Материал: Даутова К.В.. Терминологический словарь по физике

Динамика абсолютно твердого тела, имеющего неподвижную ось вращения.

Момент силы относительно оси 0 – характеристика вращательного действия на тело, равна векторному произведение радиуса-вектора на си-

лу, RxF , или произведению силы на ее плечо: M = Fl.

Плечо силы – длина перпендикуляра, опущенного от оси вращения на линию действия силы.

Моментом импульса относительно точки 0 называется векторное произведение радиуса-вектора на импульс: L Rxmv , или произведение импульса тела на плечо: L m l .

Момент инерции – мера инертности тела при вращении: I r 2dm , которая зависит от массы и ее распределения в теле.

1)Момент инерции материальной точки: I mr2

2)Момент инерции тонкого стержня длиной l относительно оси сим-

метрии перпендикулярной стержню: I ml122 ,

3) Момент инерции кольца или полого цилиндра радиусом r относи-

тельно оси симметрии: I mr2

4)Момент инерции круглого диска или сплошного цилиндра относи-

тельно оси симметрии: I 0,5 mr2

5)Момент инерции шара радиусом R относительно оси симметрии:

I 0,4 mR2

Теорема Штейнера – Гюйгенса: I I0 ma2 , где I – момент инер-

ции тела относительно произвольной оси, I0 –момент инерции относительно оси симметрии, a – расстояние от произвольной оси до оси симметрии.

Основной закон вращательного движения твердого тела: 1) I ; 2) ddtL [ri Fi ]

Энергия, работа, законы сохранения

Элементарной работой силы F называется скалярное произведение силы на бесконечно малое перемещение: A Fds cos , где угол между перемещением и линией действия силы. Работа на конечном участке пути:

S 2

A Fs ds , работа при вращательном движении: A M ,

S1

Энергия – мера движения материи или способность тела совершать работу.

Кинетическая энергия – энергия движущегося тела: E mv2 p2 ; 2 2m

6

Кинетическая энергия твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси: Ek 12 I 2 ;

Потенциальная энергия – энергия взаимодействия: Ep S 2F S dS .

S1

Закон сохранения механической энергии: в инерциальной системе отсчета полная механическая энергия замкнутой системы тел, между которыми действуют только консервативные силы, остается постоянной.

Закон сохранения импульса: в замкнутой системе геометрическая сумма импульсов тел остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой: p mvi const

Закон сохранения момента импульса: в замкнутой системе гео-

метрическая сумма моментов импульса тел остается постоянной при любых взаимодействиях: L I const ;

Теорема о кинетической энергии: Изменение кинетической энер-

гии материальной точки равно работе равнодействующей силы: mv222 mv212 A

Теорема о потенциальной энергии: работа потенциальных (кон-

сервативных) сил равна разности начального и конечного значений потенциальной энергии: A12 Ep1 Ep2 Ep

Механические колебания и волны Период (Т) – время одного полного колебания,

Частота ( ) – число полных колебаний за 1 секунду, T1

Круговая (циклическая частота), ( ) – число колебаний за 2 се-

кунд, 2 2T ;

Амплитуда – максимальное смещение от положения равновесия, Фаза, – угловая характеристика состояния колебательной системы.

Уравнение гармонического колебания - x x0сos 0t 0 .

Дифференциальное уравнение собственных (свободных) колебаний

7

момент инерции относительно оси вращения, а – расстояние от точки подвеса до центра масс маятника,

02 2 - частота затухающих колебаний.

Резонанс – явление резкого возрастания вынужденных колебаний при равенстве частоты раскачивающей силы собственной частоте осциллятора.

Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний:

Волна – распространяющиеся в среде колебания.

Продольная волна – смещения частиц среды происходят вдоль направления распространения волны.

Поперечная волна – смещения частиц среды происходят перпендикулярно направлению распространения волны.

Гармоническая (монохроматическая) волна – бесконечная сину-

соида.

волны, связанные между собой соотношением

Эффект Доплера – явление изменения частоты волны, регистрируемой приемником от частоты источника при их относительном движении.

8

Термодинамика и молекулярно-кинетическая теория (МКТ)

Температура – характеристика теплового равновесия, мера средней кинетической энергии теплового движения молекул.

Количество вещества – характеристика структурных частиц веще-

ства, N , NA – число Авогадро

N A

1 моль – количество вещества, в котором содержится столько же частиц, сколько в 12 г углерода С12.

Молярная масса – масса одного моля вещества.

Идеальный газ – система материальных точек, между которыми отсутствуют силы взаимодействия.

кулы, n – концентрация молекул, <v2> - квадрат средней квадратичной скорости.

Закон Дальтона. Общее давление смеси идеальных газов, которые не вступают в химическую реакцию, равно сумме парциальных давлений:

p = p1 + p2 + … + pn.

Парциальное давление pi – давление, которое имел бы каждый газ в отсутствие других.

Уравнение Менделеева – Клапейрона: pV Mm RT

Адиабатический процесс – процесс без теплообмена с окружающей

Реальный газ – газ, в котором учитываются силы взаимодействия молекул.

a и b - постоянные, учитывающие силы притяжения и отталкивания.

Уравнения явлений переноса, (количества теплоты Q при теплопередаче, массы М при диффузии, силы вязкости F, приходящейся на единицу площади соприкосновения при движении слоев газа относительно друг друга):

Q dTdx S t , где - коэффициент теплопроводности,

M D ddx S t , где D – коэффициент диффузии,

F dvdx , где коэффициент вязкости;

9

коэффициенты явлений переноса связаны между собой, с парамет-

рами молекул - средней длиной свободного пробега , средней арифметической скоростью v и характеристиками идеального газа – плотностью,

13 v , 13v cv .

Внутренняя энергия – энергия частиц системы без учета кинетической и потенциальной энергии системы в целом.

Внутренняя энергия с молекулярной точки зрения – кинетическая энергия отдельных частиц и потенциальная энергия их взаимодействия.

Внутренняя энергия идеального газа: U 2i Mm RT , где i – степень свободы молекул газа.

Внутренняя энергия реального газа для 1 моля: U CV T a .

V

Энтропия – мера беспорядка системы, отношение количества теплоты, полученной телом при изотермическом процессе к температуре нагре-

1 закон термодинамики. Количество теплоты, которое получает система при нагревании, равна сумме изменения внутренней энергии системы и работы, которую совершает система при расширении:

Q U A ; для бесконечно малых процессов: Q dU A

2 закон термодинамики

1.(формулировка Клаузиуса). Теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому без каких-либо изменений во внешней среде.

2.(Формулировка Кельвина) Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.

3.(Закон возрастания энтропии) Любой необратимый процесс в замкнутой системе происходит так, что энтропия при этом возрастает:

S 0

Работа термодинамической системы: A 2 p(V )dV

1

Идеальная тепловая машина – машина, работающая по циклу Карно.

Теорема Карно: для тепловой машины, совершающий цикл между нагревателем с температурой Т1 и холодильником с температурой Т2 коэффи-

10