Шпаргалка по "Физике"

Трение качения — трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по значению и направлению, по крайней мере, в одной точке зоны контакта. Сила трения качения примерно на порядок меньше силы трения скольжения несмазанных поверхностей. Это свойство используется в подшипниках качения (шарик или ролик соприкасаются с поверхностью в точке или по линии).

Запишите уравнение  равновесия твердого тела

 - сумма внешних сил, приложенных к телу, должна быть равна нулю (необходимое условие).

 

- результирующий  момент внешних сил относительно  любой неподвижной оси должен  быть равен нулю (достаточное  условие).

 

Сформулируйте основное уравнение динамики вращательного  движения.

 

 

 

z – ось вращения, относительно которой рассматривается движение

I_z – момент инерции системы материальных точек

M_z – результирующий момент внешних сил, действующих на тело

- угловое ускорение  тела

 

M=Jε 

Чему равна  энергия тела при поступательном и вращательном движении

Поступательное движение- движение, при котором все точки тела движутся с одинаковыми скоростями (тело сохраняет постоянный ориентир в пространстве).

 

Вращательное движение- движение, при котором каждая точка тела движется по окружности, а центры всех окружностей лежат на одной прямой, называемой осью вращения.

 

 

Получите уравнение  неразрывности струи.

 

V₁=V₂;

 

 

 

 

 

Получите уравнение  Бернулли и поясните смысл каждой из его составляющей

 

 

                                                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 — плотность жидкости,

 — скорость потока,

 — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,

 — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,

 — ускорение свободного падения.

 

Объясните характер движения твердого тела в вязкой жидкости (формула Стокса).

 

В этом случае очень тонкий слой жидкости прилипает к поверхности тела и движется с ним как одно целое, увлекая за собой из-за трения последующие слои. По мере удаления от поверхности тела скорость слоев становится все меньше, и, наконец, на некотором расстоянии от поверхности жидкость остается практически не возмущенной движением тела. Полное обтекание тела жидкостью невозможно.

Формула Стокса.

 

Объясните характер движения вязкой жидкости в трубе (течение  Пуазейля).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если по горизонтальной трубе постоянного сечения будет  протекать жидкость реальная жидкость, для которой нельзя пренебречь силами вязкого трения, то давление в трубе не будет постоянным, произойдет перераспределение давления, которое будет существенно зависеть от свойств жидкости.

71. Число Рейнольдса. Сформулируйте  закон подобия.

эта величина называется числом Рейнольдса.

 

При его  малых значениях наблюдается  ламинарное течение. Начиная с некоторого определенного значения, называемого  критическим, течение приобретает  турбулентный характер. Число Рейнольдса может служить критерием подобия для течения жидкостей в трубах, каналах и т.д. Характер течения различных жидкостей (или газов) в трубах разных сечений будет совершенно одинаков, если каждому течению соответствует одно и то же значение Re.

 

72. Запишите  закон Гука для деформации  растяжения – сжатия.

, где  Е – модуль Юнга

- коэффициент продольного  растяжения (сжатия).

 

73. Запишите закон Гука для  деформации сдвига.

G – коэффициент сдвига (модуль).

 

 

 

 

 

 

72. Запишите  закон Гука для деформации  растяжения – сжатия.

, где  Е – модуль Юнга

- коэффициент продольного  растяжения (сжатия).

 

73. Запишите закон Гука для  деформации сдвига.

G – коэффициент сдвига (модуль).

 

 

 

 

74. Запишите  закон Гука Для деформации  кручения.

α=2lM/(pi*G*r⁴)

M=F*R φ=2*l*M/(π*R^4*G)

 

47.Существует Два типа  электрических зарядов: заряды, подобные возникающим на стекле, потертом о кожу(положительные),и заряды, подобные    возникающие на эбоните потертые о мех(отрицательные).

Закон сохранения заряда :алгебраическая сумма эл. зарядов  любой замкнутой системы(системы, не обменивающейся зарядами с внешними телами ) остается неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы.

48.Закон Кулона. Сила  взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме пропорционально зарядам q1 и q2  и обратно пропорционально квадрату расстояния r между ними.

F=k*|q1*q2|/r^2

Закон кулона  действителен для точечных и покоящихся зарядов.

49.Электростатическим  полем называется  электрическое  поле , которое создается неподвижными  электрическими зарядами. Заряды бывают: пробный точечный положительный заряд-такой заряд, который не искажает исследуемое поле.

50. Напряженность эл. Поля  в данной точке есть физическая  величина, определяемая силой, действующей  на пробный единичный положительный  заряд, помещенный в эту точку поля.

E=F/Q0

Направление вектора  Е совпадает с направлением силы, действующей на положительный заря. Если поле создается положительным  зарядом, то вектор Е направлен вдоль  радиуса вектора  от заряда во внешнее  пространство; если поле создается отрицательным зарядом, то вектор Е направлен к заряду.

 

51.Силовые линии(линии  напряженности)-линии, касательные  к которым в каждой точке  совпадают с направлением вектора  Е(вектор напряженности). Для однородного  поля(когда вектор напряженности  в любой точке постоянен по величине и направлению) линии напряженности параллельны вектору напряженности. Если поле создается точечным зарядом, то линии напряженности-радиальные прямые, выходящие из заряда, если он положителен, и входящие в него, если заряд отрицателен.

52.Теорема Гаусса Остроградского  для электростатического поля :Поток  вектора напряженности эл. Поля  в вакууме сквозь произвольную  замкнутую поверхность равен  алгебраической сумме , заключенных  внутри этой поверхности зарядов,  деленной на  ε0.

ΣQ= ∫ρdV

53.Величина  Ф = ∮ Е dS= ∮ЕdS называется потоком вектора напряженности через площадку dS .Поток вектора Е является алгебраической величиной: зависит не только от конфигурации поля Е, но и от выбора направления n.

54.Работа при перемещении заряда  Q0  из точки 1 в точку 2

A12=∫dA=Q*Q0/4

ε0∫dr/r^2=1/4 ε0*((Q*Q0/r1)- (Q*Q0/r2))

Не зависит от траектории перемещения, а определяется только положениями начальной 1 и конечной 2 точек, следовательно, электростатическое поле точечного заряда является потенциальным.

55.Интеграл ∮Еdl=∮Edl называется циркуляцией вектора напряженности. Следовательно, циркуляция вектора напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна0.

Потенциал - физическая величина, определяемая работой по перемещению  единичного положительно заряда при удалении его из данной точки поля в  бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершаемой внешними силами(против сил электростатического поля ) по перемещению единичного положительно заряда из бесконечности в данную точку поля.

56.Работа по перемещению  единичного точечного положительного  заряда из одной точки поля  в другую вдоль Оси х при  условии, что точки расположены  бесконечно близко друг к другу  и х2-х1=dх, равна Еdх та же работа равна  φ1- φ2 =-d φ. Прировняв оба выражения, можем записать

Е=- d φ/dx

То есть напряженность  Е поля равна градиенту потенциала со знаком минус.

57.Работа, совершаемая силами  электростатического поля при  перемещении заряда Q0 из точки 1 в точку 2 может быть представлена как

A12=U1-U2=Q0*( φ1- φ2)

Т.е. равна произведению перемещаемого заряда на разность потенциалов  в начальной и конечной точках.

58. Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее электрический ток.

1 группу диэлектриков (N2,H2,O2…)составляют вещества , молекулы которых имеют симметричное строение, т.е. центры тяжести положит. И отриц. Зарядов в отсутствие внешнего эл. поля совпадают и, следовательно дипольный момент молекулы=0.2 группу диэлектриков (H2O,SO2,CO…) составляют вещества  молекулы которых  имеют ассиметричное строение.3 группу диэлектриков (NaCl,KCl…) составляют вещества молекулы которых имеют ионное строение.

59.Внесение всех трех  групп диэлектриков во внешние эл.поле приводит к возникновению отличного от нуля результирующего электрического момента диэлектрика или другими словами-к поляризации. Виды поляризации:1)Электронная или деформационная поляризация ,2)Ориентационная или депольная,3)Ионная поляризация.

60.Для количественного  описания поляризации диэлектрика  пользуются векторной величиной  – поляризованностью.

P=pv/V=Σp /V

Из опыта следует, что  поляризованность линейно зависит  от напряженности поля Е.

61. Пьезоэлектри́ческий эффе́кт — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля.

Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются  в одних и тех же кристаллах — пьезоэлектриках. 

62.

63.Помимо вектора напряженности  характеризовать поле еще вектора эл.смещения, который для электрически изотропной среды по определению равен

D= ε0* ε*E

Единицы эл. Смещения –  Кл*м^2.Вектор напряженности Е, переходя через границу диэлектриков, претерпевает скачкообразные изменения, создавая тем  самым неудобства при расчетах электростатических полей.

64.Поток Вектора смещения  электростатического пола в диэлектрике  сквозь произвольную замкнутую  поверхность равен алгебраической  сумме, заключенных внутри этой  поверхности  свободных эл.зарядов.

65. Диэлектрическая проницаемость ε( а следовательно и диэлектрическая восприимчивость) сегнетоэлектриков зависит от напряженности Е поля в веществе, а для других диэлектриков эти величины являются характеристиками вещества.

66.Электроемкость  проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. Емкость проводника (Фарад) зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полости, внутри проводника.

67.Конденсатор-  устройство, обладающее способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, иными словами, обладать большой емкостью.Емкость конденсатора зависит от заряда,накопленного в конденсаторе, и потенциалов между обкладками этого конденсатора.

68.У параллельно  соединенных кондесаторов разность  потенциалов на обкладках одинаково  и равна ( φА- φВ)

Q1=C1*( φА- φВ)

Q2=C2*( φА- φВ)

Qn=Cn*( φА- φВ)

А заряд батареи  конденсаторов

Q=ΣQ=(C1+C2+…+Cn)*( φА- φВ)

C=Q/( φА- φВ)=C1+C2+…Cn=ΣC

69=68.

70. Δφ=Q/C=Q*Σ(1/C ),откуда 1/С= Σ(1/С )

71.Электрическим током  называется любое упорядоченное  движение электрических зарядов.  В проводнике под действием  приложенного эл.поля Е свободные  эл.заряды перемещаются положительные-по полю, отрицательные-против поля. Тем самым в проводнике возникает эл.ток.

72.Если сила  тока и его направлении не  изменится со временем, то такой  ток называется постоянным. Для  постоянного тока 

I=Q/t

Физическая величина, определяемая силой тока , проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника перпендикулярного направления тока называется плотностью тока. Плотность тока измеряется Ампер  деленная на метр в квадрате .Сила тока измеряется –ампер.

73.Сопротевление  проводников зависит от его размеров и формы, а так же от материала из которого проводник изготовлен.

74.Закон Ома  в дифференциальной форме связывающий  плотность тока в любой точке  внутри проводника с напряженность  эл.поля в этой же точке,  это соотношение справедливо  и для переменных полей.

 

P=p0*(1+αt),R=R0(1+ αt)

75.Используя дифф. Форму  закона Ома j= γ*E  соотношением  p=1/ γ, получим:

 

ω=j*E= γ*E^2 -Закон Джоуля – Ленца в дифф. Форме

76.Силы не электростатического  происхождения  действующие на  заряды со стороны источников тока , называют сторонними. Природа сторонних сил может быть различной. Например они могут возникать за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами; в генераторе- за счет механической энергии вращения ротора и генератора.

77.1-е правило Киргофа. Алгебраическая сумма токов сходящихся в узле равна 0.Оно вытекает из закона сохранения эл.заряда.

2-е правило Киргофа.  Получается из обобщённого закона  Ома для разветвленных цепей.  Его можно записать                             

I1R1= φА- φВ+ ε1

78.Физическая величина, определяемая работой совершаемая  сторонними силами при перемещении  единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой.