,4	*	0,5

3. Какую силу нужно приложить к концу проволоки, жесткость которой k, чтобы растянуть ее на ∆х?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
k, кН/м	100	90	80	60	50	55	65	75	70	85	93	110
∆х, мм	1	2	3	4	6	5	6,5	7,5	7	5	3	2

4) На доске длиной L и массой М качаются два мальчика с массой m₁ и m₂. На каком расстоянии х от середины доски должна быть у нее точка опоры, если мальчики сидят на концах доски?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m₁, кг	30	25	21	20	15	18	22	23	24	26	27	28
m₂, кг	22	16	18	17	22	20	12	15	19	17	18	21
М, кг	10	11	12	15	13	14	12	8	10	9	8	7
L, см	250	230	245	240	300	320	325	258	400	310	210	220

1.2.2 Механическая работа. Мощность. Законы сохранения

Основные положения:

Произведение массы тела на его скорость называется импульсом тела:

Импульс силы равен изменению импульса тела:

Закон сохранения импульса: полный импульс замкнутой системы взаимодействующих частиц или тел остается постоянным.

Если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила F, которая составляет некоторый угол α с направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силы F_sна направление перемещения (Fs= Fcosα), умноженной на перемещение точки приложения силы: А = FsCosα.

Единица работы — джоуль (Дж): 1 Дж - работа, совершаемая силой в 1 Н на пути в 1 м (1 Дж = 1 Н∙м).За время ∆t сила F совершает работу Fs, и мощность, развиваемая этой силой, в данный момент времени:

N — величина скалярная.

Единица мощности — ватт (Вт): 1 Вт - мощность, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж (1 Вт = = 1 Дж/с).

Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др.

Кинетическая энергия- это энергия движения. Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью V, равна работе, которую должна совершить сила, приложенная к покоящемуся телу:

Работа силы тяжести равна изменению некоторой физической величины mgh, взятому с противоположным знаком. Эту физическую величину называют потенциальной энергией тела в поле силы тяжести:

E_p = mgh.

Потенциальная энергия - часть общей механической энергии системы, зависящая от взаимного расположения частиц, составляющих эту систему, и от их положений во внешнем силовом поле.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе силы упругости при переходе из данного состояния в состояние с нулевой деформацией:

Количественную формулировку закона сохранения и превращения энергии дали немецкие ученые Ю. Майер и Г. Гельмгольц (XIX в.): в замкнутой системе энергия может переходить из одних видов в другие и передаваться от одного тела к другому, но ее общее количество остается неизменным.

Полная механическая энергия W системы равна сумме ее кинетической и потенциальной энергий:

Полная механическая энергия системы также является функцией состояния системы, т.е. зависит только от положения и скоростей всех тел системы.

Закон сохранения и превращения энергии является одним из фундаментальных законов природы, справедливым как для систем макроскопических тел, так и для систем элементарных частиц.

В замкнутой системе тел, силы взаимодействия между которыми консервативны (потенциальны), отсутствуют взаимные превращения механической энергии в другие виды энергии. Такие системы называются замкнутыми консервативными и для них справедлив закон сохранения энергии в механике: механическая энергия замкнутой консервативной системы не изменяется в процессе ее движения: const.

Контрольные вопросы:

1. Назовите виды механической энергии.

2. Сформулируйте закон сохранения механической энергии.

3. Дайте определение работы и ее единицы измерения.

4. Дайте определение мощности и ее единицы измерения.

5. Что называется импульсом силы и импульсом тела?

6. Сформулируйте закон сохранения импульса.

7. Какие системы называют замкнутыми?

8. Сформулируйте закон сохранения механической энергии. В каких системах он выполняется?

Заполните таблицу:

Физическая величина	Тип величины	Формула	Единицы измерения
Механическая работа
Мощность
Кинетическая энергия
Потенциальная энергия
Импульс тела
Импульс силы

Решите задачи:

1) Снаряд массой 100 кг, летящий горизонтально вдоль железнодорожного пути со скоростью 500 м/с, попадает в вагон с песком массой 10 т и застревает в нем. Найти скорость вагона, если он двигался со скоростью 36 км/ч навстречу снаряду.

2) Во сколько раз кинетическая энергия искусственного спутника Земли, движущегося по круговой траектории, меньше его потенциальной энергии в гравитационном поле Земли?

Задания для самостоятельной работы:

1. Спортсмен по прыжкам в воду с трамплина с массой m отталкивается от мостика со скоростью V₀, направленной вертикально вверх. На какую высоту он взлетит? Какова его потенциальная энергия в высшей точке подъема? С какой скоростью спортсмен входит в воду?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m, кг	70	75	68	65	72	73	74	66	67	68	69	71
V₀, м/с	5	6	7	4	8	5	6	7	4	5	6	7

2. Гиря массой m подвешена на пружине жесткостью k и установлена на подставке так, что пружина не деформирована. Найти максимальную скорость гири, если подставку убрать.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m, кг	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2
K, Н/м	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75

1.2.3 Вращение твердого тела

Основные положения:

Движение, при котором все точки тел описывают окружности, лежащие в параллельных плоскостях с центрами, расположенными на одной неподвижной прямой, называется вращательным движением тела. Прямая АВ называется осью вращения. Угловая скорость для всех точек вращающегося тела одинакова, линейные скорости различны: чем дальше расположена точка от центра вращения, тем больше ее линейная скорость.

Для того чтобы вызвать вращение тела, к нему надо приложить силу F, которая:

1) действует в плоскости, перпендикулярной оси вращения;

2) не проходит через эту ось;

3) направлена под прямым углом к радиусу, проведенному от оси вращения к точке приложения силы.

Действие силы тем больше, чем дальше расположена точка ее приложения от оси вращения. Это учитывается с помощью величины, называемой вращающим моментом.

Момент инерции тела относительно оси вращения – это физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек тела на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси:

Моменты инерции некоторых твердых тел

Тело	Положение оси вращения	Момент инерции
Полый тонкостенный цилиндр радиуса R	Ось симметрии
Сплошной цилиндр или диск радиуса R	То же
Прямой тонкий стержень длиной l	Ось перпендикулярна стержню и проходит через его середину
Прямой тонкий стержень длиной l	Ось перпендикулярна стержню и проходит через его конец
Шар радиусом R	Ось проходит через центр шара

Теорема Штейнера: Момент инерции тела J_zотносительно любой оси вращения равен моменту его инерции J_cотносительно параллельной оси, проходящей через центр масс С тела, сложенному с произведением массы m тела на квадрат расстояния а между осями (теорема Штейнера):

При вращении абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси z его кинетическая энергия равна половине произведения момента инерции относительно оси вращения на квадрат угловой скорости:

Момент инерции – мера инертности тела при вращательном движении.

Работа вращения тела идет на увеличение его кинетической энергии и определяется выражением, где M_z– момент сил относительно оси вращения z.

Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси z (аналог второго закона Ньютона) имеет вид:

где L_z – момент импульса твердого тела относительно оси z.
В замкнутой механической системе момент внешних сил относительно неподвижной оси M_z= 0 и, откуда L_z= const – закон сохранения момента импульса. Он является следствием изотропности пространства: инвариантность физических законов относительно выбора направления осей координат системы отсчета.

Контрольные вопросы:

1. Что называется моментом инерции тела? Какова роль момента инерции во вращательном движении?

2. От чего зависит момент инерции тела?

3. Что называется моментом силы относительно неподвижной оси?

4. Что такое момент импульса твердого тела? Как определяется направление момента импульса?

5. Какова формула для кинетической энергии тела, вращающегося вокруг неподвижной оси? Как определяется работа при вращении тела?

6. Сформулируйте уравнение динамики вращательного движения твердого тела.

7. Сформулируйте закон сохранения момента импульса. В каких системах он выполняется?

8. Сопоставьте основные величины и уравнения динамики поступательного и вращательного движений.

Заполните таблицу:

Физическая величина	Обозначение	Тип величины	Единица измерения	Формула
1. Момент силы
2. Плечо силы				---------
3. Кинетическая энергия вращающегося тела
1. Момент инерции: а) однородного цилиндра б) однородного шара
5. Момент импульса тела
6. Угловое ускорение
7. Основное уравнение вращательного движения	_______	---------------	-----------

Решите задачи:

1) Почему, перед тем как метнуть диск, метатель совершает вместе с диском вращение?

2) Шар радиусом 10 см и массой 5 кг вращается вокруг оси симметрии по закону , где В=2 рад/с², С=-0,5 рад/с³. Определить момент сил относительно оси вращения для момента времени t = 3 c.

3) Полый тонкостенный цилиндр массой 0,3 кг, катящийся без скольжения, ударяется о стену и откатывается от нее. Скорость цилиндра до удара о стену 1,2 м/с, после удара 1 м/с. Определить выделившееся при ударе количество теплоты.

4) Сплошной однородный шар радиусом 8 см и массой 3 кг катится без скольжения с угловой скоростью 1,2 рад/с. Найдите его момент импульса L, а также полную кинетическую энергию тела.

Задания для самостоятельной работы:

1. На тело с моментом инерции J действует вращающий момент М. С каким угловым ускорением вращается тело?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
М, Н·м	8	9	10	20	12	24	14	15	16	22	18	21
L, кг·м²	2	3	5	10	6	8	7	5	4	11	6	7

2. Фигурист за некоторое время уменьшил частоту своего вращения от ν₁до ν₂. Его момент инерции равен J. Рассчитайте угловое ускорение ε фигуриста, тормозящий момент силы М, работу торможения А.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
н₁, Гц	5	4	6	3	2	5	4	6	3	2	5	4
н₂, Гц	4	3	2	1	1	2	2	5	2	0,5	2	1
I, кг·м²	16	17	15	13	12	14	18	19	20	11	16	17
t, c	20	15	30	25	10	12	9	8	11	7	16	18

3. Сплошной однородный шар радиусом R и массой m катится без скольжения с угловой скоростью w. Найти его момент импульса L, а также полную кинетическую энергию тела.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
R, см	9	8	7	6	5	4	11	12	14	15	18	20
w, рад/с	1	2	3	2	4	5	2	6	7	5	3	5
m, г	300	200	250	350	150	160	230	240	260	310	320	340

1.3Механические колебания и волны

Основные положения:

Колебательное движение – движение, точно или приблизительно повторяющееся через одинаковые промежутки времени.

Колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется со временем по закону синуса или косинуса, являются гармоническими.

Периодом колебаний Т называется наименьший промежуток времени, по истечение которого повторяются значения всех величин, характеризующих колебательное движение. За этот промежуток времени совершается одно полное колебание.

Частотой периодических колебаний называется число полных колебаний, которые совершаются за единицу времени.

Циклической (круговой) частотой колебаний называется число полных колебаний, которые совершаются за 2π единиц времени.

, тогда .

Гармоническими колебаниями называются колебания, при которых колеблющаяся величина х изменяется с течением времени по закону:

где А, ω, φ₀ – постоянные величины.

А > 0 – величина, равная наибольшему абсолютному значению колеблющейся величины х и называется амплитудой колебаний.

Выражениеопределяет значение х в данный момент времени и называется фазой колебаний.

В момент начала отсчета времени (t = 0) фаза колебаний равна начальной фазе φ_0.

Математический маятник – это идеализированная система, представляющая собой материальную точку, подвешенную на тонкой, невесомой и нерастяжимой нити.

Период свободных колебаний математического маятника: .

Пружинный маятник – материальная точка, закрепленная на пружине и способная совершать колебания под действием силы упругости.

Период свободных колебаний пружинного маятника: .

Физический маятник – это твердое тело, способное вращаться вокруг горизонтальной оси под действием силы тяжести.

Период колебаний физического маятника: .

Теорема Фурье: любой реальный периодический сигнал можно представить в виде суммы гармонических колебаний с различными амплитудами и частотами. Эту сумму называют гармоническим спектром данного сигнала.

Вынужденными называют колебания, которые вызваны действием на систему внешних сил F(t), периодически изменяющихся с течением времени.

Сила F(t) называется возмущающей силой.

Затухающими колебаниями называются колебания, энергия которых уменьшается с течением времени, что связано с убылью механической энергии колеблющейся системы за счет действия сил трения и других сил сопротивления.

Если частота собственных колебаний системы совпадает с частотой возмущающей силы, то резко возрастает амплитуда колебаний системы. Это явление называется резонансом.

Распространение колебаний в среде называется волновым процессом, или волной.

Волна называется поперечной, если частицы среды колеблются в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Волна называется продольной, если колеблющиеся частицы движутся в направлении распространения волны. Продольные волны распространяются в любой среде (твердой, жидкой, газообразной).

Распространение поперечных волн возможно только в твердых телах. В газах и жидкостях, которые не обладают упругостью формы, распространение поперечных волн невозможно.

Длиной волны называется расстояние между ближайшими точками, колеблющимися в одинаковой фазе, т.е. расстояние, на которое распространяется волна за один период.

Скорость волныV – это скорость распространения колебаний в среде.

Период и частота волны – период и частота колебаний частиц среды.

Звук – упругая продольная волна, распространяющаяся от источника звука в среде.

Восприятие звуковых волн человеком зависит от частоты, слышимые звуки от 16 Гц до 20000Гц.

Звук в воздухе – это продольная волна.

Высота тона определяется частотой звуковых колебаний, громкость звука – его амплитудой.

Контрольные вопросы:

1. Какое движение называется гармоническим колебанием?

2.Дайте определения величин, характеризующих гармонические колебания.

3. Каков физический смысл имеет фаза колебаний?

4. Что называется математическим маятником? Каков его период?

5. Что называется физическим маятником?

6. Что такое резонанс?

7. Что называется волной? Дайте определение поперечной и продольной волны.

8. Что называется длиной волны?

9. Каков диапазон частот звуковых волн? Может ли звук распространяться в вакууме?

Выполните задания:

1. Заполните таблицу:

Величина	Обозначение	Единица измерения	Формула
Амплитуда колебаний
Период колебаний: а) математического маятника б) пружинного маятника в) физического маятника
Циклическая частота колебаний
Фаза колебаний
Координата колеблющейся частицы
Длина волны
Скорость волны

2. Решите задачи

1) Чему равно отношение масс двух пружинных маятников , имеющих пружины одинаковой жесткости, если частота .

2) Два маятника за одинаковое время совершают один 30, а второй 40 колебаний. Какова длина каждого маятника, если разность их длин равна 7см?

3) Найти наибольшую скорость движения маятника длиной 3,6 м, отклоненного от положения равновесия на 60°.

Задания для самостоятельной работы:

1. Тело массой 20 г совершает гармонические колебания, описываемые уравнением: . Чему равны амплитуда, частота, циклическая частота, период колебаний, начальная фаза?Построить график колебаний. Найти: максимальные значения скорости и ускорения, максимальную силу, действующую на точку, полную механическую энергию точки.

Вариант	Уравнение колебаний	Вариант	Уравнение колебании
1		7
2		8
3		9
4		10
5		11
6		12

2. Вдоль упругого шнура распространяется поперечная волна со скоростью V. Период колебаний Т, амплитуда А. Определить длину волны, фазу и смещение х точки, отстоящей на расстоянии у от источника волн в момент времени t.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
V, м/c	9	10	15	12	13	14	17	18	19	20	21	22
Т, c	1	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,2	2,4
А, см	1	1,5	2	3	4	5	6	2,5	3,5	4,5	5,5	6,5
у, м	2	3	4	5	1,5	1,6	1,8	2,2	2,5	3,6	2,8	3,9
t, c	1	1,5	2,	2,5	3	4	6	1,1	0,5	1,2	1,4	1,3

1.4 Гидро-аэромеханика

Основные положения:

Несжимаемая жидкость – жидкость, плотность которой одинакова и не меняется со временем.

Физическая величина, определяемая нормальной силой, действующей со стороны жидкости на единицу площади, называется давлением: . Единица измерения давления – 1 Па (Паскаль).

Закон Паскаля: давление в любом месте покоящейся жидкости передается одинаково по всем направлениям.

Гидростатическое давление – давление внутри покоящейся жидкости: .

Движение жидкостей существенно усложняется по сравнению с движением твердых тел тем, что существует возможность перемешивания слоев жидкости. При малых скоростях слои жидкости не перемешиваются. Течение, при котором струи не перемешиваются и в каждой точке сечения потока существует определенная скорость течения, называется стационарным или ламинарным. В этом случае можно ввести понятие о линии тока – траектории отдельного элемента объема жидкости, непересекаемой никакой другой линией тока. Совокупность таких линий тока, опирающаяся на некоторое элементарное сечение, называется трубкой тока. Трубки тока никогда не пересекаются друг с другом, и жидкость никогда не выходит через стенки трубки тока. Все сечение трубы, заполненное слоистым потоком жидкости, является макроскопической трубкой тока.

При стационарном течении линии тока совпадают с траекторией движения частиц жидкости.

При увеличении скорости слои жидкости перемешиваются, такое течение называется турбулентным.

При стационарном течении масса жидкости, проходящей через любое поперечное сечение трубки в единицу времени, остается неизменной. Уравнение неразрывности для стационарного течения жидкости:.

В случае несжимаемой жидкости ее плотность везде одинакова и тогда можно записать: S∙V = const.

Для данной трубки тока произведение площади ее поперечного сечения S на скорость течения жидкости V есть величина постоянная.

Это уравнение справедливо для всякой реальной трубы, русла реки и т.д.

Следствием закона сохранения механической энергии для стационарного течения несжимаемой жидкости по наклонной трубке тока является уравнение Бернулли:

где р - давление в данном сечении трубки, h - глубина данного сечения.

В установившемся потоке идеальной несжимаемой жидкости полное давление, слагающееся из динамического, гидравлического и статического давлений, постоянно на любом сечении потока.

Для горизонтальной трубки тока h = const, уравнение принимает вид:

где - скоростной (динамический) напор.

Из этого уравнения следует, что в тех сечениях трубки тока, где скорость жидкости больше, статическое давление меньше, а где скорость уменьшается, там статическое давление возрастает.

Уравнение Бернулли хорошо выполняется для жидкостей с небольшой вязкостью (вода, ацетон и т.д.),

Внутренним трением, или вязкостью называется явление возникновения сил, препятствующих относительному перемещению слоев жидкости. Силы внутреннего трения направлены вдоль соприкасающихся слоев (но не перпендикулярно к их поверхностям, как силы упругости) и зависит от их относительных скоростей.

Причиной внутреннего трения является перенос частицами вещества импульсов между соприкасающимися слоями.

где η – коэффициент вязкости, зависит от рода жидкости и ее температуры.

Контрольные вопросы:

1. Дать определение идеальной жидкости.

2. От чего зависит гидростатическое давление?

3. В чем физический смысл уравнения неразрывности?

4. В чем физический смысл уравнения Бернулли?

5. В чем причина вязкости жидкости?

6. От чего зависит коэффициент вязкости?

Решите задачи:

1) Полый железный шар весит в воздухе 5Н, а в воде – 3 Н. Определить объем внутренней полости шара.

2) Бак цилиндрической формы с площадью основания 1 м² и объемом 3 м³ заполнен водой. Пренебрегая вязкостью воды, определить время, необходимое для опустошения бака, если на дне бака образовалось круглое отверстие площадью 10 см².

3) Сопло фонтана, дающего вертикальную струю высотой 5 м, имеет форму усеченного конуса, сужающегося вверх. Диаметр нижнего сечения 6 см, верхнего – 2 см. Высота сопла 1 м. Определить расход воды в 1 с, подаваемой фонтаном, разность давлений в нижнем сечении и атмосферного давления.

2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

2.1 Основы молекулярно-кинетической теории

Основные положения:

Раздел физики, изучающий зависимость строения и физических свойств тел от характера движения и взаимодействия между частицами, из которых состоят тела, называют молекулярной физикой.

Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ) строения вещества:

1. Все тела состоят из атомов (молекул).

2. Атомы и молекулы вещества находятся в непрерывном хаотичном движении, которое называют тепловым движением.

3. Между частицами любого вещества существуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания.

Атомом называется наименьшая частица данного химического элемента. Каждому химическому элементу соответствует вполне определенные атомы, сохраняющие химические свойства данного элемента. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся в поле ядра. Электрический заряд ядра равен абсолютной величине суммарного заряда всех электронов атома, поэтому атом является электрически нейтральным.

Молекулой называется наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его основными химическим свойствами. Молекула состоит из одного или нескольких атомов одинаковых или различных химических элементов. Атомы соединяются в молекулу за счет химических связей, основанных на различных взаимодействиях внешних (валентных) электронов. Молекула также электрически нейтральна.

Количеством вещества называется физическая величина, определяемая числом молекул, атомов или ионов, из которых состоит вещество. Единицей количества вещества является 1 моль. Число атомов, молекул или ионов, содержащихся в одном моле вещества, называется числом Авогадро. Na = 6.02·10²³ 1/моль. Такое количество вещества содержится в углероде массой 12 г.

Объем одного моля вещества называется молярным объемом, молярная масса – это масса одного моля вещества.

Размеры атома определяются тем расстоянием от центра, на котором находятся валентные электроны или внешние заполненные электронные оболочки атома.

Доказательством основных положений МКТ являются диффузия и броуновское движение.

Броуновское движение – тепловое движение взвешенных в газе или жидкости частиц. Английский ботаник Роберт Броун (1773 – 1858) в 1827 г. обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это движение не прекращается; с увеличением температуры его интенсивность растет. Броуновское движение – результат флуктуации давления (заметного отклонения от средней величины).

Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии вместо реального газа используется его физическая модель - идеальный газ. В модели предполагается:

- расстояние между молекулами намного больше их диаметра;

- молекулы – упругие шарики;

- между молекулами не действуют силы притяжения;

- при соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивания;

- движения молекул подчиняется законам механики.

Уравнение Клаузиуса: Давление газа прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема.

, где n – концентрация молекул, Е_k– средняя кинетическая энергия молекул. Одним из основных понятий в молекулярной физике является понятие температуры.

Температура Т – это мера содержащейся в теле теплоты, особой формы энергии, обусловленной тепловым движением молекул. Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического движения молекул. Связь между температурой и средней кинетической энергией устанавливает уравнение Больцмана:

kT, где k – 1,38 ·10^-23 Дж/К.

Кельвин предложил принять температуру t = -273°C за абсолютный ноль новой шкалы температуры, называемой термодинамической шкалой Кельвина. Т = t + 273.

Прибор для измерения температуры – термометр основан на тепловом расширении тел (газов и жидкостей).

Изотермический процесс – процесс изменения состояния газа при неизменной температуре для данной массы газа, подчиняется закону Бойля-Мариотта: для данной массы газа при постоянной температуре давление газа изменяется обратно пропорционально объему. .

Изобарныйпроцесс – процесс изменения данной массы газа при неизменном давлении, подчиняется закону Гей-Люссака: для данной массы газа при постоянном давлении объем газа изменяется линейно с температурой. .

Изохорныйпроцесс– процесс изменения состояния газа данной массы при неизменном объеме, подчиняется закону Шарля: для данной массы газа при постоянном объеме давление газа изменяется линейно с температурой. , где γ – термический коэффициент давления газа.

Между термодинамической шкалой, или шкалой Кельвина, и шкалой по Цельсию существует связь: Т = t + 273.

Парциальным давлением газа, входящего в газовую смесь, называют давление, которое создавал бы этот газ, если бы он занимал весь объем, предоставленный смеси.

Закон Дальтона: давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений всех газов смеси: р = р₁ + р₂ + р₃… + р_n + …

Уравнение Менделеева-Клапейрона: .

Контрольные вопросы:

1. Какими величинами (параметрами) характеризуется состояние газа?

2. Чем обуславливается давление газа на стенки сосуда?

3. Дайте определение абсолютной температуры.

4. Назвать основные положения МКТ.

5. Что называют парциальным давлением смеси газов?

6. Сформулируйте закон Дальтона.

7. Сформулируйте законы, которыми описываются изотермический, изобарный, изохорный процессы.

Выполните задания:

1. Объясните с точки зрения МКТ:

а) возможность сжатия тел под давлением;

б) невозможность бесконечного сжатия тел;

в) расширение тела при нагревании.

2. Почему в горячей воде сахар растворяется быстрее и в большем количестве, чем в холодной?

3. Заполните таблицу:

Основные законы, определение величин	Формулы
Основное уравнение МКТ
Закон Бойля-Мариотта
Закон Гей-Люссака
Закон Шарля
Уравнение Менделеева-Клапейрона
Закон Дальтона

4. Решите задачи:

1) Найти массу одной молекулы вещества

Вариант	Вещество	Вариант	Вещество
1	Аргон	7	Хлор
2	Кислород	8	Фтор
3	Ксенон	9	Оксид азота (II)
4	Углекислый газ	10	Оксид азота (I)
5	Неон	11	Оксид азота (IV)
6	Угарный газ	12	Азот

2) Сколько молекул спирта (метанола) содержится в капле массой m?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m, г	9	8	7	6	5	4	11	12	14	15	18	20

3) Кислород массой m находится под давлением р при температуре t. После нагревания при постоянном давлении газ занял объем V. Найти начальный объем и конечную температуру газа.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
m, г	9	10	15	12	13	14	17	18	19	20	21	22
р, МПа	1	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2	2,2	2,4
t, °С	10	15	20	30	24	25	26	21	22	17	27	7
V, л	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16

2.2 Термодинамика

Основные положения:

Для описания тепловых явлений используют два основных метода: молекулярно-кинетический (статистичексий) и термодинамический.

Термодинамический метод исходит из основных опытных законов, получивших название начал термодинамики.

Термодинамика изучает только равновесные состояния, т.е. такие, при которых параметры р, V, Т термодинамической системы не меняются с течением времени. Термодинамическая система как совокупность множества атомов и молекул обладает внутренней энергией

Внутренней энергией тела называется энергия, зависящая только от термодинамического состояния тела или системы тел. Она состоит из следующих частей:

1) кинетическая энергия теплового движения частиц;

2) потенциальная энергия взаимодействия частиц;

3) энергия электронов, атомов и ионов;

3) внутриядерная энергия.

Началом отсчета внутренней энергии считается такое состояние системы, в котором U = 0, обычно это происходит при T = 0 – абсолютный ноль (-273°С).

В соответствии с определением можно записать:

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа: .

Внутренняя энергия любой массы идеального газа:

, где i – число степеней свободы.

Мерой энергии, получаемой или отдаваемой телом в процессе теплообмена, служит количество теплотыQ. Работа и теплота являются не видом энергии, а формой ее передачи.

Количество теплоты, необходимое, чтобы нагреть тело массой m от температуры T до температуры T+ΔТ, равно Q = cm ΔТ.

В процессе теплообмена взаимодействующие тела передают друг другу некоторое количество теплоты от более горячих тел к холодным, если не учитывать потери тепла в окружающую среду, то теплота переданная должна быть равна принятой, т.е. имеет место уравнение теплового баланса: Q₁+Q₂+…+Q_n = 0.

Кроме удельной теплоемкости существуют следующие удельные величины:

λ- удельная теплота плавления или кристаллизации;

r – удельная теплота парообразования или конденсации;

q – удельная теплота сгорания топлива.

Первое начало термодинамики: изменение внутренней энергии тела равно сумме сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы: .

Функция, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой термодинамической системе, называется энтропией S. Энтропия — функция состояния системы, равная в равновесном процессе количеству теплоты, сообщённой системе или отведённой от системы, отнесённому к термодинамической температуре системы.

Энтропия характеризует степень упорядоченности термодинамической системы.

Второе начало термодинамики: в замкнутой системе не могут протекать процессы, которые приводят к уменьшению энтропии системы.

У веществ в различных агрегатных состояниях отличаются физические свойства.

Контрольные вопросы:

1. Какие методы исследования свойств макроскопических систем применяются в молекулярной физике? В чем различие этих методов?

2. Что называют термодинамической температурой? В чем физический смысл абсолютного нуля?

3. Что такое диффузия?

4. Что такое внутренняя энергия термодинамической системы?

5. Сформулировать первое начало термодинамики.

6. Дать определение энтропии.

7. Сформулировать второе начало термодинамики.

Выполнить задания:

1. Начертить примерные графики зависимости температуры вещества от времени для следующих процессов:

а) вода (при 20 °С) - лед (при 0°С);

б) лед (при -20 °С) – вода (при 100 °С);

в) серебро (при 20 °С) – серебро (при 1200 °С);

г) азот (при -200 °С) – азот (при -220 °С).

2. Решить задачи:

1) Смесь, состоящую из 1,51 кг льда и 5,53 кг воды, при общей температуре 0° С нужно нагреть до температуры 50°С, пропуская через нее пар при температуре 100° С. Определить необходимое для этого количество (в г) пара. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

2) В ванну влито 60 л воды при температуре 10°С. Сколько литров воды при 100° С нужно прибавить в ванну, чтобы температура смеси была 25° С?

3) На сколько градусов нагреется стальной шарик при падении с высоты 8 м, если вся механическая энергия идет на его нагревание?

4) В теплоизолированном герметичном сосуде находится 2 моль одноатомного идеального газа при температуре 300 К и нормальном атмосферном давлении. Найдите давление газа после включения на время 3 минуты небольшого электронагревателя мощностью 16,6 Вт, помещенного в сосуд.

3ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

3.1 Электрические явления

Основные положения:

Электростатика изучает взаимодействия и свойства систем неподвижных электрических зарядов.

Элементарный заряд равен модулю заряда электрона: .

Электрический заряд – физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий. Единицей заряда в СИ является Кулон (Кл).

Точечным зарядом называется заряженное тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда. Этот закон справедлив для системы, в которую не входят извне и из которой не выходят наружу заряженные частицы, т. е. для замкнутой системы. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: ,где = 9 ·10⁹ Нм²/Кл².

Коэффициент k численно равен силе взаимодействия двух точечных неподвижных зарядов в вакууме по 1 Кл, находящихся на расстоянии 1 м.

- электрическая постоянная.

Электрические заряды взаимодействуют посредством электрического поля – особого вида материи.

Напряженностью электрического поля называют векторную величину, равную отношению силы, действующую на положительный заряд в данной точке поля, к величине этого заряда. .

В СИ [Е] = 1 H/Кл.

Потенциалом электрического поля в данной точке называют величину, равную отношению работы, совершаемой полем при перемещении им пробного положительного заряда из данной точки на бесконечность к этому заряду: .

В СИ [φ] = 1 Дж/Кл = 1 В.

По способности проводить электрические заряды все вещества делятся на проводники и диэлектрики.

Способность системы проводников накапливать электрический заряд называется электроемкостью: .

В СИ [C] = 1 Ф.

Конденсатором называют систему двух проводников, разделенных слоем диэлектрика.

Электрический ток – упорядоченное движение свободных заряженных частиц внутри проводника под действием электричексогополя.

Сила тока – скалярная величина, равная величине заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за единицу времени: .

В СИ [I] = 1 A.

Для протекания тока в течение продолжительного времени на заряды в электрической цепи должны действовать силы, отличные по природе от сил электростатического поля, такие силы получили название сторонних сил.Величину, характеризующую работу сторонних сил, называют электродвижущей силой. ЭДС равна работе А, совершаемой сторонними силами, при перемещении единичного положительного заряда q внутри источника тока. . В СИ [ε] = 1В.

Электрическим сопротивлением называется величина R, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению в нем электрического тока.

Закон Омадля участка цепи: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна его сопротивлению: .

Закон Ома для полной цепи: сила тока в цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению: .

Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделившееся в проводнике с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока.

Контрольные вопросы:

1. Если молекулы и атомы электрически нейтральны, то каким образом тело может быть заряженным?

2. Что такое точечный заряд?

3. Сформулируйте закон Кулона.

4. Дать определение напряженности электрического поля.

5. Дайте определение потенциала.

6. Что такое электрический ток?

7. Что такое сила тока?

8. Сформулируйте законы Ома для участка цепи и для полной цепи.

9. Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.

Заполните таблицу:

Название величины или закона	Формула
1. Закон Кулона
2. Напряженность электрического поля
3. Потенциал электрического поля
4. Сила тока
5. Напряжение
6. Электрическое сопротивление
7. Закон Ома для участка цепи
8. Закон Ома для полной цепи
9. Закон Джоуля-Ленца
10. Законы последовательного соединения проводников
11. Законы параллельного соединения проводников
12. Работа тока
13. Мощность тока

Решите задачи:

1) Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 3 раза, чтобы сила их взаимодействия осталась прежней?

2) Гальванический элемент с ЭДС 4,5 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление 3 Ом. Найти силу тока в цепи, падение напряжения во внутренней части и напряжение на зажимах элемента.

Задания для самостоятельной работы:

1. Площадь каждой пластины плоского конденсатора равна S. На каком расстоянии друг от друга надо расположить пластины в воздухе, чтобы емкость конденсатора была равна C?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
S, см²	520	500	540	560	500	450	460	470	480	490	550	580
С, пФ	46	50	52	56	25	45	48	57	58	49	55	52

2. Элемент с внутренним сопротивлением r и ЭДС - ε замкнут проводником с сопротивлением R. Какое количество теплоты будет выделяться во внешней цепи за 2 с?

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
R, Ом	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4
r, Ом	5	5,5	4,4	4	3,5	3	2, 5	2	1,5	1,2	1,1	0,8
ε , В	20	18	15	16	14	13	12	10	8	9	11	17

3.2 Магнитное поле

Основные положения:

Магнитное поле – это особый вид материи, посредством которого движущиеся заряды (токи) взаимодействуют с магнитами или с другими движущимися зарядами.

Магнитные линии – это линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции, а густота пропорциональна модулю вектора магнитной индукции в данном месте поля.

Направление магнитных линий определяется правилом правой руки (правилом буравчика).

На проводник с током в магнитном поле действует сила, называемая силой Ампера.

Направление силы Ампера определяется правилом левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отогнутый на 90 ° большой палец покажет направление действующей на отрезок проводника силы.

Закон Ампера: Сила Ампера, действующая на отрезок проводника длиной ∆l с силой тока I, находящийся в магнитном поле B:

F = IB∆l sin α.

Сила, действующая на одну заряженную частицу, движущуюся в постоянном магнитном поле, равна:

F_Л = qVB sin α.

Эту силу называют силой Лоренца. Угол α в этом выражении равен углу между скоростью и вектором магнитной индукции. Направление силы Лоренца, действующей на положительно заряженную частицу, так же как и направление силы Ампера, может быть найдено по правилу левой руки.

Контрольные вопросы:

1. Что называется магнитным полем?

2. Что такое магнитные линии? Как они направлены?

3. Дайте определение силы Ампера. Как определить ее направление?

4. Сформулируйте закон Ампера.

5. Что называется силой Лоренца? Как определить ее направление для положительно и для отрицательно движущейся частицы?

6. По какой траектории движется заряженная частица в магнитном поле, если ее скорость направлена перпендикулярно магнитной индукции? Почему?

Выполните задания:

1. На рисунке показан проводник с током, находящийся в магнитном поле. Указать направление силы Ампера, действующей на этот проводник.

2. В магнитное поле влетают заряженные частицы. Определить направление силы Лоренца. Изобразить траекторию движения частицы в магнитном поле.

Решите задачи:

1) Протон вращается в магнитном поле по окружности радиусом r со скоростью V. Определить силу Лоренца, действующую на эту частицу массой m =1,7 ∙10 ^-27кг.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
r, м	2	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,2	2,4	2,6	2,8	3,2	3,4
V∙10⁶, м/с	2	3	2,5	2,6	2,2	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

2) Определить радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле, если его скорость равна V и на него действует сила F.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
F∙10 ^-15, Н	3,4	1,7	5,1	6,8	8,5	10,2	11,9	13,6	15,3	17	18,7	20,4
V∙10⁶,м/с	2	3	2,5	2,6	2,2	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

3.3 Оптика

Основные положения:

Оптика – раздел физики, изучающий природу света, его испускание, распространение и взаимодействия с веществом.

Свет имеет двойственную природу. С одной стороны, свет представляет собой электромагнитную волну, с другой – поток частиц – фотонов. Поэтому говорят о корпускулярно-волновом дуализме света.

Геометрическая оптика – раздел оптики, в котором свет рассматривается в виде геометрического луча, который указывает направление его распространения, а также изменение этого направления.

Закон прямолинейного распространения света: свет в однородной прозрачной среде распространяется прямолинейно и равномерно.

Закон независимости световых лучей: световые лучи при пересечении не возмущают друг друга.

На границе раздела двух сред свет изменяет направление своего распространения. Часть света возвращается в первую среду. Это явление называется отражением света.

Закон отражения света:луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения..

Закон преломления: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред: , где n₂₁ – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Абсолютный показатель преломления n равен отношению скорости электромагнитных волн в вакууме к их фазовой скорости в данной среде: .

Линза – прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями.

По внешней форме линзы делятся на: двояковыпуклые, плосковыпуклые, двояковогнутые, плосковогнутые и т.д. Главная оптическая ось линзы – прямая, проходящая через центр кривизны поверхности линзы. Фокус линзы – точка F, лежащая на главной оптической оси, в которой пересекаются лучи параксиального (приосевого) светового пучка, распространяющиеся параллельно главной оптической оси.

а) ход лучей в собирающей линзе б) ход лучей в рассеивающей линзе

Оптический центр линзы – точка, лежащая на главной оптической оси и обладающая тем свойством, что лучи проходят сквозь нее, не преломляясь.

Фокусное расстояние – расстояние между фокусом и оптическим центром линзы.

Формула тонкой линзы: , где d – расстояние от предмета до линзы, f – расстояние от линзы до изображения.

Оптическая сила линзы - , где

n – относительный показатель преломления;

R – радиусы кривизны поверхностей, R> 0 для выпуклой линзы, R< 0 для вогнутой.

[D] = 1 Дптр (диоптрий).

Физическая оптика изучает проблемы, связанные с природой света и световых явлений.

Интерференция света – это сложение двух или нескольких световых волн, вследствие чего наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих колебанийв различных точках пространства.

Условие максимума:при наложении световых волн колебания будут усиливать друг друга в тех точках пространства, для которых оптическая разность хода равна нечетному числу длин полуволн или целому числу волн.

, где λ – длина волны, Δd = L₁-L₂ – оптическая разность хода, L₁ – путь, проходимый одной волной, L₂ – путь, проходимый второй волной, k = 0,1,2,3…. и т.д. – порядок интерференционного спектра.

Условие минимума: при наложении световых волн колебания будут ослаблять друг друга в тех точках пространства, для которых оптическая разность хода равна нечетному числу длин полуволн .

Объяснение интерференции световых волн можно дать на основании принципа Гюйгенса-Френеля: каждая точка среды, до которой дошло возмущение, становится самостоятельным источником вторичных волн, новый фронт волны образуется в результате интерференции вторичных волн.

Дифракция света – явление, наблюдаемое при распространении света в среде вблизи непрозрачных тел, сквозь малые отверстия и связанное с отклонением от законов геометрической оптики. Дифракция приводит, например, к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени.

Дисперсия света – зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты падающего света (от длины волны).

Поляризация – это ориентированность колебаний световой волны в пространстве.

Фотометрия – раздел оптики, занимающийся вопросами измерения интенсивности света и его источников. В фотометрии используются следующие величины: энергетические – характеризуют энергетические параметры оптического излучения безотносительно к его действию на приемники излучения; световые – характеризуют физиологические действия света и оцениваются по воздействию на глаз и другие приемники излучения.

Световой поток Ф – мощность оптического излучения по его действию на приемник света с заданной чувствительностью. Единица измерения – люмен (Лм).

Энергетическая сила света – величина, равная отношению потока излучения Ф_с источника к телесному углу Ω, в пределах которого это излучение распространяется:

(Вт/срад).

Поток излучения – мощность излучения, определяемая отношением энергии, переносимой излучением к времени переноса, значительно превышающему период электромагнитных колебаний: (Вт).

Освещенностью поверхности называется отношение светового потока Ф, падающего на данную поверхность, к площади этой поверхности: (Лм/м²=1Люкс = 1Лк).

Контрольные вопросы:

1. Как доказать прямолинейность распространения света?

2. Сформулируйте закон отражения света.

3. Сформулируйте закон преломления света.

4. Что показывает абсолютный показатель преломления света?

5. Дайте определение интерференции света. Каковы условия максимума и минимума освещенности?

6. Что называется дифракцией света?

7. Какими характеристиками пользуются в фотометрии?

Выполните задания:

1. Ответьте на вопросы:

1) Почему светать начинает раньше, чем взойдет солнце?

2) Почему киноэкран нельзя сделать прозрачным?

3) Почему нельзя получить интерференционную картину от двух светящихся тел, например от двух электроламп.

4) Два когерентных луча с разностью хода в три световых волны интерферируют в некоторой точке. Что будет в этой точке: максимум или минимум?

5) Почему видны цветные кольца, окружающие источник света сквозь туман или запотевшее оконное стекло?

6) Почему в жаркий день очертания предметов над нагретой почвой кажутся колеблющимися?

7) Чем объясняется блеск драгоценных камней?

2. Решите задачи:

1) Солнечный луч, проходящий через отверстие в ставне, составляет с поверхностью стола угол 48°. Как надо расположить плоское зеркало, чтобы изменить направление луча на горизонтальное?

2) Рисунок на диапозитиве имеет высоту 2 см, а его изображение на экране 0,8 м. Определить оптическую силу линзы, если расстояние от объектива 20,5 см.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЯ ПО ФИЗИКЕ

Большинство задач по физике можно условно разделить на качественные, количественные, графические, экспериментальные. Решение каждого вида задач имеет свои особенности.

Для решения качественных задач предлагается следующий алгоритм:

1 этап — внимательно ознакомиться с условием задачи;

2 этап — выяснить, какие тела взаимодействуют;

3 этап — выяснить, о каком физическом явлении или группе явлений идет речь;

4 этап — выяснить состояние тела при начальных условиях;

5 этап — выяснить, что происходит с физическими телами в результате действия физического явления (например, изменение формы, объема или агрегатного состояния, а также силы, возникающие при этом);

6 этап — выяснить, как это сказывается на взаимодействующих телах;

7 этап — ответить на вопрос задачи.

Для качественных задач перечисленные этапы условны. Задачи второго типа — количественные. Это задачи, в которых все физические величины заданы количественно какими-то числами. При этом физические величины могут быть как скалярными, так и векторными.

Для успешного решения физических задач этого типа необходимо выполнение следующих этапов:

1 этап — записать кратко условие задачи в виде «Дано»;

2 этап — перенести размерность физических величин в систему единиц «СИ»;

3этап — выполнить анализ задачи (записать, какое физическое явление рассматривается в задаче, сделать рисунок, обозначить на рисунке все известные и неизвестные величины, записать уравнения, которые описывают физическое явление, вывести из этих уравнений искомую величину в виде расчетной формулы);

4этап — сделать проверку размерности расчетной формулы;

5этап — сделать вычисления по расчетной формуле;

6этап — обдумать полученный результат (может ли быть такое с точки зрения здравого смысла?);

7этап — записать ответ задачи.

Графические задачи

К задачам этого типа относятся такие, в которых все или часть данных заданы в виде графических зависимостей между ними. В решении таких задач можно выделить следующие этапы:

1 этап - прочитать внимательно условие задачи;

2 этап - выяснить из приведенного графика, между какими величинами представлена связь; выяснить, какая физическая величина является независимой, т. е. аргументом; какая величина является зависимой, т. е. функцией; определить по виду графика, какая это зависимость; выяснить, что требуется — определить функцию или аргумент; по возможности, записать уравнение, которое описывает приведенный график;

3 этап - отметить на оси абсцисс (или ординат) заданное значение и восстановить перпендикуляр до пересечения с графиком. Опустить перпендикуляр из точки пересечения на ось ординат (или абсцисс) и определить значение искомой величины;

4 этап - оценить полученный результат;

5 этап - записать ответ.

Что значит прочитать график координаты?

Прочитать график координаты – это значит, что из графика следует определить: начальную координату и скорость движения; записать уравнение координаты; определить время и место встречи тел; определить, в какой момент времени тело имеет данную координату; определить координату, которую тело имеет в указанный момент времени.

Задачи четвертого типа — экспериментальные. Это задачи, в которых для нахождения неизвестной величины требуется часть данных измерить опытным путем. Предлагается следующий порядок работы:

1 этап — прочитать внимательно условие задачи; четко определить цель работы;

2 этап — определить, какое явление, закон лежат в основе опыта;

3 этап — продумать схему опыта; определить перечень приборов и вспомогательных предметов или оборудования для проведения эксперимента; продумать последовательность проведения эксперимента; в случае необходимости разработать таблицу для регистрации результатов эксперимента;

4 этап — выполнить эксперимент и результаты записать в таблицу;

5 этап — сделать необходимые расчеты, если это требуется согласно условию задачи;

6 этап — обдумать полученные результаты и записать ответ.

Частные алгоритмы для решения задач по различным разделам физики имеют следующий вид.

Алгоритм решения задач по кинематике:

1 этап — внимательно прочитать задачу и проанализировать ее условие, т.е. выяснить характер движения, вспомнить уравнения, описывающие это движение;

2 этап — выписать численные значения заданных величин; выразить все величины в единицах «СИ»;

3 этап — сделать схематический чертеж (траекторию движения, векторы скорости, ускорения, перемещения и т.д.);

4 этап — выбрать систему координат (при этом следует выбрать такую систему, чтобы уравнения были несложными);

5 этап — составить для данного движения основные уравнения, которые отражают математическую связь между изображенными на схеме физическими величинами; число уравнений должно быть равно числу неизвестных величин;

6 этап — решить составленную систему уравнений в общем виде, в буквенных обозначениях, т.е. получить расчетную формулу;

7 этап — выбрать систему единиц измерения («СИ»), подставить в расчетную формулу вместо букв наименования единиц, произвести действия с наименованиями и проверить, получается ли о результате единица измерения искомой величины;

8 этап — выразить все заданные величины в избранной системе единиц; подставить в расчетные формулы и вычислить значения искомых величин;

9 этап — проанализировать решение и сформулировать ответ.

Сравнение последовательности решения задач по динамике и кинематике дает возможность увидеть, что некоторые пункты являются общими для обоих алгоритмов, это помогает лучше их запомнить и более успешно применять при решении задач.

Алгоритм решения задач по динамике:

1 этап — внимательно прочитать условие задачи и выяснить характер движения;

2 этап — записать условие задачи, выразив все величины в единицах «СИ»;

3 этап — сделать чертеж с указанием все сил, действующих на тело, векторы ускорений и системы координат;

4 этап — записать уравнение второго закона Ньютона в векторном виде;

5 этап — спроецировать основное уравнение динамики (уравнение второго закона Ньютона) на оси координат с учетом направления осей координат и векторов;

6 этап — найти все величины, входящие в эти уравнения; подставить в уравнения;

7 этап — решить задачу в общем виде, т.е. решить уравнение или систему уравнений относительно неизвестной величины;

8 этап — проверить размерность;

9 этап — получить численный результат и соотнести его с реальными значениями величин.

Алгоритм решения задач на тепловые явления:

1 этап — внимательно прочитать условие задачи, выяснить, сколько тел участвует в теплообмене и какие физические процессы происходят (например, нагревание или охлаждение, плавление или кристаллизация, парообразование или конденсация);

2 этап — кратко записать условие задачи, дополняя необходимыми табличными величинами; все величины выразить в системе «СИ»;

3 этап — записать уравнение теплового баланса с учетом знака количества теплоты (если тело получает энергию, то ставят знак «+», если тело отдает — знак «-»);

4 этап — записать необходимые формулы для расчета количества теплоты;

5 этап — записать полученное уравнение в общем виде относительно искомых величин;

6 этап — произвести проверку размерности полученной величины;

7 этап — вычислить значения искомых величин.

Алгоритм решения задач по электростатике:

1 этап — изобразить силы, действующие на точечный заряд, помещенный в электрическое поле, и записать для него уравнение равновесия или основное уравнение динамики материальной точки;

2 этап — выразить силы электрического взаимодействия через заряды и поля и подставить эти выражения в исходное уравнение;

3 этап — если при взаимодействии заряженных тел между ними происходит перераспределение зарядов, к составленному уравнению добавляют уравнение закона сохранения зарядов;

4 этап — записать математически все вспомогательные условия;

5 этап — решить полученную систему уравнений относительно неизвестной величины;

6 этап — произвести проверку размерности полученной величины;

7 этап — вычислить значения искомых величин.

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

1. Предмет и методы изучения физики.

2. Механическое движение. Материальная точка.

3. Перемещение, путь, траектория.

4. Поступательное движение. Равномерное движение.

5. Неравномерное движение. Средняя скорость.

6. Мгновенная скорость. Мгновенное ускорение.

7. Тангенциальное и нормальное ускорения.

8. Равнопеременное движение. Перемещение и скорость при равноускоренном движении.

9. Криволинейное движение. Движение тела по окружности.

10. Масса тела. Центр масс тела или системы.

11. Сила, как мера воздействия.

12. Законы Ньютона.

13. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес.

14. Сила упругости (примеры). Закон Гука .

15. Силы трения (примеры).

16. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Импульс силы.

17. Момент сил.

18. Момент инерции. Момент импульса.

19. Основной закон динамики вращательного движения.

20. Условия равновесия тел. Виды равновесия.

21. Механическая работа. Мощность.

22. Понятие механической энергии. Закон сохранения полной механической энергии.

23. Гармонические колебания. Маятники.

24. Вынужденные и затухающие колебания. Резонанс.

25. Механические волны. Звук.

26. Поверхностное натяжение и свободная энергия поверхности жидкости.

27. Капиллярные явления.

28. Явления переноса.

29. Электрический заряд. Закон Кулона.

30. Электрическое поле и его характеристики. Принцип суперпозиции.

31. Электрический ток.

32. Магнитное поле и его характеристики.

33. Основные законы геометрической оптики.

34. Основные понятия фотометрии.

35. Природа света. Корпускулярные и волновые свойства света.

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Вариант № 1

1. Самолет поднимается с аэродрома под углом α = 20° к горизонту со скоростью V = 60 м/с. Найти вертикальную и горизонтальную составляющие скорости. Какой высоты h достигает самолёт за t =10 с подъема?

2. Минутная стрелка часов в 3 раза длиннее секундной. Каково соотношение между линейными скоростями концов этих стрелок?

3. Чему равна средняя энергия поступательного движения молекул азота, если в сосуде объёмом 3,2 м³ находятся 2,5 кг газа, который оказывает давление 150 мПа?

4. Два одинаковых металлических шарика имеют положительные заряды 1,67∙10^-9 Кл и 6,67∙10^-9 Кл и расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Изменится ли сила взаимодействия шаров после того, как их на короткое время соединить? Какой заряд будет на каждом шаре после соединения?

5. Построить ход лучей в трехгранной призме.

6. Теоретический вопрос. Динамика вращательного движения.

Вариант № 2

1. Конькобежец проходит 450 м с постоянной скоростью V, а затем тормозит до остановки с ускорением 0,5 м/с². При некотором значении скорости V общее время движения конькобежца будет минимально. Чему равно это время? (60)

2. На станке сверлится отверстие диаметром D = 15∙10^-3м со скоростью V = 0,628 м/с и подачей h = 0,3∙10^-3 м за один оборот. Какова глубина отверстия, если его сверлили в продолжение 60 с?

3. Найти плотность кислорода при температуре t = 27° С и давлении p = 160 кПа. Вычислить массу m объёма V = 100 м³ кислорода при этих условиях.

4. Точечные заряды q₁ = 9·10^-9 Кл и q₂ = -10^-9 Кл находятся в пустоте на расстоянии 1 м друг от друга. Найти точку, где напряжённость созданного ими электрического поля равна нулю.

5. Построить ход световых лучей в плоскопараллельной пластине.

6. Теоретический вопрос. Звуковые явления.

Вариант № 3

1. Вал начинает вращаться и в первые 10 с совершает 50 оборотов. Считая вращение вала равноускоренным, определить угловое ускорение и конечную угловую скорость.

2. На штанге длиной 4 м укреплены грузы 10Н, 20Н, 30Н, 40Н, 50Н на одинаковом расстоянии (1м) друг от друга. Найти центр тяжести системы.

3. В вертикально поставленный цилиндр с площадью основания 40см² вставлен поршень, под которым находится столб воздуха высотой 60см. Насколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой 10 кг? Масса поршня 2 кг, атмосферное давление нормальное.

4. Три конденсатора емкостью 1 мкФ, 2 мкф, и 3 мкФ соединены последовательно и присоединены к источнику напряжения с разностью потенциалов 220 В. Определить величину заряда и напряжение на каждом конденсаторе.

5. Построить изображение точки, лежащей на главной оптической оси собирающей линзы.

6. Теоретический вопрос. Электрический ток в электролитах.

Вариант № 4

1. Бегун за 4 с разгоняется до скорости 10 м/с, после чего бежит с постоянной скоростью. Какой результат он показал на дистанции 100 м? (12)

2. Колесо велосипеда имеет радиус R =0,4 м. С какой скоростью движется велосипед, если колесо делает 100 об/мин? Какова угловая скорость вращения колеса при этом движении?

3. На сколько увеличится объем медного шара при нагревании до 100°С, если при t = 0°С его диаметр равен 200 мм?

4. Если вольтметр соединить последовательно с сопротивлением 1000 Ом, то при напряжении в цепи 120 В он покажет 50 В. Если соединить его последовательно с неизвестным сопротивлением, то при том же напряжении в цепи он покажет 10 В. Определить неизвестное сопротивление. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

5. Построить изображение точки, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы.

6. Теоретический вопрос. Теплообмен.

Вариант № 5

1. Капли дождя на окне неподвижного трамвая оставляют полосы, наклоненные под углом 30° к вертикали. При движении трамвая со скоростью 5 м/с полосы от дождя вертикальны. Определить скорость капель в безветренную погоду и скорость ветра.

2. Сколько оборотов в секунду делают ведущие колеса паровоза диаметром 1,5 м при скорости 20 м/с?

3. Пробковый спасательный круг имеет массу 4 кг. Определить вес груза, который может удержать этот круг в пресной воде.

4. В латунный калориметр m₁ = 128 г, содержащий m₂= 240 г воды при температуре t₁ = 8,4°С, опущено металлическое тело массой m_х = 192 г, удельная теплоемкость которого С_х = 0,92 Дж/(г∙К), нагретое до t_x = 100°С. Определить конечную температуру t₀, в калориметре.

5. Газ, находящийся в теплоизолированном цилиндре с подвижным поршнем, получает от нагревателя количество теплоты, равное 200 Дж. Поршень при этом, преодолевая постоянное сопротивление 800Н, переместился на 10 см. Как изменилась внутренняя энергия газа?

6. Теоретический вопрос. Основы аэродинамики.

Вариант № 6

1. Тело, выведенное из состояния покоя, двигаясь равноускоренно, прошло путь S = 180 м за время t = 15 с. Какое расстояние прошло тело за время t = 5с после начала движения?

2. На гладком столе лежат два связанных нитью груза: m₁= 0,2 кг и m₂= 0,3 кг. К ним приложена силы F₁= 0,6 Н и F₂ = 1 Н. С каким ускорением движутся грузы и какова сила напряжения соединяющей их нити? Трение не учитывать.

3. Снаряд, летящий со скоростью V = 200 м/с, ударяется в землю и останавливается. На сколько градусов повысится температура t снаряда, если на его нагревание пошла k = 0,6 часть кинетической энергии?

4. Плот состоит из 12 сухих сосновых брусьев. Длина каждого бруса 4 м, ширина 30 см и толщина 25 см. Можно ли на этом плоту переправить чрез реку автомашину весом 10 кН.

5. В батарею водяного отопления вода поступает по трубе сечением 500 мм² со скоростью 1,2 см/с, при температуре 80°С, а выходит из батареи при температуре 25°С. Сколько теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?

6. Теоретический вопрос. Свойства жидкостей.

Вариант №7

1. Определить, на какую величину путь, пройденный свободно падающим телом в n-ю секунду, больше пути, пройденного в предыдущую секунду?

2. Мячик свободно падает с высоты h на гладкую горизонтальную поверхность. Считая удар абсолютно упругим, а время удара равным Δt, найти среднюю силу F, с которой действовал мяч на поверхность стола во время удара. Масса мяча m. (При абсолютно упругом ударе модуль скорости не изменяется, а направление скорости меняется на противоположное.)

3. Шар и сплошной цилиндр, изготовленные из одного и того же материала, одинаковой массы катятся без скольжения с одинаковой скоростью. Определить, во сколько раз кинетическая энергия шара меньше кинетической энергии сплошного цилиндра.

4. С неподвижно висящего аэростата спускают железную проволоку. Когда нижний конец проволоки находился на высоте 10м от Земли, проволока оборвалась под действием силы тяжести. На какой высоте находился аэростат?

5. Определить э.д.с. источника электроэнергии с внутренним сопротивлением 0,25 Ом, если при замыкании его железным проводником длиной 5 м и сечением 0,2 мм² в цепи появляется ток 0,5А.

6. Теоретический вопрос. Условия равновесия тел, имеющих ось вращения.

Вариант № 8

1. С вертолета сбросили без начальной скорости два груза, причем второй на t = 1с позже первого. Определить расстояние между грузами l₁ через t₁ =2с и t₂= 4с после начала падения первого груза.

2. Тело весом 30 Н падает в воздухе вертикально вниз с ускорением 8 м/с². Найти силу сопротивления воздуха.

3. Оболочка шара-зонда объемом 4м³, наполненного гелием, весит 30Н. Какой массы приборы сможет поднять шар?

4. Гиря весом 196,2 Н падает с высоты 12 м и полностью останавливается, зарывшись в песок. Какое количество теплоты при этом выделяется?

5. К генератору постоянного тока с напряжением на зажимах 127 В подключена нагрузка, по которой протекает ток 40 А. К зажимам генератора подключен вольтметр с сопротивлением 12000 Ом. Вычислить полную мощность, отдаваемую генератором в сеть и мощность, которую потребляет вольтметр.

6. Теоретический вопрос. Основы гидродинамики.

Вариант № 9

1. С некоторой высоты свободно падает тело. Через Т = 2с с той же высоты падает второе тело. Через сколько секунд (t) удвоится расстояние, разделявшее тела до начала падения второго тела?

2. Троллейбус весом 122 кН трогается с места и в течение 3 с достигает скорости 4,2 м/с. Какую силу тяги развивает мотор троллейбуса при этом движении, если считать движение равноускоренным. Силу сопротивления принять равной 0,02 веса троллейбуса.

3. К ободу однородного сплошного диска массой 10 кг, насаженного на ось, приложена постоянная касательная сила 30 Н. Определить кинетическую энергию через 4 с после начала действия силы.

4. Сколько теплоты выделяет печь, состоящая из 250 кирпичей каждый по 3 кг, остывая от 55°С до 15°С? Считать, что все кирпичи нагреты одинаково.

5. Два потребителя с сопротивлениями R₁ и R₂ подключаются к сети с напряжением U один раз параллельно, а второй - последовательно. В каком случае потребляется большая мощность от сети.

6. Теоретический вопрос. Электрический ток в твердых телах.

Вариант № 10

1. Стрела пущена вертикально вверх со скоростью V_o= 39,2 м/с. Через сколько времени t от начала движения она упадет обратно? На какую высоту h она поднимется?

2. На горизонтальном столе лежит деревянный брусок весом 5 Н, который приводится в движение грузом 3 Н, подвешенным на одном конце нити, перекинутой через блок и привязанной другим концом к бруску. Коэффициент терния при движении бруска равен 0,2. С каким ускорением а будет двигаться брусок и какова сила натяжения нити F_n. Трение в блоке не учитывать.

3. В капиллярной трубке радиусом 5·10^-4м жидкость поднялась на высоту 1,1·10^-2м. Каково поверхностное натяжение данной жидкости, если ее плотность 800 кг/м³?

4. Какое количество дров необходимо, чтобы нагреть от 10°С до 50°С кирпичную печь массой 1,2 т? К.п.д. принять равным 30 %.

5. Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом каждый. Определить силу тока, при которой мощность, отдаваемая во внешнюю цепь, будет максимальной.

6. Теоретический вопрос. Виды равновесия и их использование в спорте.

Вариант № 11

1. Группа туристов, двигаясь с постоянной скоростью 5 км/ч, сначала в течение 1ч идет на север, затем в течение 0,5 ч – на восток и в течение 1,5 ч – на юг. Где окажется группа после прохождения этих участков? Сколько времени ей потребуется на возвращение в исходную точку по прямой?

2. Сани, двигавшиеся по инерции на горизонтальном участке, остановились, пройдя расстояние 60 м. Определить начальную скорость движения саней, если сила трения составляет 0,03 веса саней.

3. В целях безопасности воздушные шары вместо водорода заполняют гелием. В нормальных условиях плотность водорода в два раз меньше плотности гелия. Будет ли подъемная сила шара, заполненного гелием, в два раза меньше подъемной силы шара, наполненного водорода?

4. Определите емкость конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги длиной 2 м и шириной 0,1м. Толщина парафинированной бумаги 10^-4м. Какая энергия запасена в конденсаторе, если он заряжен до рабочего напряжения 400 В?

5. Вентилятор вращается с частотой 600 об/мин. После выключения он начал вращаться равнозамедленно и, сделав 50 оборотов, остановился. Работа сил торможения равна 31,4 Дж. Определить: а) момент сил торможения; б) момент инерции вентилятора.

6. Теоретический вопрос. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

Вариант № 12

1. Поднимаясь в гору, лыжник проходит со скоростью 5,4 км/ч путь, равный 3 км. Спускаясь с горы со скоростью 10 м/с, лыжник проходит 1,2 км. Какова средняя скорость лыжника на всем пути?

2. Горизонтальная платформа массой 25 кг и радиусом 0,8 м вращается с частотой 18 об/мин. В центре стоит человек и держит в расставленных руках гири. Определить частоту вращения платформы, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции от 3,5 кг·м² до 1 кг·м²

3. Чугунный шар объемом 1м³ опустили в жидкость. Его вес уменьшился на 8,9 Н. В какой жидкости находится шар?

4. В цилиндре под невесомым поршнем находится воздух массой 3 кг. Температура воздуха увеличивается на 100К при постоянном давлении. Чему равна работа, совершаемая газом при расширении? Плотность воздуха при нормальных условиях 1,3 кг/м³.

5. Капелька воды массой 10^-7кг находится в равновесии в однородном электрическом поле напряженностью 98Н/Кл. Определить величину заряда капельки.

6. Теоретический вопрос. Инерция и инертность в спорте.

Вариант № 13

1. Лидер велосипедной гонки прошел ее первый равнинный этап со средней скоростью 12 м/с за время 1,50 ч а второй горный этап – со средней скоростью 9,0 м/с за время 2,5 ч. Чему равна средняя скорость движения лидера на двух этапах?

2. С какой максимальной скоростью может ехать мотоциклист по горизонтальной плоскости, описывая дугу радиусом 100м, если коэффициент трения резины о почву 0,4?

3. Чему равна средняя энергия поступательного движения молекул газа, если в сосуде объёмом 2 м³ находится 2 кг газа, который оказывает давление 100 мПА?

4. Два одинаковых металлических шарика имеют положительные заряды 2,6∙10^-19Кл и 3,67∙10^-19 Кл и расположены на расстоянии 15 см друг от друга. Изменится ли сила взаимодействия шаров после того, как их на короткое время соединить? Какой заряд будет на каждом шаре после соединения?

5. Растянутая пружина, сокращаясь, увлекает за собой тело массой 1800 г по горизонтальной плоскости без трения. В момент, когда деформация пружины равна нулю, тело движется со скоростью 2 м/с. Определите величину деформации пружины, если ее жесткость 8 кН/м.

6. Теоретический вопрос. Динамика вращательного движения.

Вариант № 14

1. Скорости двух составляющих движений, направленных под углом α = 30° друг к другу и V₁ = 2 м/с и V₂ = 7 м/с. Найти скорость результирующего движения.

2. Определите среднюю плотность Земли, считая известными радиус Земли, ускорение свободного падения и гравитационную постоянную.

3. Найти плотность кислорода при температуре t = 27° С и давлении p= 160 кПа. Вычислить массу m объёма V= 300 м³ кислорода при нормальных условиях.

4. Сила тока в проводнике сопротивлением 80 Ом равномерно убывает от 5 А до 0 А за время 24 с. Определите выделившееся за это время количество теплоты.

5. Тело массой 2 кг падает с высоты 20 м из состояния покоя и в момент падения на землю имеет скорость 15 м/с. Определите силу сопротивления воздуха при падении тела.

6. Теоретический вопрос. Звуковые явления.

Вариант № 15

1. Теплоход, длина которого 400 м, движется по прямому курсу в неподвижной воде с постоянной скоростью V. Катер, имеющий скорость 30 м/с, проходит расстояние от кормы движущегося теплохода до его носа и обратно за 35 с. Определить скорость теплохода.

2. Вал начинает вращаться и в первые 11с совершает 60 оборотов. Считая вращение вала равноускоренным, определить угловое ускорение и конечную угловую скорость.

3. В вертикально поставленный цилиндр с площадью основания 50см² вставлен поршень, под которым находится столб воздуха высотой 70см. На какое расстояние опустится поршень, если на него поставить гирю массой 40 кг? Масса поршня 3 кг, атмосферное давление нормальное.

4. До какой разности потенциалов надо зарядить горизонтально расположенные на расстоянии 0,04 м друг от друга пластины, чтобы пылинка массой 3∙10^-11кг, несущая на себе 1000 избыточных электронов, находилась в равновесии между двумя этими пластинами?

5. Воздушный шар имеет объем 1600 см³. Шар заполнен гелием. Снаряжение воздушного шара (оболочка, сетка, корзина) весит 4500 Н. Вычислите подъемную силу шара. Какова будет подъемная сила, если этот шар заполнить теплым воздухом, плотность которого 0,16 кг/м³?

6. Теоретический вопрос. Границы применимости классической динамики.

Вариант № 16

1. Из пункта А раз в сутки в одно и то же время отправляют плоты вниз по течению реки. Скорость течения реки 2 км/ч. Какое число п плотов за двое суток встретит пароход, идущий вверх против течения реки со скоростью 20 км/ч относительно воды, если он отправился в рейс из пункта В после того, как мимо пункта В проплыл один из плотов? От А до В пароход плывёт более двух суток.

2. Колесо велосипеда имеет радиус R = 0,5 м. С какой скоростью движется велосипед, если колесо делает 150 оборотов в минуту? Какова угловая скорость вращения колеса при этом?

3. На сколько увеличится объем алюминиевого шара при нагревании до 100°С, если при t = 0°C его диаметр равен 300 мм?

4. Если вольтметр соединить последовательно с сопротивлением 1200 Ом, то при напряжении в цепи 120 В он покажет 40 В. Если соединить его последовательно с неизвестным сопротивлением, то при том же напряжении в цепи он покажет 15 В. Определить неизвестное сопротивление. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

5. Какую работу совершает штангист, поднимая штангу массой 180 кг на высоту 2 м с ускорением 5 м/с²?

6. Теоретический вопрос. Тепловое равновесие в природе.

Вариант № 17

1. Капли дождя на окне неподвижного трамвая оставляют полосы, наклоненные под углом 45° к вертикали. При движении трамвая со скоростью 4 м/с полосы от дождя вертикальны. Определить скорость капель в безветренную погоду и скорость ветра.

2. Сколько оборотов в секунду делают ведущие колеса паровоза диаметром 2 м при скорости 30 м/с?

3. В латунный калориметр массой m₁ = 100 г, содержащий m₂ = 150 г воды при температуре t₁ = 20°С, опущено металлическое тело массой m = 356 г, удельная теплоемкость которого С_х = 0,88 Дж/(г·К), нагретое до t_x = 90°С. Определить окончательную температуру t, которая установиться в калориметре.

4. На лампочке для карманного фонаря обозначено: 4,5 В, 0,18 А. Температура накала нити равна 400° С, ее сопротивление в холодном состоянии 3,8 Ом. Определить температурный коэффициент сопротивления материала, из которого сделана нить.

5. Импульс тела равен 4,5 кг·м /с, а кинетическая энергия 9 Дж. Найдите массу и скорость тела.

6. Теоретический вопрос. Физические основы космических полетов.

Вариант № 18

1. Тело, выведенное из состояния покоя, двигаясь равноускоренно, прошло путь S = 280 м за время t = 25 с. Какое расстояние прошло тело за время t = 8с от начала движения?

2. На гладком столе лежат два связанных нитью груза: m₁= 0,2 кг и m₂ = 0,3 кг. К ним приложена сила F₁ = 0,8 Н и F₂ = 1,5 Н. С каким ускорением движутся грузы и какова сила напряжения соединяющей их нити? Трение не учитывать.

3. Снаряд, летящий со скоростью V = 400 м/с, ударяется в землю и останавливается. На сколько градусов повысится температура t снаряда, если на его нагревание пошла k = 0,8 часть кинетической энергии?

4. Пароход массой 6180 т переходит из моря в реку. Какой груз нужно снять, чтобы осадка парохода не изменилась?

5. На сколько равных частей требуется разрезать проводник сопротивлением 81 Ом, чтобы, соединив эти части параллельно, получить 2 Ом?

6. Теоретический вопрос. Свойства газов.

Вариант № 19

2. Мячик свободно падает с высоты h на гладкую горизонтальную поверхность. Считая удар абсолютно упругим, а время удара равным ∆t, найти среднюю силу F, с которой действовал мяч на поверхность стола во время удара. Масса мяча m.

3. Спортсмен-тяжелоатлет поднимает штангу массой 150 кг в течение 1,5с с пола на высоту 2 м. Определите мощность, развиваемую спортсменом в течение этого времени.

4. В батарею водяного отопления вода поступает по трубе сечением 400 мм² со скоростью 1,5 см/с, при температуре 90° С, а выходит из батареи при температуре 30° С. Сколько теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?

5. Определить э.д.с. источника электроэнергии с внутренним сопротивлением 0,15 Ом, если при замыкании его железным проводником длиной 8 м и сечением 0,2 мм² в цепи появляется ток 0,6А.

6. Теоретический вопрос. Механистическая картина мира.

Вариант № 20

1. С вертолета сбросили без начальной скорости два груза, причем второй на t = 4с позже первого. Определить расстояние между грузами L через t₁ = Зс и t₂ = 5с после начала падения первого груза.

2. Тело весом 50 Н падает в воздухе вертикально вниз с ускорением 8,8м/с². Найти силу сопротивления воздуха.

3. Гиря весом 300 Н падает с высоты 15 м и полностью останавливается, зарывшись в песок. Какое количество теплоты при этом выделяется?

4. Чтобы сбросить лишний вес, человек пробегает по 5 км в день со скоростью 4 м/с. При каждой пробежке расходуется 1,4 кВт. Энергоемкость жира 40 кДж/г. Сколько грамм жира преобразуется при каждой пробежке?

5. К генератору постоянного тока с напряжением на зажимах 150 В подключена нагрузка, по которой протекает ток 36 А. К зажимам генератора подключен вольтметр с сопротивлением 10000 Ом. Вычислить полную мощность, отдаваемую генератором в сеть и мощность, которую потребляет вольтметр.

6. Теоретический вопрос. Колебательные системы в механике. Резонанс.

Вариант № 21

1. Две трети времени движения велосипедист ехал со скоростью 6,0 м/с, оставшуюся треть времени он двигался со скоростью 9,0 м/с. Определите среднюю скорость велосипедиста.

2. Из скольких стальных проволок диаметром 2 мм должен состоять трос, чтобы поднять груз 2 т?

4. Два одинаковых металлических шарика имеют положительные заряды 1,67∙10^-9Кл и 6,67∙10^-9 Кл и расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Изменится ли сила взаимодействия шаров после того, как их на короткое время соединить? Какой заряд будет на каждом шаре после соединения?

5. Материальная точка массой т =100 г совершает колебания по закону х = 0,1 sin (0,8t+ 0,5). Написать уравнения для скорости и ускорения этой точки, найти максимальную силу, действующую на нее, ее полную механическую энергию. Если сказанное относится к математическому маятнику, то какова его длина? Если к грузу на пружине, то какова жесткость пружины?

6. Теоретический вопрос. Динамика вращательного движения.

Вариант № 22

1. Когда пассажиру осталось дойти до двери вагона 15 м, поезд тронулся с места и стал разгоняться с ускорением 0,5 м/с². Пассажир побежал со скоростью 4 м/с. Через сколько времени он достигнет двери вагона? (6)

2. Определите силу тяги, которую развивают двигатели первого космического корабля «Восток», и перегрузки, испытываемые космонавтами, находящимися в нем, если он при вертикальном взлете за 10с набрал высоту 3,5км. Масса корабля 6,17т.

3. Найти плотность кислорода при температуре t = 27° С и давлении p= 160 кПа. Вычислить массу m объёма V= 100 м³ кислорода при этих условиях.

4. Докажите, что электроемкость двух конденсаторов при их параллельном соединении равна сумме электроемкости каждого из них.

5. Длина нити одного из математических маятников на 15см больше другого. В то время как один из маятников делает 7 колебаний, другой делает на одно колебание больше. Чему равны периоды колебаний маятников?

6. Теоретический вопрос. Звуковые явления.

Вариант № 23

1. Теплоход, длина которого 550 м, движется по прямому курсу в неподвижной воде с постоянной скоростью v. Катер, имеющий скорость 35 м/с, проходит расстояние от кормы движущегося теплохода до его носа и обратно за 57,5 с. Определить скорость теплохода.

2. Вал начинает вращаться и в первые 20 с совершает 100 оборотов. Считая вращение вала равноускоренным, определить угловое ускорение и конечную угловую скорость.

3. В вертикально поставленный цилиндр с площадью основания 50см² вставлен поршень, под которым находится столб воздуха высотой 80см. Насколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой 20 кг? Масса поршня 2 кг, атмосферное давление нормальное.

4. Три конденсатора емкостью 2 мкФ, 5 мкФ и 7 мкФ соединены последовательно и присоединены к источнику напряжения с разностью потенциалов 220 В. Определить величину заряда и напряжение на каждом конденсаторе.

5. Спортсмен толкает штангу массой 150 кг от пола на высоту 2,2 м за 0,8 с. Какова средняя мощность при толчке?

6. Теоретический вопрос. Электромагнитная картина мира.

Вариант № 24

1. Тело свободно падает с высоты 80 м. Какой путь оно пройдет в последнюю секунду падения?

2. Колесо велосипеда имеет радиус R = 0,6 м. С какой скоростью движется велосипед, если колесо делает 180 оборотов в минуту? Какова угловая скорость вращения колеса при этом движении?

3. Альпинист массой 80 кг поднимался 10 часов на вершину высотой 3000 м. Какова средняя мощность, израсходованная при подъеме?

4. На сколько увеличится объем медного шара при нагревании до 100°С, если при t = 0°C его диаметр равен 500 мм?

5. Конденсатор емкостью 4 мкФ заряжен до напряжения 10 В. Какой заряд будет на обкладках этого конденсатора если к нему подключить параллельно другой конденсатор емкостью 6мкФ, заряженный до напряжения 20 В. Соединены обкладки конденсаторов, имеющие разноименные заряды.

6. Теоретический вопрос. Теплообмен.

Вариант № 25

1. Капли дождя на окне неподвижного трамвая оставляют полосы, наклоненные под углом 45° к вертикали. При движении трамвая со скоростью 6 м/с полосы от дождя вертикальны. Определить скорость капель в безветренную погоду и скорость ветра.

2. Сколько оборотов в секунду делают ведущие колеса паровоза диаметром 3,5 м при скорости 18м/с?

3. В латунный калориметр массой m₁ = 168 г, содержащий m₂= 540 г воды при температуре t₁ = 10,4°С, опущено металлическое тело массой m_х = 992 г, удельная теплоемкость которого С_х = 0,98 Дж/(г∙К), нагретое до t = 100°С. Определить окончательную температуру t, которая установиться в калориметре.

4. Футбольный мяч емкостью 2,8 л накачивается поршневым насосом до давления 1,8 атм. Сколько взмахов следует сделать насосом, если при каждом взмахе он засасывает 200 см³воздуха? Атмосферное давление считать нормальным. Во время накачивания температура постоянна.

5. На лампочке для карманного фонаря обозначено: 4 В, 0,3 А. Температура накала нити равна 425°С, ее сопротивление в холодном состоянии 4,5 Ом. Определить температурный коэффициент сопротивления материала, из которого сделана нить.

6. Теоретический вопрос. Основы аэродинамики.

Вариант № 26

1. Тело, выведенное из состояния покоя, двигаясь равноускоренно, прошло путь S = 180 м за время t = 15 с. Какое расстояние прошло тело за время t₁= 5с после начала движения?

2. На гладком столе лежат два связанных нитью груза: m₁= 0,2 кг и m₂= 0,3 кг. К ним приложена сила F₁ = 0,6 Н и F2 = 1 Н. С каким ускорением движутся грузы и какова сила напряжения соединяющей их нити? Трение не учитывать.

3. Снаряд, летящий со скоростью v = 200 м/с, ударяется в землю и останавливается. На сколько градусов повысится температура tснаряда, если на его нагревание пошла k = 0,7 часть кинетической энергии?

4. Баллон емкостью 5∙10^-3м³ содержит окись углерода. Ртутный манометр, подключенный к баллону, показывает 0,5∙10⁵Па при наружном давлении 10⁵Па. Температура газа в баллоне 400 К. Определить концентрацию молекул в баллоне.

5. На сколько равных частей требуется разрезать проводник сопротивлением 64 Ом, чтобы, соединив эти части параллельно, получить 1 Ом?

6. Теоретический вопрос. Предмет и методы изучения физики.

Вариант № 27

1. Определить, на какую, величину путь, пройденный свободно падающим телом в 7-ю секунду, больше пути, пройденного в предыдущую секунду?

3. В батарею водяного отопления вода поступает по трубе сечением 500 мм² со скоростью 1,2 см/с, при температуре 80°С, а выходит из батареи при температуре 25°С. Сколько теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?

4. Определить э.д.с. источника электроэнергии с внутренним сопротивлением 0,25 Ом, если при замыкании его железным проводником длиной 5 м и сечением 0,2 мм² в цепи появляется ток 0,5А.

5. В сосуде, наполненном до краев водой, плавает кусок льда. Сосуд со льдом уравновешен на рычажных весах. Выльется ли вода из сосуда, когда растает лед, и нарушится ли равновесие?

6. Теоретический вопрос. Условия равновесия тел, имеющих ось вращения.

Вариант № 28

1. С вертолета сбросили без начальной скорости два груза, причем второй на t = 1с позже первого. Определить расстояние между грузами L через t₁ = 2с и t₂ = 4с после начала падения первого груза.

2. Тело весом 30 Н падает в воздухе вертикально вниз с ускорением 8 м/с². Найти силу сопротивления воздуха.

3. Гиря весом 196,2 Н падает с высоты 12 м и полностью останавливается, зарывшись в песок. Какое количество теплоты при этом выделяется?

4. При уменьшении объема одноатомного газа в 3,6 раз его давление увеличилось на 20%. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия?

6. Теоретический вопрос. Глаз как оптическая система.

Вариант № 29

1. С некоторой высоты свободно падает тело. Через Т = 3 с с той же высоты падает второе тело. Через сколько секунд (t) утроится расстояние, разделявшее тела до начала падения второго тела?

2. Троллейбус весом 130 кН трогается с места и в течение 3 с достигает скорости 4,2 м/с. Какую силу тяги развивает мотор троллейбуса при этом движении, если считать движение равноускоренным. Силу сопротивления принять равной 0,02 веса троллейбуса.

3. Сколько теплоты выделяет печь, состоящая из 500 кирпичей каждый по 3 кг, остывая от 75°С до 15°С? Считать, что все кирпичи нагреты одинаково.

4. Два потребителя с сопротивлениями R₁ и R₂ подключаются к сети с напряжением U один раз параллельно, а второй - последовательно. В каком случае потребляется большая мощность от сети. Отдельно рассмотреть случай: R₁ =R₂.

5. Мяч массой 500 г, брошенный под углом к горизонту, через 4 с упал на расстоянии 16 м. Найти работу, совершаемую при броске.

6. Теоретический вопрос. Квантово-полевая картина мира.

Вариант № 30

3. Какое количество дров необходимо, чтобы нагреть от 10°С до 50°С кирпичную печь массой 1,2 т? К.п.д. принять равным 30 %.

4. Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов с ЭДС 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом каждый. Определить силу тока, при которой мощность, отдаваемая во внешнюю цепь, будет максимальной.

5. Метаболические процессы у человека идут в течение нескольких часов с расходом энергии 6 Вт на килограмм массы. Женщина массой 60 кг поднимается в гору, несет сумку массой 12 кг и при этом эффективность преобразования энергии составляет 20%. Какова вертикальная скорость (в м/с) ее подъема?

6. Теоретический вопрос. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.

ТЕСТЫ

Кинематика

Вариант 1

1. Как называется раздел механики, изучающий движение тел без выяснения причин этого движения?

а) статика;

б) кинематика;

в) динамика;

г) законы сохранения.

2. Механическое движение не обязательно:

а) происходит в пространстве;

б) совершается с течением времени;

в) является поступательным;

г) является относительным.

3. Человек идет со скоростью 5 км/ч относительно вагона против направления его движения. Поезд движется со скоростью 20 км/ч относительно Земли. Какова скорость человека относительно Земли?

а) 5 км/ч;

б) 20 км/ч;

в) 25 км/ч;

г) 15 км/ч.

4. По какой формуле вычисляется путь, пройденный при равноускоренном движении, если начальная скорость равна 0?

а) ;

б) ;

в) ;

г) at.

5. Механическое движение тела – это изменение:

а) расстояние между телами с течением времени;

б) положение этого тела в пространстве относительно других тел;

в) расстояние между различными точками этого тела с течением времени;

г) его положения относительно других тел с течением времени.

6. Мгновенная и средняя скорость равны между собой, если...

а) они определяются в одной точке траектории;

б) они определяются в данный момент времени;

в) тело покоится;

г) тело движется прямолинейно и равномерно.

7. Когда можно принять поезд за материальную точку?

а) при движении в пределах ж/д вокзала;

б) при движении пассажира внутри поезда;

3) при движении поезда из одного города в другой;

4) при состоянии покоя.

8. Система отсчета – это…

а) любое неподвижное тело;

б) тело отсчета, система координат, прибор для измерения времени;

в) Земля, по поверхности которой движутся тела;

г) координаты тела.

9. Какое понятие не относится к относительным величинам?

а) траектория;

б) пройденный путь;

в) скорость;

г) сближение тел.

10. Изменение высоты тела над поверхностью Земли с течением времени представлено на графике. Что можно сказать по этому графику о характере движения тела?

а) тело движется по параболе;

б) тело движется равномерно;

в) тело движется с некоторым ускорением;

г) скорость тела постепенно уменьшается.

Начало формы

Вариант 2

111.На рисунке представлен график зависимости координаты автомобиля от времени. Какова проекция скорости автомобиля?

Конец формы

а) -2 м/с;

б) -0,5 м/с;

в) 0,5 м/с;

г) 2 м/с.

2. Движение тела описывается уравнением х = 5 - 3t. Определите координату тела через 5 с после начала движения.

а) -15 м;

б) -10 м;

в) 10 м;

г) 15 м.

3. Два автомобиля движутся по прямой дороге в одном направлении: один со скоростью 50 км/ч, а другой – со скоростью 70 км/ч. При этом они…

а) сближаются;

б) удаляются;

в) не изменяют расстояния друг от друга;

г) могут сближаться, а могут удаляться.

4. На рисунке представлен график зависимости скорости V футболиста от времени. Модуль ускорения был максимальным на интервале времени…

а) от 0 до 10с;

б) от 10 до 20 с;

в) от 20 до 30 с;

г) от 30 до 40с.

5. Если скорость тела при неравномерном движении за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, то такое движение называют:

a) равномерным;

б) равномерным движением по окружности;

в) равнопеременным;

г) замедленным.

6. Какие тела или части тел находятся в покое относительно Земли?

А. Солнце В. Жилой дом С. Верхние части гусениц движущегося трактора. D. Нижние части движущегося трактора.

а) только В;

б) В и С;

в) А, С и D;

г) В и D.

7. Какая из кинематических величин не меняется при переходе из одной инерциальной системы в другую?

а) ускорение;

б) перемещение;

в) траектория;

г) кинетическая энергия.

8. На рисунке представлены графики зависимости ускорения от времени для разных движений. Какой из графиков соответствует равномерному движению?

а) А;

б) Б;

в) В;

г) Г.

9. Решаются задачи: а) рассчитывается манёвр стыковки двух космических кораблей; б) рассчитается период обращения космических кораблей вокруг Земли. В каком случае космические корабли можно рассматривать как материальные точки?

а) только в первом случае;

б) только во втором случае;

в) ни в первом, ни во втором;

г) и в первом и во втором.

10. При свободном падении тел разной массы в трубке, из которой откачан воздух, тела движутся с одинаковым ускорением. Это объясняется тел, что сила тяжести:

а) на тело в вакууме не действует;

б) пропорциональна массе тела;

в) не зависит от массы тела;

г) уравновешивается весом тела.

Динамика

Вариант1

1. Если на тело не действуют другие тела, то оно…

а) находится в покое или движется равномерно и прямолинейно;

б) движется все медленнее и медленнее;

в) движется все быстрее и быстрее;

г) может только покоиться.

2. Что удерживает на орбите спутник, вращающийся вокруг Земли?

а) сила притяжения к Земле;

б) радиосвязь с центром управления полетами на Земле;

в) собственный вес спутника;

г) сильная разреженность воздуха на высоте, где движется спутник.

3. Комета находилась на расстоянии 100 млн км от Солнца. При удалении кометы от Солнца на расстояние 200 млн км сила притяжения, действующая на комету…

а) уменьшилась в 2 раза;

б) уменьшилась в 4 раза;

в) уменьшилась в 8 раз;

г) не изменилась.

4. В инерциальной системе отсчета сила F сообщает телу массой m ускорение a. Как изменится ускорение тела, если массу тела и действующую на него силу уменьшить в 2 раза?

а) увеличится в 4 раза;

б) уменьшится в 4 раза;

в) уменьшится в 8 раз;

г) не изменится.

5. Приподнять камень, погруженный в воду, легче, чем приподнять такой же камень на суше. Это объясняется тем, что...

аа) ускорение свободного падения в воде меньше, чем в воздухе;
б) давление воды на нижнюю поверхность камня больше, чем на верхнюю его поверхность;

в) плотность воды у нижней поверхности камня больше, чем у верхней его поверхности;

г) на камень в воде не действует атмосферное давление.

6. При свободном падении ускорение всех тел одинаково. Этот факт объясняется тем, что...

аа) Земля имеет очень большую массу;

б) все окружающие нас предметы очень малы по сравнению с Землей;

в) сила тяжести пропорциональна массе Земли;

г) сила тяжести пропорциональна массе тела.

7. Космонавт на орбитальной станции "Мир" не ощущал веса своего тела. Этот факт объясняется тем, что...

аа) на орбитальной станции не действует сила тяжести;
б) и орбитальная станция, и космонавт находятся в состоянии "свободного падения" на Землю;

в) на орбитальной станции тела теряют свою массу;
г) вес имеют только тела, неподвижные относительно Земли.

8. В инерциальной системе отсчета скорость движения тела может измениться…

а) только во время действия на него другого тела;

б) только после действия на него другого тела;

в) как вовремя действия на него другого тела, так и после этого действия в течение некоторого времени;

г) всегда, независимо от действия на него другого тела.

9. Какие из перечисленных физических характеристик меняются при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой?
а) сила;

б) ускорение;

в) объем;

г) ни одна из перечисленных характеристик.

10. Какие из перечисленных величин (скорость, сила, ускорение, перемещение) при механическом движении всегда совпадают по направлению?

а) сила и ускорение;

б) сила и скорость;

в) сила и перемещение;

г) ускорение и перемещение.

Вариант 2

1. Одинаковы ли масса тела и его вес при измерении на экваторе и на полюсах Земли?

а) масса и вес одинаковы;

б) масса и вес различны;

в) масса одинакова, вес различен;

г) масса различна, вес одинаков.

2. В некоторый момент времени один мяч лежит на земле, второй летит вверх, третий завис в верхней точке траектории, а четвертый падает вниз. На какой из мячей действует сила тяжести в этот момент?

а) только на мяч 1;

б) только на мячи 2 и 4;

в) только на мяч 3;

г) на все мячи.

3. Если на шарик не действуют никакие другие тела, то в инерциальной системе отсчета он...

а) постепенно останавливается;

б) колеблется около начального положения;

в) движется по окружности с постоянной по модулю скоростью;

г) движется с постоянной по модулю и направлению скоростью.

4. Автомобиль с очень большой скоростью въезжает в поворот малого радиуса и вылетает с дороги. Это произошло потому, что...

а) кинетическая энергия автомобиля больше его потенциальной энергии;

б) кинетическая энергия автомобиля больше его внутренней энергии;

в) сила трения колес об асфальт меньше необходимой центростремительной силы;

г) сила тяжести меньше центростремительной силы.

5. Первый закон Ньютона утверждает, что...

а) скорость тела меняется при переходе из одной системы отсчета в другую;

б) в инерциальной системе отсчета скорость тела не меняется, если сумма сил, действующих на тело, равна нулю;

в) тела взаимодействуют с силами, равными по модулю, но противоположными по направлению;

г) на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила.

7. В каком законе говорится, что два взаимодействующих тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению?

а) в первом законе Ньютона;

б) во втором законе Ньютона;

в) в третьем законе Ньютона;

г) такого закона нет.

8. Величина, определяемая формулой называется:

а) моментом инерции;

б) моментом силы;

в) моментом импульса;

г) кинетической энергией.

9. При равноускоренном вращательном движении выполняется закон Ньютона, выражающийся формулой:

а) ;

б) ;

в) ;

г) .

10. Если алгебраическая сумма моментов сил, действующих на тело, имеющее ось вращения, равна нулю, то тело…

а) вращается;

б) движется поступательно;

в) движется с ускорением;

г) находится в равновесии.

Статика. Законы сохранения

Вариант 1

1. Гвоздь длиной 10 см забивается в деревянный брус одним ударом молотка. В момент удара кинетическая энергия молотка равна 3 Дж. Определите среднюю силу трения гвоздя о дерево бруса.

а) 300Н;

б) 30 Н;

в) 0,3 Н;

г) 0,03 Н.

2. Для того чтобы уменьшить кинетическую энергию тела в 2 раза, надо скорость тела уменьшить...

а) в 2 раза;

б) в раз;

в) в 4 раза ;

г) в 8 раз.

3. Шарики из пластилина летят навстречу друг другу. Модули их импульсов соответственно равны 5 и 3Столкнувшись, шарики слипаются. Чему равен импульс шариков после столкновения?

аа) 8;

б) 4;

в) 2;

г) 1.

4. Упавший и отскочивший от земли мячик подпрыгивает на меньшую высоту, чем та, с которой он упал. Чем это объясняется?

а) гравитационным притяжением мяча к земле;

б) переходом при ударе кинетической энергии мяча в потенциальную;

в) переходом при ударе потенциальной энергии мяча в кинетическую;

г) переходом при ударе части механической энергии мяча во внутреннюю.

5. С балкона высотой 4 м упал камень массой 0,5 кг. Модуль изменения потенциальной энергии камня равен:

а) 20 Дж;

б) 10 Дж;

в) 2 Дж;

г) 1,25 Дж.

6. Пружину жесткостью 10 Н/м сжали на 4 см. Чему равно изменение потенциальной энергии пружины при этом?

а) 0,4 Дж;

б) 80 Дж;

в) 0,008 Дж;

г) 0,016 Дж.

7. В каких единицах в системе СИ измеряется импульс тела?
а) Н;

б) Дж;

в) Н∙с;

г) Н/с

8. Два шарика, стальной и алюминиевый, одинакового объема падают с одной и той же высоты. Сравните их импульсы в момент соприкосновения с землей:

а) импульс стального шара меньше импульса алюминиевого;

б) импульс стального шара больше импульса алюминиевого;

в) импульсы обоих шаров равны;

г) импульсы равны 0.

9. Если многократно сжимать пружину, то она нагревается. Это можно объяснить тем, что...

а) потенциальная энергия пружины переходит в ее кинетическую энергию;

б) кинетическая энергия пружины переходит в ее потенциальную энергию;

в) часть механической энергии пружины переходит в ее внутреннюю энергию;

г) пружина нагревается при трении о воздух.

10. Как изменится импульс санок, если на них в течение 5 с действует сила трения о снег, равная 20 Н?

аа) для ответа недостаточно данных;

б) увеличится на 4 Н/с;

в) увеличится на 100 кг∙м/с;

г) уменьшится на 100 кг∙м/с.

Вариант 2

1. Со дна аквариума всплывет мячик и выпрыгивает из воды. В воздухе он обладает кинетической энергией, которую приобрел за счет уменьшения:

а) внутренней энергии воды;

б) потенциальной энергии мячика;

в) потенциальной энергии воды;

г) кинетической энергии воды.

2. Проводя физический опыт, роняют стальной шарик на массивную стальную плиту. Ударившись о плиту, шарик подскакивает вверх. По какому признаку, не используя приборов, можно определить, что удар шарика о плиту не является абсолютно упругим?

ааааа) абсолютно упругих ударов в природе не бывает;

б) на плите не остается вмятинки;

в) при ударе в шарике образуется трещина;

г) высота подскока шарика меньше высоты, с которой он упал.

3. Велосипедист массой 80 кг едет по дорожке к финишу. Его координата относительно финиша меняется со временем согласно графику, представленному на рисунке. Чему равен импульс велосипедиста в момент пересечения им финишной черты?

а1) 800 кг ∙м/с;

б) 1067 кг ∙м/с;

в) 3200 кг ∙м /с;

г) 0 кг ∙м/с.

4. Парашютист опускается с постоянной скоростью, а энергия его взаимодействия с Землей постепенно уменьшается. Как объяснить, что закон сохранения энергии при этом не нарушается?

аа) потенциальная энергия парашютиста постепенно преобразуется в его кинетическую энергию;

б) полная механическая энергия не меняется;

в) кинетическая энергия парашютиста постепенно преобразуется во внутреннюю энергию парашютиста и воздуха;

г) энергия взаимодействия парашютиста с Землей постепенно преобразуется во внутреннюю энергию парашютиста и воздуха.

5. Полная механическая энергия тела, брошенного вертикально вверх, минимальна (с учётом сопротивления воздуха)

а) в начальный момент времени;

б) в наивысшей точке траектории;

в) в момент падения на землю;

г) дважды в моменты прохождения половины максимальной высоты.

6. Координата тела меняется в соответствии с уравнением x = 2 + 30t - 2t². Масса тела 5 кг. Какова кинетическая энергия тела через 3 с после начала движения?

а) 4410 Дж;

б) 3240 Дж;

в) 1440 Дж;

г) 810 Дж.

7. Автомобиль движется равномерно по мосту, перекинутому через реку. Механическая энергия автомобиля определяется:

а) только его скоростью и массой;

б) только высотой моста над уровнем воды в реке;

в) только его скоростью, массой, высотой моста над уровнем воды в реке;

г) его скоростью, массой, уровнем отсчета потенциальной энергии и высотой над этим уровнем.

8. В наиболее простом случае закон сохранения импульса может быть сформулирован следующим образом:

а) произведение массы тела на его ускорение равно силе;

б) при взаимодействии двух тел их общий импульс остается неизменным (т.е. сохраняется);

в) действию всегда есть равное и противоположное противодействие;

г) чем больше сила, приложенная к телу, тем больше его ускорение.

9. Какое еще название имеет импульс тела?

а) импульс действия;

б) изменение силы;

в) изменение скорости;

г) количество движения.

10. Направление импульса совпадает с направлением…

а) скорости тела;

б) ускорения, появляющегося у тела;

в) силы, действующей на тело;

г) координатной оси.

ГЛОССАРИЙ

Абсолютная температура - температура, измеренная по шкале Кельвина и отсчитываемая от абсолютного нуля.

Абсолютно твердое тело - система материальных точек, расстояние между которыми не изменяются в данной задаче.

Абсолютный нуль температуры - нулевой уровень температуры по шкале Кельвина. При абсолютном нуле прекращается поступательное и вращательное движение атомов и молекул, они находятся в состоянии "нулевых" колебаний.

Амплитуда - максимальное значение периодически изменяющейся величины.

Атом - наименьшая частица химического элемента, носитель его свойств. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов.

Атомное ядро - положительно заряженная центральная часть атома, имеющая объем, в котором сосредоточена основная его масса. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов.

Баллистика - наука о движении неуправляемых ракет, артиллерийских снарядов, авиабомб, пуль и т.п.

Вещество - вид материи, имеющей атомарно-молекулярную или плазменную структуру. Частицы вещества имеют отличную от нуля массу покоя.

Внутреннее трение - совокупность процессов, происходящих в твердых, жидких и газообразных телах при их деформации и приводящих к необратимому рассеянию механической энергии и ее превращению во внутреннюю энергию.

Внутренняя энергия идеального газа - суммарная кинетическая энергия теплового движения его молекул.

Волна - изменение состояния среды или поля, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью. Распространение волн связано с переносом энергии без переноса массы.

Вращательное движение - движение, при котором траектории всех точек тела:

- являются окружностями с центрами, расположенными на одной прямой (оси вращения);

- лежат в плоскостях, перпендикулярных этой прямой.

Время - свойство реальности, выражающееся в последовательности сменяющих друг друга событий. Время - форма существования материи, проявляющаяся в последовательной смене и длительности событий.

Второе начало термодинамики - физический закон, имеющий две эквивалентные формулировки:

1- невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому телу;

2- невозможен периодический процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.

Второй закон Ньютона -ускорение, приобретаемое материальной точкой в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально действующей на точку (равнодействующей) силе и обратно пропорционально массе точки; и направлено в сторону действия силы.

Вынужденные колебания - колебания, возникающие под влиянием переменного внешнего воздействия.

Высота звука - качество звука, определяемое органами слуха субъективно и зависящее от частоты звука. С ростом частоты высота звука увеличивается.

Вязкость - свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость объясняется возникновением при движении внутреннего трения между частицами.

Газ – тело, обладающее сжимаемостью и способное заполнять весь объем сосуда, в котором находится.

Газовые законы - законы термодинамических процессов, протекающих в системе с неизменным количеством вещества при постоянном значении одного из параметров.

Гармонические колебания - колебания, при которых величина, вызывающая отклонение системы от устойчивого состояния, изменяется по закону синуса или косинуса. Гармонические колебания являются частным случаем периодических колебаний. Гармонические колебания являются удобной абстракцией, облегчающей изучение колебательных процессов.

Гидродинамическое давление - давление, оказываемое движущимися струйками воды на частицы пород.

Гидростатическое давление - давление, вызываемое весом жидкости. Гидростатическое давление измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах; зависит от координат точки, в которой оно измеряется.

Гравитационная постоянная $~\;\;G$ — фундаментальная физическая постоянная, константа гравитационного взаимодействия. Согласно Ньютоновскому закону всемирного тяготения, сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками с гравитационными массамипо 1 кги находящимися на расстоянии 1м. В единицах СИ значение 6,67 ∙10^-11м³·с^-²·кг⁻¹, или Н·м²·кг^-².

Гравитационное поле - поле, которое создает вокруг себя тело, обладающее массой. Посредством гравитационных полей взаимодействуют физические объекты.

Движение - форма существования материи; способ бытия материальных объектов, состоящий в их изменениях и взаимопревращениях. Основными формами движения являются:

- механическая;

- физическая: тепловая, электромагнитная, гравитационная, атомная и ядерная;

- химическая;

- биологическая.

Деформация - изменение формы и объема тела под действием внешних сил. Деформация связана с изменением относительного положения частиц тела и, обычно, сопровождается изменением величин междуатомных сил, мерой которого является упругое напряжение. Различают четыре основных вида деформаций: растяжение/сжатие, сдвиг, кручение и изгиб.

Динамика(греч.δύναμις — сила) — раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения. Динамика оперирует такими понятиями, как масса, сила, импульс, энергия. Динамика, базирующаяся на законах Ньютона, называется классической динамикой.

Дифракция волн - нарушение прямолинейности распространения и сопутствующие ему интерференционные явления.

Диффузия (от лат. diffusio — распространение, растекание), взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества. Диффузия происходит в направлении падения концентрации вещества и ведёт к равномерному распределению вещества по всему занимаемому им объёму .

Длина волны - расстояние по горизонтали между двумя смежными гребнями или подошвами в последовательности волн.

Жесткость - способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации. Жесткость является коэффициентом пропорциональности между усилием и относительной линейной, угловой деформацией или кривизной.

Жидкость – тело, обладающее несжимаемостью, текучестью и подвижностью, способное изменять свою форму под воздействием внешних сил и температурных изменений.

Закон Бернулли - физический закон, в соответствии с которым в каждой точке установившегося потока жидкости сумма внешнего, гидростатического и динамического давления есть величина постоянная.

Закон Бойля — Мариотта —является частным случаем уравнения состояния идеального газа. Закон Бойля-Мариотта гласит: при постоянной температуре и массе идеального газа произведение его давления и объёмапостоянно. В математической форме это утверждение записывается следующим образом pV = const, где p — давление газа; V — объём газа.

Закон Гей-Люссака - закон идеальных газов, согласно которому объем данного количества газа при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре.

Закон Гука - связь между величиной упругой деформации и силой, действующей на тело. Различают три формулировки закона Гука:

1- величина абсолютной деформации пропорциональна величине деформирующей силы с коэффициентом пропорциональности равным жесткости деформируемого образца;

2- сила упругости, возникающая в деформированном теле, пропорциональна величине деформации с коэффициентом пропорциональности равным жесткости деформируемого образца;

3- упругое напряжение, возникающее в теле, пропорционально относительной деформации этого тела с коэффициентом пропорциональности равным модулю упругости.

Закон Джоуля-Ленца - закон, описывающий тепловое действие электрического тока. Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Закон Паскаля - основной закон гидростатики, в соответствии с которым жидкости и газы передают производимое на них давление одинаково по всем направлениям. На основе закона Паскаля работают гидравлические устройства, тормозные системы автомобилей, домкраты, прессы и т.п.

Закон сохранения импульса - закон механики, в соответствии с которым векторная сумма импульсов тел в замкнутой системе остается постоянной при любых взаимодействиях этих тел между собой и может только перераспределяться между частями системы.

Закон сохранения и превращения энергии - общий закон природы, согласно которому:

- энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной.

- энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы.

Для незамкнутой системы увеличение/уменьшение ее энергии равно убыли/возрастанию энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.

Закон Кулона - основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними. Два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды.

Закон Ома - один из основных законов электрического тока. Сила постоянного электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Закон Ома справедлив для металлических проводников и электролитов, температура которых поддерживается постоянной.

Закон отражения света - закон, определяющий взаимное расположение при зеркальном отражении падающего и отраженного лучей, а также перпендикуляра, восстановленного к границе раздела двух сред в точке падения:

- оба луча и перпендикуляр лежат в одной плоскости;

- угол падения равен углу отражения.

Закон Паскаля - основной закон гидростатики, в соответствии с которым жидкости и газы передают производимое на них давление одинаково по всем направлениям. На основе закона Паскаля работают гидравлические устройства, тормозные системы автомобилей, домкраты, прессы и т.п.

Закон сохранения массы - закон классической механики, в соответствии с которым при любых процессах, происходящих в системе тел, ее масса остается неизменной.

Закон сохранения механической энергии - физический закон, в соответствии с которым в замкнутой системе, в которой не действуют силы трения и сопротивления, сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел системы остается величиной постоянной.

Закон сохранения момента импульса - физический закон, в соответствии с которым момент импульса замкнутой системы относительно любой неподвижной точки не изменяется со временем. Закон сохранения момента импульса есть проявление изотропности пространства.

Закон сохранения электрического заряда - физический закон, в соответствии с которым в замкнутой системе взаимодействующих тел алгебраическая сумма электрических зарядов (полный электрический заряд) остается неизменно.

Закон Шарля - закон идеальных газов, согласно которому давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре.

Законы Фарадея (законы электролиза)- основные законы электролиза. Согласно первому закону Фарадея масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшему через электролит. Согласно второму закону Фарадея отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит равно отношению их химических эквивалентов.

Замкнутая система - совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют или скомпенсированы.

Затухающие колебания - колебания с потерей первоначальной энергии.

Звук - упругие волны с частотой в пределах от 16 до 20000 Гц, субъективно воспринимаемые человеком на психофизиологическом уровне.

Идеальная жидкость - жидкость, обладающая:

- абсолютной подвижностью - отсутствием сил трения и касательных напряжений;

- абсолютной неизменностью объема под воздействием внешних сил;

- отсутствием вязкости.

Идеальный газ - модель газа, в которой:

- между молекулами отсутствуют силы взаимного притяжения;

- сами молекулы принимаются за материальные точки;

- взаимодействия между молекулами сводится к их абсолютно упругим ударам.

Изобарический процесс - термодинамический процесс, протекающий при постоянном давлении. Для идеальных газов изобарический процесс описывается законом Гей-Люссака.

Изопроцессы в термодинамике - процессы, протекающие в системе с неизменным количеством вещества при постоянном значении одного из параметров состояния системы.

Изотермический процесс - термодинамический процесс, протекающий при постоянной температуре. Для идеальных газов изотермический процесс описывается законом Бойля-Мариотта.

Изохорический процесс - термодинамический процесс, происходящий при постоянном объеме. Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля.

Импульс - произведение массы (точечного) тела на скорость в конкретной системе отсчета. Импульс механической системы равен векторной сумме импульсов всех частей системы. В системе СИ единицей импульса является килограмм-метр в секунду.

Импульс силы - произведение силы на время, в течение которого сила действовала на тело.

Инерция - явление сохранения скорости прямолинейного равномерного движения или состояния покоя при компенсации внешних воздействий. Инерция присуща всем материальным объектам в одинаковой степени.

Инерциальная система отсчета - система отсчета, в которой свободное тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно.

Интерференция волн - сложение в пространстве двух или нескольких волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны.

Капельные жидкости - вода, нефть, керосин и другие малосжимаемые жидкости, обладающие определенным объемом, величина которого практически не изменяется под воздействием внешних сил. Капельные жидкости не всегда заполняют предоставленный им объем, обычно они образуют ограниченную поверхность.

Капилляр - трубка с узким внутренним каналом.

Капиллярные явления - явления, вызываемые влиянием сил межмолекулярного взаимодействия на равновесие и движение:

- свободной поверхности жидкости;

- поверхности раздела несмешивающихся жидкостей;

- границ жидкостей с твердыми телами.

Кельвин - 1/273,15 часть термодинамической температуры тройной точки воды; одна из семи основных единиц СИ.

Килограмм - единица массы; одна из семи основных единиц СИ. Один килограмм равен массе международного прототипа килограмма, который хранится в Международном бюро мер и весов.

Кинематика - раздел механики, изучающий геометрические свойства движения тел без учета их масс и действующих на них сил. Кинематика исследует способы описания движений и связей между величинами, которые характеризуют эти движения.

Классическая механика - физическая теория, устанавливающая законы движения макроскопических тел со скоростями, значительно меньшими скорости света в вакууме.

Колебания - повторяющийся процесс изменения с течением времени значения физической величины около ее среднего значения. Колебания характеризуются амплитудой, периодом, частотой и фазой. Различают непериодические, периодические и гармонические колебания. В зависимости от физической природы различают механические, электромагнитные и другие колебания.

Колебательная система - совокупность тел, способных совершать движения, многократно повторяющиеся или приблизительно повторяющиеся через определенные промежутки времени.

Количество вещества - число молекул, атомов, ионов и других специфических структурных элементов, из которых состоит вещество. В СИ единицей количества вещества установлен моль.

Количество теплоты - часть внутренней энергии, переданной в процессе теплообмена от одного макроскопического тела к другому телу без совершения работы. Количество теплоты измеряется в единицах энергии.

Конденсатор - элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрической емкости. Конденсатор состоит из двух или более проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Концентрация молекул - количество молекул в единице объема.

Координаты — величины, определяющие положение точки (тела) в пространстве (на плоскости, на прямой).

Корпускулярно-волновой дуализм - представление о сущности микрочастиц, заключающееся в том, что в их поведении проявляются корпускулярные и волновые свойства.

Коэффициент поверхностного натяжения - работа, необходимая для изотермического увеличения площади поверхности жидкости на 1 м². Коэффициент поверхностного натяжения:

- уменьшается с повышением температуры;

- равен нулю в критической точке;

- зависит от наличия примесей в жидкости.

Коэффициент трения скольжения - коэффициент пропорциональности между силой трения скольжения и силой нормальной реакции.

Криволинейное движение это движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).

Линейная скорость - скорость отдельной точки вращающегося тела, зависящая от угловой скорости и расстояния от точки до оси вращения.

Линза - прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями.

Линии магнитной индукции - воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции в этой точке. Линии магнитной индукции замкнуты, не пересекаются между собой и могут быть проведены через любую точку магнитного поля.

Магнитная индукция - векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся или смещающуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля в заданной точке. Модуль и направление вектора магнитной индукции определяется по влиянию магнитного поля на рамку с током, помещаемую в заданную точку магнитного поля.

Магнитное поле - особая форма существования материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Магнитное поле:

- является формой электромагнитного поля;

- непрерывно в пространстве;

- порождается движущимися зарядами;

- обнаруживается по действию на движущиеся заряды;

- описывается уравнениями Максвелла.

Магнитный поток - поток вектора магнитной индукции через некоторую поверхность; величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь поверхности и на косинус угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности.

Масса - скалярная физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства материи. Различают:

- инертную массу, входящую в выражение второго закона Ньютона;

- гравитационную массу, входящую в выражение закона всемирного тяготения.

При соответствующем выборе гравитационной постоянной инертная и гравитационная массы совпадают. В СИ масса измеряется в кг.

Математический маятник - механическая система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомой нерастяжимой нити или на невесомом стержне в поле тяжести. Период малых колебаний математического маятника не зависит от амплитуды.

Материя - объективная реальность, данная нам в ощущениях. Считается, что материя существует либо в виде вещества, либо в виде поля. Формами существования материи являются пространство и время.

Маятник - твердое тело, совершающее под действием приложенных сил колебания около неподвижной точки или оси.

Мгновенное ускорение - предел, к которому стремится среднее ускорение за бесконечно малый промежуток времени.

Международная система единиц - универсальная система единиц физических величин для всех отраслей науки, техники, хозяйства и системы обучения, включающая:

- семь основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль;

- две дополнительных единицы: радиан и стерадиан;

- ряд производных единиц: фарад, джоуль, вольт и др.

Метр - единица длины; одна из семи основных единиц СИ. С 1983 года метр равен расстоянию, которое проходит в вакууме свет за 1/299792458 доли секунды.

Механика - основной раздел физики; наука о механическом движении материальных тел и происходящих взаимодействиях между ними. В результате взаимодействия изменяются скорости тел или тела деформируются. Механика подразделяется на, кинематику, динамику и статику.

Механическая работа силы - мера механического действия силы при перемещении точки ее приложения. Работа силы есть скалярная физическая величина, равная произведению силы, перемещения и косинуса угла между направлением действия силы и перемещением.

Механическая система - совокупность материальных точек:

- движущихся согласно законам классической механики;

- взаимодействующих друг с другом и с телами, не включенными в эту совокупность.

Механическая энергия - энергия механического движения и взаимодействия тел системы или их частей. Механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергии механической системы.

Механические колебания - обладающие периодичностью отклонения тела от положения равновесия. Возбуждение механических колебаний происходит путем непосредственного воздействия на колебательную систему.

Механическое движение - изменение с течением времени положения одного тела относительно другого или положения частей тела друг относительно друга.

Механическое напряжение - мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий. Механическое напряжение в точке тела измеряется отношением упругой силы, возникающей в теле при деформации к площади малого элемента сечения, перпендикулярного к этой силе.

Мгновенная скорость - предел средней скорости за бесконечно малый промежуток времени. Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения в данной точке траектории.

Модуль упругости(модуль Юнга) - коэффициент, характеризующий сопротивление материала растяжению/сжатию. Модуль упругости численно равен механическому напряжению, при котором длина образца изменяется в два раза.

Молекула - наименьшая устойчивая электрически нейтральная частица вещества:

- сохраняющая его основные химические свойства;

- состоящая из атомов одинаковых или различных химических элементов;

- содержащая равное количество электрически заряженных частиц противоположного знака.

Молекулярная физика - раздел физики, изучающий физические свойства тел, особенности агрегатных состояний вещества и процессы фазовых переходов в зависимости от молекулярного строения тел, сил межмолекулярного взаимодействия и характера теплового движения частиц.

Молекулярно-кинетическая теория - система научных представлений о строении вещества.

Моль - количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. В одном моле любого вещества содержится число молекул или атомов равное числу Авогадро.

Молярная масса - масса одного моля вещества. Молярная масса равна произведению массы одной молекулы вещества на число Авогадро.

Момент импульса - мера механического движения тела или системы тел относительно какой-либо точки (центра) или оси. Момент импульса равен векторному импульса тела на плечо этого импульса относительно оси.

Момент инерции - скалярная величина, характеризующая распределение масс в теле; являющаяся мерой инертности тела при вращательном движении. Момент инерции тела относительно заданной оси вращения равен сумме произведений элементарных масс всех малых частей (материальных точек) тела на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси.

Момент силы - произведение модуля силы на плечо этой силы относительно заданной оси. Момент силы характеризует вращательный эффект силы при действии ее на твердое тело.

Мощность - скорость выполнения работы или энергия в единицу времени. Механическая мощность часто измеряется в лошадиных силах, а в системе СИ – в ваттах.

Мощность электрического тока - работа электрического тока за 1 секунду.

Напряженность электрического поля - векторная величина, характеризующая электрическое поле в заданной точке и определяющая силу, действующую на заряженную частицу со стороны электрического поля.

Напряженность электрического поля:

- численно равна отношению силы, действующей на заряженную частицу, к ее заряду;

- имеет направление силы, действующей на частицу с положительным зарядом;

- измеряется в Н/Кл или В/м.

Насыщенный пар - пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкой или твердой фазой. В состоянии насыщенного пара скорости испарения и конденсации равны. Процессы в насыщенных парах не подчиняются законам идеального газа. Давление насыщенного пара возрастает с увеличением температуры и не зависит от объема, занимаемого этим паром.

Невесомость - состояние механической системы, при котором действующее на систему внешнее гравитационное поле не вызывает взаимного давления одной части системы на другую и их деформации. В состоянии невесомости на тело действуют только силы тяготения; изменяются некоторые функции живого организма: обмен веществ, кровообращение и др.

Неинерциальная система отсчета - система отсчета, в которой не выполняется первый закон Ньютона. Неинерциальная система отсчета движется с ускорением относительно некоторой инерциальной системы отсчета.

Неравномерное движение - движение, при котором за равные промежутки времени тело совершает неравные перемещения.

Неупругий удар - удар, при котором силы взаимодействия соударяющихся тел непотенциальны.

Нормальное ускорение - составляющая ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения в данной точке. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению.

Ньютон - единица силы. Ньютон равен силе, которая сообщает телу с постоянной массой 1 кг ускорение 1м/с² в направлении действия силы.

Оптика - раздел физики, в котором изучаются закономерности оптических явлений, природа света и его взаимодействия с веществом.

Оптическая сила линзы - величина, обратная фокусному расстоянию линзы. Оптическая сила линзы = 1 / Фокусное расстояние. Оптическая сила, двух соприкасающихся тонких линз, равна сумме их оптических сил.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории - уравнение, связывающее с одной стороны - давление газа; и с другой стороны - массу молекул, число молекул в единице объема и средний квадрат скорости движения молекул.

Относительная деформация - отношение величины изменения размера тела к его исходному размеру. Часто относительная деформация выражается в процентах.

Относительная молекулярная масса - масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Относительная молекулярная масса - отношение средней массы молекулы вещества к 1/12 массы атома углерода-12.

Отражение света - явление, заключающееся в возвращении световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред, имеющих различные показатели преломления. В зависимости от состояния границы раздела двух сред различают зеркальное и диффузное отражение света.

Пар - газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находится в равновесии с жидкой или твердой фазами того же вещества. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа.

Параллельное соединение проводников - соединение, в котором начала проводников соединены вместе и концы проводников соединены вместе. При параллельном соединении проводников:

- сила тока, протекающего в неразветвленной части цепи, равна сумме сил токов, протекающих по каждому из проводников;

- напряжение на каждом из проводников одинаковы.

- общая проводимость соединения равна сумме проводимостей каждого из проводников.

Парциальное давление (позднелат. partialis — частичный, от лат. pars — часть), давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре.

Паскаль - единица давления в СИ. 1 паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м², расположенной перпендикулярно силе.

Первое начало термодинамики - физический закон, согласно которому количество теплоты, которое получено телом или системой, расходуется на изменение внутренней энергии и на работу тела или системы против внешних сил.

Первый закон Ньютона - физический закон, в соответствии с которым материальная точка в инерциальной системе отсчета сохраняет состояние покоя или равномерного движения до тех пор, пока внешние воздействия не изменят этого состояния.

Переменный электрический ток - электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю.

Период колебаний - время одного полного колебания.

Период полураспада - время, по истечении которого начальное число атомов радиоактивного вещества уменьшается вдвое. Период полураспада есть величина постоянная для каждого изотопа.

Планетарная модель атома - модель атома, согласно которой в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома. Вокруг ядра движутся электроны, удерживаемые у ядра силами кулоновского притяжения. Совокупность электронов образует оболочку атома, которая своим отрицательным зарядом компенсирует заряд ядра.

Пластическая деформация - деформация, которая не исчезает после прекращения действия внешних сил.

Плечо силы - кратчайшее расстояние от заданной оси вращения до линии действия силы.

Показатель преломления света - мера оптической плотности среды, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в среде.

Поперечная волна - волна, порожденная колебаниями в направлении, перпендикулярном направлению ее распространения.

Постоянная Авогадро - число молекул, атомов, ионов и других подобных частиц в одном моле вещества. Постоянная Авогадро = 6.022045∙10²³ 1/моль.

Постоянный электрический ток - электрический ток, не изменяющийся с течением времени по силе и направлению.

Поступательное движение - движение тела, при котором отрезок прямой, соединяющей две любые точки, принадлежащие этому телу, перемещается, оставаясь параллельным самому себе. При поступательном движении все точки твердого тела описывают одинаковые траектории и в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения.

Потенциал электрического поля - энергетическая характеристика электрического поля; скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда. В СИ потенциал электрического поля измеряется в вольтах.

Поток жидкости - движение массы жидкости, ограниченной системой поверхностей твердых тел и/или поверхностей соприкосновения жидких и газообразных тел.

Правило левой руки - правило для определения направления силы Ампера. Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отогнутый на 90°, то большой палец покажет направление, действующей на отрезок проводника силы.

Правило моментов: тело, имеющее неподвижную ось вращения, находится в равновесии, если алгебраическая сумма моментов всех приложенных к телу сил относительно этой оси равна нулю:

M₁ + M₂ + ... = 0.

Преобразования Галилея - соотношения, позволяющие переходить в классической механике:

- от пространственно-временных координат некоторого события в одной инерциальной системе отсчета;

- к пространственно-временным координатам этого же события в другой инерциальной системе отсчета.

Принцип Гюйгенса-Френкеля - метод, позволяющий находить амплитуду и фазу волны в заданной точке пространства по известной амплитуде и фазе произвольного фронта этой волны. Согласно принципу Гюйгенса-Френкеля: каждая точка волнового фронта является источником вторичных сферических волн, которые когерентны; амплитуда и фаза волны в каждой точке пространства есть результат интерференции вторичных волн.

Принцип относительности Галилея - принцип физического равноправия инерциальных систем отсчёта в классической механике, проявляющегося в том, что законы механики во всех таких системах одинаковы.

Принцип суперпозиции - принцип, определяющий значение некоторой физической величины, формируемой двумя или более физическими величинами той же природы: Результирующая физическая величина равна сумме составляющих физических величин.

Продольная волна - волна, в которой колебания происходят в направлении ее распространения

Пространство - форма существования материи, проявляющаяся в виде пространственных характеристик взаимного расположения тел, их координат, расстояний между ними, углами направлений и т.п.

Прямолинейное равномерное движение - называется механическое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

Работа силы - мера механического действия силы при перемещении точки ее приложения. Работа силы есть скалярная физическая величина, равная произведению силы, перемещения и косинуса угла между направлением действия силы и перемещением.

Равновесие механической системы - состояние механической системы, находящейся под действием сил, при котором все ее точки покоятся относительно рассматриваемой системы отсчета. Равновесие механической системы имеет место в случае, когда все действующие на систему силы и моменты сил уравновешены.

Равнодействующая сила - сила, действие которой эквивалентно действию на тело нескольких сил. Равнодействующая сила равна геометрической сумме всех сил системы и приложена в центре приведения.

Равномерное движение материальной точки по окружности - движение материальной точки по окружности, при котором модуль ее скорости не меняется. При таком движении материальная точка обладает центростремительным ускорением.

Равноускоренное прямолинейное движение - такое прямолинейное движение, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени изменяется одинаково.

Радиан - плоский угол, равный центральному углу, опирающемуся на дугу, длина которой равна радиусу. 1 рад ≈ 57.3 угловых градусов.

Радиус-вектор - направленный отрезок, соединяющий начало координат и точку с заданными координатами.

Реактивное движение - движение тела, обусловленное отделением от него с некоторой скоростью какой-то его части. Реактивное движение описывается, исходя из закона сохранения импульса.

Резонанс - резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающего воздействия к некоторой фиксированной частоте (к резонансной частоте). При наличии трения резонансная частота несколько меньше частоты собственных колебаний системы.

Свет - электромагнитное излучение, вызывающее зрительное ощущение и занимающее узкий участок спектра от 750 микрометров (красный свет) до 400 микрометров (фиолетовый свет). Наряду с видимым светом инфракрасные лучи и ультрафиолетовые лучи также объединяют под общим названием свет. Невозможно установить резкую границу между инфракрасным участком спектра и радиоволнами с одной стороны и ультрафиолетовым участком спектра и рентгеновскими лучами – с другой.

Свободное падение - движение, которое совершает тело под действием силы тяжести, без учета сил сопротивления. При свободном падении тело движется с постоянным ускорением.

Свободные колебания - колебания, которые происходят в отсутствие переменных внешних воздействий и возникают вследствие начального отклонения одного из параметров от состояния равновесия. В реальных макроскопических системах из-за потери энергии свободные колебания всегда затухают.

Сила - мера механического действия на материальную точку или тело, оказываемого со стороны других тел или полей, вызывающего изменение скоростей точек тела или его деформацию, происходящего при непосредственном контакте или посредством создаваемых телами полей.

Сила Кориолиса - сила инерции, которая вводится для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение тела.

Сила Лоренца - сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном поле.

Сила поверхностного натяжения - сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности. Действие сил поверхностного натяжения приводит к тому, что жидкость в равновесии имеет минимально возможную площадь поверхности.

Сила трения - сила:

- возникающая во всех видах трения;

- направленная вдоль поверхностей соприкасающихся тел;

- препятствующая относительному смещению этих тел.

Сила трения качения - сила трения, возникающая при качении одного тела по поверхности другого тела.

Сила трения покоя - сила, действующая на тело

-со стороны соприкасающегося с ним другого тела;

-вдоль поверхности соприкосновения тел;

-если тела покоятся относительно друг друга.

Сила трения скольжения - сила трения, возникающая при относительном движении соприкасающихся тел и направленная против скорости их относительного движения.

Сила тяжести – сила, действующая на любую материальную точку, находящуюся вблизи земной поверхности.

Сила упругости - сила, возникающая в деформируемом теле и направленная в сторону, противоположную смещению частиц при деформации.

Сила электрического тока - физическая величина, равная отношению заряда, который переносится через поперечное сечение проводника за определенное время, к этому времени. Сила электрического тока измеряется в амперах.

Силовые линии электрического поля - воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности электрического поля в этой точке. Силовые линии электрического поля начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах. Силовые линии электрического поля не пересекаются.

Система отсчета - система координат, связанная с телом отсчета, и способ измерения времени движения с указанием на начало его отсчета. Система отсчета используется для определения положения в пространстве физических объектов в различные моменты времени.

Скалярная физическая величина - физическая величина, характеризуемая численным значением и единицей измерения.

Скорость волны - скорость перемещения гребня волны или другой волновой поверхности. Скорость волны направлена в сторону распространения волны.

Скорость движения - кинематическая характеристика материальной точки; вектор, модуль которого равен пределу отношения перемещения точки к бесконечно малому промежутку времени, за который это перемещение произошло; направленный по касательной к траектории движения тела. В СИ единицей скорости является метр в секунду (м/с).

Скорость звука - скорость распространения звуковых волн в среде. В газах скорость звука меньше, чем в жидкостях. В жидкостях скорость звука меньше, чем в твердых телах.

Скорость света в вакууме - скорость распространения света в вакууме (c). с = 299792458 м/с. Скорость света в вакууме - предельная скорость распространения любых физических взаимодействий.

Специальная теория относительности - разработанная А.Эйнштейном физическая теория пространства и времени, основанная на принципе относительности и неизменности скорости света в вакууме относительно инерциальных систем отсчета.

Сплошная среда - механическая система, обладающая бесконечным числом внутренних степеней свободы. Движение сплошной среды в пространстве описывается скалярным полем плотности и векторным полем скоростей.

Среднее ускорение - физическая величина, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за который это изменение произошло. Вектор среднего ускорения совпадает с направлением вектора изменения скорости.

Статика - раздел механики, изучающий условия равновесие материальных точек или их систем, находящихся под действием сил.

Тангенциальное ускорение - составляющая ускорения, направленная вдоль касательной к траектории движения в данной точке. Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю.

Твердое тело – тело, обладающее несжимаемостью и сохраняющее свою форму и размеры. Различают кристаллические и аморфные твердые тела. По своим свойствам все твердые тела делятся на упругие, пластичные и хрупкие.

Тело отсчета - тело, относительно которого наблюдается движение всех остальных тел.

Температура - физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы.

Начало формы

Конец формы

Тепловое движение - беспорядочное движение молекул, атомов и ионов в газах, жидкостях и твердых телах. Молекулы газов беспорядочно движутся с различными скоростями по всему объему газа. Молекулы жидкости колеблются около равновесных положений и сравнительно редко перескакивают из одного равновесного положения в другое. В твердых телах частицы колеблются около положения равновесия.

Тепловое равновесие - состояние термодинамической систем, в которое она самопроизвольно переходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. В состоянии термодинамического равновесия:

- в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с изменением энергии: теплопроводность, диффузия, химические реакции и др.;

- макроскопические параметры системы не меняются со временем.

Теплопередача (теплообмен) - самопроизвольный необратимый процесс переноса энергии от более нагретых тел или участков тела к менее нагретым.

Термодинамика - основной раздел физики, в котором изучение явлений осуществляется на основе:

- превращения энергии из одного вида в другой;

- количественных соотношений при таких превращениях.

Термодинамическая система - совокупность физических тел, которые могут энергетически взаимодействовать между собой и с другими телами, а также - обмениваться с ними веществом. Для термодинамических систем выполняются законы термодинамики.

Траектория - непрерывная линия, вдоль которой движется материальная точка в заданной системе отсчета. В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движение материальной точки.

Трение - явление сопротивления относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зоне соприкосновения их поверхностей и сопровождаемое диссоциацией энергии.

Третий закон Ньютона - физический закон, в соответствии с которым, силы взаимодействия двух материальных точек в инерциальной системе отсчета:

- равны по модулю;

- противоположны по направлению;

- действуют вдоль прямой, соединяющей точки.

Упругая деформация - деформация, которая исчезает после прекращения действия внешних сил.

Уравнение теплового баланса - уравнение, описывающее теплообмен внутри системы, состоящей из нескольких тел, имеющих первоначально различные температуры. Уравнение теплового баланса описывает закон сохранения энергии при теплообмене.

Ускорение свободно падающего тела - ускорение, с которым движутся тела под действием силы гравитационного взаимодействия.

Фаза колебаний - физическая величина, определяющая при заданной амплитуде состояние колебательной системы в любой момент времени. Фаза колебаний выражается в угловых единицах или долях периода колебаний.

Физика - наука, изучающая наиболее общие свойства материального мира.

Физический маятник - абсолютно твердое тело с одной закрепленной точкой, неспособное вращаться и помещенное в поле тяжести. Физический маятник способен совершать колебания около положения равновесия, при этом массу системы нельзя считать сосредоточенной в одной точке.

Фокусное расстояние линзы - расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса. Фокусное расстояние линзы - расстояние от тонкой линзы до точки, являющейся изображением бесконечно удаленного объекта.

Центр масс тела – точка, характеризующая распределение масс в механической системе и движущаяся как материальная точка, в которой сосредоточена вся масса перемещающейся механической системы.

Частота колебаний - количественная характеристика периодического колебательного процесса, равная числу полных колебаний, совершаемых в единицу времени. Частота колебаний обратно пропорциональна периоду колебаний; измеряется в герцах.

Шкала электромагнитных волн – непрерывная последовательность частот и длин электромагнитных излучений, представляющих собой распространяющееся в пространстве переменное магнитное поле.

Электрическая емкость проводника - скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд; равная отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удаленной точки принят равным нулю.

Электрический заряд - физическая величина, характеризующая свойство тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия и определяющая значения сил и энергий при таких взаимодействиях. Электрические заряды делятся на положительные и отрицательные.

Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. Направлением электрического тока считается направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц. Различают электрический ток проводимости и конвекционный ток.

Электрический ток в вакууме – упорядоченное движение электронов, созданных в результате термоэлектронной эмиссии с катода.

Электрический ток в газах - газовый разряд. Для осуществления газового разряда к трубке, где имеется ионизованный газ (газоразрядная трубка), должно быть приложено электрическое или магнитное поле.

Электрическое напряжение - скалярная величина, численно равная работе, совершаемой суммарным полем сторонних и кулоновских сил при перемещении единичного положительного заряда на участке электрической цепи. Единицей измерения электрического напряжения в СИ является вольт.

Электрическое поле - особая форма существования материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между покоящимися или движущимися электрическими зарядами.

Электродвижущая сила - характеристика источника энергии в электрической цепи. Электродвижущая сила измеряется отношением работы сторонних сил по перемещению заряда вдоль контура к величине этого заряда. ЭДС измеряется в вольтах.

Начало формы

Конец формы

Электродинамика - раздел физики, изучающий:

- свойства электромагнитного поля и его взаимодействие с зарядами;

- связь электрических и магнитных явлений;

- электрический ток.

Электролиз - совокупность электрохимических процессов, происходящих в электролите при прохождении через него постоянного электрического тока.

Электромагнитная волна - волна, порожденная колебанием параметров электромагнитного поля. В зависимости от длины волны в вакууме, источника излучения и способа возбуждения различают: низкочастотные колебания, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-лучи.

Электрон - стабильная элементарная частица, несущая отрицательный единичный электрический заряд и движущаяся в электрическом поле ядра по электронным орбитам. При переходе электрона на орбиту более близкую к ядру, электрон выделяет энергию.

Электростатика - раздел электродинамики, изучающий поле неподвижных зарядов и их взаимодействие. Основу электростатики составляет закон Кулона.

Элементарный электрический заряд - наименьший положительный или отрицательный электрический заряд, равный по абсолютному значению заряду электрона: 1,6∙10^-19 Кл. Частицы с дробным зарядом в свободном состоянии не наблюдаются.

Элементарные частицы - простейшие структурные элементы материи, которые на современном уровне развития физики нельзя считать соединением других частиц.

Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Единицей энергии в СИ является джоуль [Дж].

Конец формы

Начало формы

Энтропия в термодинамике - функция состояния термодинамической системы, изменение которой в равновесном процессе равно отношению количества теплоты, сообщаемого системе или отведенного от нее к термодинамической температуре системы.

СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц

Название	Обозначение	Коэффициент умножения
тера -	Т	10¹²
гига -	Г	10⁹
мега -	М	10⁶
кило -	к	10³
гекто -	г	10²
дека -	да	10
деци -	д	10^-1
санти -	с	10^-2
милли -	м	10^-3
микро -	мк	10^-6
нано -	н	10^-9
пико -	п	10^-12

Фундаментальные физические константы

*Физическая величина*	*Символ*	*Значение*	*Единицы*
Универсальная гравитационная постоянная	G	6,67·10^-11	H м²/кг²
Ускорение свободного падения	g	9,80665	м/с²
Масса покоя электрона	m_e	9,1·10^-31	кг
Заряд электрона	е	1,6·10^-19	Кл
Масса покоя протона	m_p	1,672648·10^-27	Кг
Масса покоя нейтрона	m_n	1,6749543·10^-27	кг
Электрическая постоянная	ε₀	8,85 ·10^-12	Ф· м^-1
Постоянная в законе Кулона	k	9∙10⁹	Н м²/Кл²
Скорость света в вакууме	с	2,9979250· 10⁸	м/с
Атомная единица массы	а.е.м.	1,66 ∙10^-27	кг
Число Авогадро	Na	6.023·10²³	моль^-1
Универсальная газовая постоянная	R	8,317	Дж/моль·К
Постоянная Больцмана	k	1,38·10^-23	Дж/К
Нормальное атмосферное давление	p₀	1·10⁵	Па
Постоянная Планка	h	6,626·10^-34	Дж·с

Определение базовых единиц

1. Метр равен расстоянию, которое проходит плоская электромагнитная волна в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

2. Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

3. Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия.

4. Ампер равен силе постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 1 Н.

5. Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

6. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде массой 0,012 кг.

7. Кандела равна силе света в заданном направлении от специального источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹²Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

Основная:

1. Детлаф, А.А., Яворский Б.М Курс физики [Текст]: М.:В.Ш., 2009.-460с.

2. Трофимова, Т.И. Курс физики [Текст]: М: В.Ш., 2010.-380с.

3. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по курсу общей физики [Текст] - М., Наука, 2009.-268с.

4. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики [Текст]: / Учеб. пособие для студентов. – 2-е изд., испр. и дополн - М.: Высш. шк., 2009. – 527 с.: ил.

5. Романов, В.П., Концепции современного естествознания [Текст]: Практикум. – изд. третье, исправленное и дополненное .М.: Вузовский учебник, 2008. – 127 с.

Дополнительная:

1. Чертов, А.Г., Воробьев, А.А. Задачник по физике [Текст]: М., Высшая школа, 2010.-308с.

2. Айзенцон, А.Е. Курс физики [Текст]: М.: Наука, 2006.- 340с.

3. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики [Текст]: / Учебник.- М.: Высш. шк., 2008.- 416 с.

4. Тимошкин, В.Н., Попов, Г.И. Справочные материалы по физике [Текст]: М.: РГАФК.- 2009.-68c.

5. Трофимова, Т.И. Краткий курс физики [Текст]: М: В.Ш., 2008.-340с.

6. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики [Текст]: / Учебник.- М.: Высш. шк., 2008.- 416 с.

Учебное пособие

М.Л.Абдуллаева

Физика

Ответственный редактор	А.С. Чирикеева
Технический редактор	В. А. Прусова
Корректор	С. С. Деркачева
Оригинал-макет подготовил М.Л. Абдуллаева

Подписано в печать 02.06.13

Формат 60х90/16.

Бумага для офисной техники.

Усл. печ. л. 9,4

Тираж … экз.Заказ

Отпечатано на множительной технике.

Редакционно-издательский отдел

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет

физической культуры, спорта и туризма»

350015, г. Краснодар, ул. Буденного, 161.

Скачать материал

Скачать материал "Учебное пособие по физике для старших хклассов"

Как учитель может зарабатывать на Инфоуроке?

Краткое описание документа:

Учебное пособие по физике для студентов 1 курса института физкультуры и для студентов Гуманитарного колледжа, можно использовать в старших классах средней школы. В пособии содержатся: алгоритм решения задач, теоретический материал, глоссарий, тесты по различным разделам физики, примеры решения задач, а также задания для самостоятельной работы на 12 вариантов. Пособие может быть исполбзовано на уроках для самостоятельной работы учащихся, а также дла обобщающего повторения.

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 664 567 материалов в базе

Найти материалы

Скачать материал

Другие материалы

docx

Разработка открытого урока по физике «Многоликий, но идеальный!»

20.11.2014
2271
0

docx

Программа. Элективный курс по физике в 9 классе

Рейтинг: 5 из 5

20.11.2014
2256
7

docx

Тематическое планирование по физике (7 класс)

20.11.2014
564
0

docx

Тест по физике на тему

20.11.2014
1687
0

docx

Формирование УУД в 7 классе

Рейтинг: 4 из 5

20.11.2014
2368
3

docx

Рабочая программа по физике, 7 класс

Рейтинг: 5 из 5

20.11.2014
1763
0

pptx

Презентация по физике "Закон инерции. Масса тела"

20.11.2014
2810
42

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Скачать материал
- 20.11.2014 861
- DOCX 828.7 кбайт
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Абдуллаева Марина Леонидовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Абдуллаева Марина Леонидовна
- На сайте: 9 лет и 5 месяцев
- Подписчики: 0
- Всего просмотров: 3367
- Всего материалов: 2