Fizica este o știință care studiază proprietățile generale ale mișcării materiei și câmpului.
Fizica - știința cele mai simple forme de materie în mișcare și legile cele mai generale ale naturii corespunzătoare. Formele studiat fizica a materiei în mișcare (mecanice, termice, electrice, magnetice, etc.) sunt componente de forme mai complexe de mișcare a materiei (chimice, biologice, etc.), deci fizica este baza pentru alte științe naturale (astronomie, biologie, chimie, geologie, etc.).
Fizica - baza pentru crearea de noi ramuri de tehnologie - baza fundamentală pentru instruirea unui inginer.
La baza ei, fizica este o știință experimentală: legile ei se bazează pe fapte stabilite prin experiență. Ca rezultat al generalizării faptelor experimentale, legile fizice sunt stabilite - legi obiective obiective repetate care există în natură, stabilind o legătură între cantitățile fizice.
Pentru a stabili relațiile cantitative între cantitățile fizice, acestea trebuie măsurate, adică comparați-le cu standardele corespunzătoare. Pentru a face acest lucru, se introduce un sistem de unități, care postulează unitățile de bază ale cantităților fizice, iar pe baza lor determină unitățile de cantități fizice rămase, numite unități derivate.
Meterul (M) este lungimea căii parcursă de lumină în vid pe secundă.
Kilogram (kg) - o masă egală cu masa prototipului internațional al kilogramului (cilindru platinoiridievogo depozitat la Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți în Sevres, lângă Paris).
Al doilea punct (c) este timpul egal cu 9 192 631 770 perioade de radiație care corespund tranziției dintre două nivele hiperfine ale stării de bază a atomului de cesiu-133.
Amperi (A) - puterea curentului constant, care, atunci când trece prin două conductoare rectilinii paralele de lungime infinită și este neglijabilă secțiune transversală dispusă în vid, la o distanță de 1 metru unul de altul, creează o forță între acești conductori egal cu Newton per metru lungime.
Kelvin (K) - parte a temperaturii termodinamice a triplei
Mole (mole) este cantitatea unei substanțe dintr-un sistem care conține cât mai multe elemente structurale ca și atomii în 12 g dintr-un izotop de carbon de 12 ° C.
Candela (kd) este forța de lumină într-o anumită direcție a sursei care emite radiații monocromatice la o frecvență de Hertz, a cărui intensitate luminoasă în această direcție este W / cp.
Unități suplimentare ale sistemului SI:
Radian (rad) - unghiul dintre două raze ale unui cerc, lungimea arcului dintre care este egală cu raza.
Steradian (cp) este unghiul solid cu vârful din centrul sferei, tăind pe suprafața sferei o zonă egală cu aria pătratului cu partea egală cu raza sferei.
Unitățile derivate sunt stabilite pe baza legilor fizice, conectându-le cu unitățile de bază. De exemplu, unitatea de viteză derivată (1 m / s) este obținută din formula de mișcare uniformă rectilinie
1. Mecanica și structura acesteia. Modele în mecanică.
Mecanica este o parte a fizicii care studiază legile mișcării mecanice și cauzele care determină sau modifică această mișcare.
Mișcarea mecanică este o schimbare în poziția relativă a corpurilor sau a unor părți ale acestora în spațiu în timp.
De obicei, mecanica este înțeleasă ca mecanică clasică, în care este considerată mișcarea corpurilor macroscopice, care are loc la viteze mult mai mici decât viteza luminii într-un vid.
Legile mișcării corpurilor cu viteze comparabile cu viteza luminii într-un vid sunt studiate prin mecanica relativistă.
Mecanica cuantică studiază legile mișcării atomilor și particulelor elementare.
Cinematica - studiaza mișcarea corpurilor, fără a lua în considerare cauzele cauzate de această mișcare.
Dinamica - studiază legile mișcării corpurilor și cauzele care determină sau schimbă această mișcare.
Static - studiază legile echilibrului unui sistem de corpuri.
Mecanica pentru descrierea mișcării corpurilor în funcție de condițiile unor probleme specifice utilizează diferite modele fizice simplificate:
· Punctul material - un corp a cărui formă și dimensiuni nu sunt semnificative în condițiile sarcinii date.
· Un corp de corp absolut rigid, a cărui deformare în condițiile unei probleme date poate fi neglijată, iar distanța dintre oricare două puncte ale acestui corp rămâne constantă.
Corpul absolut elastic - un corp a cărui deformare este supusă legii lui Hooke și după încetarea acțiunii forței externe, un astfel de corp restabilește complet dimensiunea și forma originală.
Trupul absolut inelastic - un corp care păstrează complet starea deformată după încetarea acțiunii forțelor externe.
Orice mișcare a unui corp rigid poate fi reprezentată ca o combinație de mișcări de translație și rotație.
Mișcarea progresivă este o mișcare în care orice linie dreaptă conectată rigid cu corpul rămâne paralelă cu poziția inițială.
Mișcarea rotativă este o mișcare în care toate punctele corpului se mișcă de-a lungul cercurilor ale căror centre se află pe aceeași linie dreaptă, numită axa de rotație.
2. Sistemul de referință. Traiectoria, lungimea căii, vectorul de deplasare.
Mișcarea corpurilor are loc în spațiu și timp. Prin urmare, pentru a descrie mișcarea unui punct material, este necesar să se știe în ce spații de spațiu acest punct a fost localizat și în ce moment a trecut această poziție.
Corpul referinței este un corp ales arbitrar, față de care se determină poziția corpurilor rămase.
Sistemul de referință este setul sistemului de coordonate și ceasul asociat corpului de referință.
Cel mai comun sistem de coordonate este baza cartesian-ortonormală a căreia este format din trei vectori unitari și vectori reciproc ortogonali trași din origine.
Poziția unui punct arbitrar M este caracterizată de un vector de rază. conectând originea O cu punctul M.
Mișcarea unui punct material este complet determinată dacă cartezianul
coordonatele punctului material sunt date în funcție de timpul t (din tempus latin):
x = x (t) y = y (t) z = z (t)
Aceste ecuații sunt numite ecuațiile cinematice ale mișcării unui punct. Ele sunt echivalente cu o ecuație vectorială a mișcării unui punct:
Linia descrisă de un punct de material (sau corp) în mișcare relativ la cadrul de referință ales se numește o traiectorie. Ecuația traiectoriei poate fi obținută prin eliminarea parametrului t din ecuațiile cinematice.
În funcție de forma traiectoriei, mișcarea poate fi rectilinie sau curbilinie.
Lungimea căii unui punct este suma lungimilor tuturor secțiunilor traiectoriei traversate de acest punct în intervalul de timp considerat. Lungimea căii este o funcție scalară a timpului.
Vectorul de deplasare este un vector extras din poziția inițială a punctului de mișcare în poziția sa la un moment dat (incrementarea vectorului de rază al punctului în intervalul de timp considerat).
În limită, lungimea căii de-a lungul coardei și lungimea coardei vor fi mai puțin și mai puțin :.
Viteza este o cantitate vectorială care determină atât viteza mișcării cât și direcția acesteia la un moment dat în timp.
Vectorul vitezei medii (de la viteze latine): pentru un interval de timp t este raportul creșterii vectorului de rază al punctului cu intervalul de timp.
Direcția vectorului de viteză medie coincide cu direcția.
Viteza instantanee este o cantitate vectorială egală cu prima derivată a vectorului de rază al punctului luat în considerare:
Vectorul vitezei instantanee este îndreptat de-a lungul tangentei către traiectorie în direcția mișcării. Modulul de viteză instantanee (cantitate scalară) este egal cu prima derivată a căii.
Cu mișcare neuniformă, modulul de viteză instantanee se schimbă cu timpul. Deci poți
Introduceți valoarea scalară - viteza medie
mișcare neuniformă (alt nume este viteza medie la sol).
Lungimea căilor traversate de un punct pentru un gol
timpul de la t la cel dat de integrale:
Cu mișcarea rectilinie a punctului, direcția vectorului de viteză rămâne neschimbată.
Mișcarea unui punct se spune a fi uniformă dacă modulul vitezei sale nu se schimbă cu timpul (= const), pentru că
Dacă modulul de viteză crește cu timpul, atunci mișcarea este numită accelerată, dacă scade cu timpul, atunci mișcarea se numește mișcare lentă.
Accelerația (din accelerația latină) este o cantitate vectorică care caracterizează viteza de schimbare a vitezei în ceea ce privește modulul și direcția.
Accelerația medie în intervalul de timp este o cantitate vectorică egală cu raportul dintre variația vitezei și intervalul de timp t:
Accelerația instantanee a unui punct material este o cantitate vectorială egală cu prima derivată a vitezei punctului luat în considerație (cea de-a doua derivată a vectorului de rază al aceluiași punct):
În cazul general al mișcării curbilinii plane, vectorul de accelerație este reprezentat convențional ca suma a două proeminențe:
Accelerația tangențială caracterizează viteza rapidă de schimbare a vitezei de-a lungul modulului (figura (A)), magnitudinea lui:
Accelerația normală (centro-rapidă) este îndreptată de-a lungul traiectoriei normale spre centrul curburii O și caracterizează rapiditatea schimbării în direcția vectorului de viteză al punctului. Mărimea accelerației normale a este legată de viteza de-a lungul cercului și de raza R (figura (B)). Lasă-l să fie. Apoi pentru:
Amplitudinea accelerației totale (figura (C)):
2) = a = const, = 0 este o mișcare rectilinie uniformă (uniform accelerată). Dacă t0 = 0, atunci
o mișcare alternativă uniformă, curbilinară.
5. Cinematica mișcării de rotație.
Când se descrie mișcarea de rotație, este convenabil să se folosească coordonatele polare R și. unde R este raza - distanța de la stâlp (centrul de rotație) la punctul material și a este unghiul polar (unghiul de rotație).
Rotațiile elementare (notate cu sau) pot fi considerate pseudovectori.
Deplasarea unghiulară este o cantitate vectorică a cărei modul este egal cu unghiul de rotație și direcția coincide cu direcția mișcării de translație a șurubului drept.
Vectorul este direcționat de-a lungul axei de rotație, precum și a vectorului, adică prin regula șurubului drept. Vectorul este direcționat de-a lungul axei de rotație spre vectorul creșterii vitezei unghiulare (pentru rotația accelerată, vectorul este co-direcționat către vector, în timp ce în mișcare lentă este contra-direcționat spre acesta).
Unitățile de viteză unghiulară și accelerație unghiulară sunt rad / s și rad / s 2. Viteza liniară a punctului este legată de viteza unghiulară și de raza traiectoriei prin relația:
În formula vectorială, formula pentru viteza liniară poate fi scrisă ca produs vectorial:
Prin definiția unui produs vectorial (vezi paginile 1-29), modulul său este egal cu, unde este unghiul dintre vectori și. iar direcția coincide cu direcția mișcării de translație a șurubului drept în timp ce acesta se rotește
Cu rotație uniformă. prin urmare
Rotația uniformă poate fi caracterizată de o perioadă de rotație T - momentul în care punctul face o revoluție completă,
Frecvența de rotație este numărul de rotații complete realizate de corp cu mișcarea uniformă de-a lungul circumferinței, pe unitate de timp:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: