Контрольная работа по физике

 

Александровск-Сахалинский  колледж (филиал)

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального  образования

«Сахалинский государственный  институт»

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по предмету _____________________________________________________________________

студента ________________________________________________________________________

тема (вариант) ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

курс __________ специальность ____________________________________________________

преподаватель ___________________________________________________________________

дата получения работы колледжем __________________________________________________

дата проверки _____________________________ оценка _______________________________

подпись преподавателя ___________________________________________________________

домашний адрес _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Александровск-Сахалинский

2012

План

Введение……………………………………………………………………………………..
1.	Общие сведения о движении…………………………………………………………
1.1	Механическое движение……………………………………………………………...
1.2	Материальная точка…………………………………………………………………...
1.3	Система отчета………………………………………………………………………...
1.4	Траектория, путь, перемещение, скорость…………………………………………..
2.	Неравномерное прямолинейное  движение………………………………………….
2.1	Средняя скорость, мгновенная скорость…………………………………………….
2.2	Ускорение……………………………………………………………………………...
3.	Криволинейное движение…………………………………………………………….
3.1	Период и частота………………………………………………………………………
3.2	Угловая скорость………………………………………………………………………
3.3	Центростремительное ускорение…………………………………………………….
4.	Практическая часть……………………………………………………………………
Заключение…………………………………………………………………………………..
Список использованной литературы………………………………………………………

 

 

Введение.

Физика (от др.-греч. φύσις — природа) — область естествознания, наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира. Законы физики лежат в основе всего естествознания.

Термин «физика» впервые  появился в сочинениях одного из величайших мыслителей древности — Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Первоначально  термины «физика» и «философия»  были синонимичны, поскольку обе  дисциплины пытаются объяснить законы функционирования Вселенной. Однако в  результате научной революции XVI века физика выделилась в отдельное научное  направление.

В русский язык слово «физика» было введено Михаилом Васильевичем Ломоносовым, когда он издал первый в России учебник физики в переводе с немецкого языка. Первый русский  учебник под названием «Краткое начертание физики» был написан  первым русским академиком П. И. Страховым.

В современном мире значение физики чрезвычайно велико. Всё то, чем отличается современное общество от общества прошлых веков, появилось  в результате применения на практике физических открытий. Так, исследования в области электромагнетизма  привели к появлению телефонов  и позже мобильных телефонов, открытия в термодинамике позволили  создать автомобиль, развитие электроники  привело к появлению компьютеров.

Физическое понимание  процессов, происходящих в природе, постоянно развивается. Большинство  новых открытий вскоре получают применение в технике и промышленности. Однако новые исследования постоянно поднимают  новые загадки и обнаруживают явления, для объяснения которых  требуются новые физические теории. Несмотря на огромный объём накопленных  знаний, современная физика ещё очень  далека от того, чтобы объяснить  все явления природы. 

1. Общие сведения о движении.

Изучением явления механического  движения тел занимается часть физики, которую называют механикой. Механика отвечает на любые вопросы, связанные  с движением тел. Но основная задача механики заключается в том, чтобы  определять положение движущегося  тела в любой момент времени.

 

1. Механическое движение.

Механическое  движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел.

 Например, автомобиль  движется по дороге. В автомобиле  находятся люди. Люди движутся  вместе с автомобилем по дороге. То есть люди перемещаются  в пространстве относительно  дороги. Но относительно самого  автомобиля люди не движутся. В этом проявляется относительность  механического движения. Далее – кратко основные виды механического движения.

Поступательное  движение – это движение тела, при котором все его точки движутся одинаково.

 Например, всё тот же  автомобиль совершает по дороге  поступательное движение. Точнее, поступательное  движение совершает только кузов  автомобиля, в то время как  его колёса совершают вращательное движение.

Вращательное  движение – это движение тела вокруг некоторой оси. При таком движении все точки тела совершают движение по окружностям, центром которых является эта ось.

 Упоминавшиеся нами колёса совершают вращательное движение вокруг своих осей, и в то же время колёса совершают поступательное движение вместе с кузовом автомобиля. То есть относительно оси колесо совершает вращательное движение, а относительно дороги – поступательное.

Колебательное движение – это периодическое движение, которое совершается поочерёдно в двух противоположных направлениях.

 Например, колебательное  движение совершает маятник в часах.

 Поступательное и вращательное движения – самые простые виды механического движения.

 

2. Материальная точка.

Тело, размерами которого в данных условиях движения можно  пренебречь, называют материальной точкой. Тело можно рассматривать как материальную точку, если его размеры малы по сравнению с расстоянием, которое оно проходит, или по сравнению с расстоянием от него до других тел. Космический корабль, пролетающий 8 км за 1 с, при наблюдении с поверхности Земли вполне можно рассматривать как материальную точку. Но космонавт, находящийся в космическом корабле, не может считать свой корабль материальной точкой.

 

3. Система отчета.

Материальная точка движется относительно других тел. Тело, по отношению  к которому рассматривается данное механическое движение, называется телом  отсчёта. Тело отсчёта выбирают произвольно  в зависимости от решаемых задач.

 С телом отсчёта  связывается система координат, которая представляет собой точку отсчёта (начало координат). Система координат имеет 1, 2 или 3 оси в зависимости от условий движения. Положение точки на линии (1 ось), плоскости (2 оси) или в пространстве (3 оси) определяют соответственно одной, двумя или тремя координатами. Для определения положения тела в пространстве в любой момент времени также необходимо задать начало отсчёта времени.

Система отсчёта – это система координат, тело отсчета, с которым связана система координат, и прибор для измерения времени. Относительно системы отсчёта и рассматривается движение тела. У одного и того же тела относительно разных тел отсчёта в разных системах координат могут быть совершенно различные координаты.

Виды систем отсчёта могут  быть различными, например, неподвижная  система отсчёта, подвижная система  отсчёта, инерциальная система отсчёта, неинерциальная система отсчёта.

 

4. Траектория, путь, перемещение, скорость.

Линию, по которой движется материальная точка в пространстве, называют траекторией ее движения. Иными словами, траекторией движения называют совокупность всех последовательных положений, занимаемых материальной точкой при ее движении в пространстве.

Для того чтобы установить положение движущейся материальной точки относительно тела отчета, с  ним связывают начало прямоугольной (декартовой) системы координат или  точку приложения радиуса-вектора r (рис. 1). Тогда совокупность трех координат х, у, z (или радиус-вектор r) однозначно определяет положение материальной точки в пространстве. Тело отсчета, связанная с ним координатная система и прибор для измерения времени (часы) образуют систему отсчета.

Рис. 1. Система координат  X, Y, Z и радиус-вектор r.

 

Пусть материальная точка  движется из начальной точки М₁ траектории в конечную точку M₂ по дуге М₁М₂ (см. рис. 1). Координаты начальной точки х₁, у₁, z₁. Расстояние, пройденное материальной точкой по ее траектории, т. е. длину дуги |M₁M₂|=Ds; называют длиной пройденного пути.

Проведем из точки M₁ в точку M₂ направленный отрезок Dr. Вектор Dr, соединяющий начальное положение движущейся материальной точки с каким-либо последующим ее положением, называют перемещением материальной точки. Как видно из рис.1, длина пути и перемещение - разные понятия. Длина пути совпадает с перемещением только в том случае, если материальная точка движется по прямой в одну сторону.

Проведя из начала координат в точку М₁ радиус-вектор r₁, а в точку M₂ радиус-вектор r₂, мы увидим, что вектор перемещения Dr равен разности векторов r₂ и r₁, т.е. Dr = r₂ – r₁.

Когда траекторией движения материальной точки является прямая линия и направление движения не изменяется, модуль вектора перемещения равен пройденному пути. Если точка движется по криволинейной траектории, то модуль вектора перемещения меньше пройденного пути (рис. 2).

Рис. 2. Движение точки по криволинейной  траектории.

 

Если в конкретных условиях тело можно рассматривать как  материальную точку, мы будем говорить о координатах тела и траектории движения тела.

Метр. Для определения координат тела необходимо уметь измерять расстояние на прямой между двумя точками. Любой процесс измерения физической величины заключается в сравнении измеряемой величины с единицей измерения этой величины. Единица для измерения длины может быть выбрана произвольно, но для удобства в науке и технике, в торговле и в быту в настоящее время условились во всех странах пользоваться одной единицей длины — метром.

Эталон единицы длины  — метр — изготовлен из очень  прочного сплава иридия и платины.

Метр равен примерно 1 / 40000000 части земного меридиана.

По современному определению метр — это расстояние, которое свет проходит в пустоте за 1 / 299792458 долю секунды. Таким образом, современное определение единицы расстояния связано с определением единицы измерения времени — секундой.

Секунда. Для измерения времени выбирается какой-либо природный периодический процесс или процесс, регулярно повторяющийся в специально изготовленном приборе — часах.

До недавнего времени  основой для измерения времени  служили астрономические наблюдения за движением Солнца и звезд. Суточное движение Солнца и звезд происходит из-за вращения Земли вокруг своей оси.

Путь и перемещение. Линия, по которой движется точка тела, называется траекторией движения. Длина траектории называется пройденным путем. Вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории, называется перемещением.

Движение тела, при котором все  его точки в данный момент времени  движутся одинаково, называется поступательным движением. Для описания поступательного движения тела достаточно выбрать одну точку и описать ее движение (рис. 3).

 

 Рис. 3. Поступательное  движение.

 

Неравномерное прямолинейное  движение.

Неравномерное движение изображается графиком, примерно таким, какой дан на рис. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Неравномерное прямолинейное  движение.

 

На нем видно, что в  равные промежутки времени тело проходит неравные расстояния. В связи с этим понятие скорости для неравномерного движения несколько иное, чем для равномерного. Например, можно ввести так называемую среднюю скорость за время движения. Она будет равна, как и в случае равномерного движения:

Vср =x/t.

Можно ввести среднюю скорость за некоторый промежуток времени, она  уже не будет равна средней  скорости за все время движения. И наконец, в механике для неравномерного движения вводится мгновенное значение скорости. Она получается из средней  скорости, если промежуток времени сокращать до нуля:

Vмнг = (x2 - x1) / (t2 - t1)   при t2 → t1

(стрелка → означает «стремится к...»).

Простейший пример неравномерного движения — равномерно ускоренное движение. При этом скорость тела в  равные промежутки времени увеличивается  на одну и ту же величину. Прирост  величины скорости за одну секунду  называется ускорением. При равноускоренном  движении легко для любого момента  времени вычислить мгновенную скорость: V = at. Зная ускорение а, можно определить путь, который проделает тело за время t: