Основы физики
Определение и характеристика понятия кинематики материальной точки. Ознакомление с законом сохранения момента импульса. Рассмотрение функции распределения по модулю скорости молекул идеального газа. Исследование силовых линий электростатического поля.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.09.2017 |
| Размер файла | 350,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Конспект лекций
Физика
Научный редактор: проф., д-р физ.-мат. наук, А.Д. Ивлиев
Подготовлено кафедрой физики
Рекомендовано для всех технических направлений подготовки всех форм обучения
Оглавление
- Аннотация
- 1. Механика и специальная теория относительности. Механические колебания и волны
- 2. Молекулярная физика и термодинамика
- 3. Электричество
- 4. Магнетизм
- 5. Электромагнитные колебания и волны. Волновая оптика
- 6. Квантовая физика
Аннотация
В основу конспекта положен цикл лекций, читаемых на кафедре физики УрФУ. В нем в краткой форме излагаются основы курса физики, целью изучение которого является формирование наборов физических базовых компетенции, которые являются составными частями различных общепрофессиональных компетенций.
Пособие построено по модульному принципу. Содержание модулей охватывает весь материал курса общей физики. Материал каждого модуля представляет собой взаимосвязанную целостность и образует логическую подструктуру программы дисциплины «Физика».
Данное пособие допускает изучение разделов курса Физика по различным «образовательным траекториям», путем выбора различных последовательностей и количеств образовательных модулей, в зависимости от необходимых для формирования общепрофессиональных компетенций базовых знаний, умений и навыков.
1. Механика и специальная теория относительности. Механические колебания и волны
Кинематика материальной точки
Основные понятия и определения:
1) Международная система единиц (СИ). Семь основных единиц измерения длины (метр), времени (секунда), массы (килограмм), количества вещества (моль), температуры (кельвин), силы тока (ампер) и силы света (кандела);
2) Материальная точка (м.т.) - тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данного движения;
3) Абсолютно твердое тело (а.т.т.) - абсолютно недеформируемое тело, расстояние между двумя любыми точками которого остается постоянным при его движении;
4) Поступательное движение - движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе;
5) Вращательное движение - это такое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения;
6) Плоское движение - движение, при котором все точки траектории лежат в одной плоскости;
7) Система отсчета (С.О.) - совокупность тела отсчета, связанных с ним системы координат и прибора (часы) для измерения времени;
8) Радиус-вектор - вектор (направленный отрезок), проведенный из начала координат в рассматриваемую точку;
9) Траектория - линия, вдоль которой движется точка;
10) Путь () - длина траектории;
11) Вектор перемещения () - вектор, соединяющий начальное и конечное положения точки;
12) Мгновенная скорость ()- векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения, численно равная первой производной вектора перемещения по времени: ;
13) Ускорение () - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости, численно равная первой производной вектора скорости по времени: ,
Касательное (тангенциальное) ускорение () - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения модуля вектора скорости, направленная по касательной к траектории и численно равная первой производной модуля вектора скорости по времени: ,
Нормальное ускорение () - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости по направлению, направленная по нормали к траектории и численно равная: ;
14) Элементарное угловое перемещение () -вектор, направленный вдоль оси вращения так, чтобы с его окончания вращение происходило бы против часовой стрелки, численно равный элементарному (бесконечно малому) углу поворота;
15) Угловая скорость () -векторная физическая величина, характеризующая быстроту вращения (поворота), численно равная первой производной вектора углового перемещения по времени: ;
16) Углового ускорения () - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора угловой скорости, численно равная первой производной вектора угловой скорости по времени: .
Основные формулы и соотношения:
1) Формулы для мгновенной скорости: ;
2) Формулы для ускорения:
, , ;
3) Формулы для угловой скорости: , где - линейная частота обращения, - период вращения (время полного оборота);
4) Формула для углового ускорения: ;
5) Формулы связи кинематических величин поступательного и вращательного движений:
; , ; ; ;
6) Кинематические уравнения движения м.т.
;
7) Формулы расчета и для вращательного движения м.т.
, , ;
Динамика материальной точки и абсолютно твердого тела
Основные понятия и определения:
1) Инертность тела - способность тела сохранять свое состояние движения;
2) Масса тела - скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела;
3) Сила () - векторная физическая величина, характеризующая механическое взаимодействие данного тела с другим телом (телами), приводящее к их деформации или к возникновению ускорения;
4) Импульс тела () - векторная физическая величина, характеризующая его прямолинейное движение, численно равна: ;
5) Центр масс системы тел - точка пространства, к которой приложены все силы, вызывающие по отдельности поступательное движение системы тел;
6) Инерциальная система отсчета (ИСО) - С.О., в которых выполняется первый закон Ньютона и соответственно второй и третий законы Ньютона;
7) Центр масс тела - точка пространства, положение которой относительно какой-либо ИСО определяется радиус-вектором , где и - масса и радиус-вектор, задающий положение i-го тела в данной ИСО, ;
8) Момент инерции м.т. и а.т.т. относительно оси вращения - скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности м.т. и а.т.т. при их вращательном движении, численно равная: и ;
9) Момент силы относительно оси вращения - векторная физическая величина, равная векторному произведению вектора силы и вектора , перпендикулярного к оси вращения, и, соединяющего точку приложения силы с осью вращения: , , где - угол между векторами и , - плечо силы (кратчайшее расстояние между осью вращения и линией действия силы);
10) момент импульса м.т. () - векторная физическая величина, определяемая векторным произведением вектора , соединяющего м.т. с осью вращения и перпендикулярного к этой оси, и вектора импульса тела : , , где - угол между векторами и , - прицельное расстояние (кратчайшее расстояние между осью вращения и линией движения тела);
11) момент импульса а.т.т. () относительно оси вращения - векторная физическая величина, равная векторной сумме моментов импульсов всех точек этого тела.
12) Законы Ньютона:
· Первый закон Ньютона - тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
· Второй закон Ньютона - первая производная от импульса тела по времени t равна векторной сумме всех сил, действующих на тело:
, .
· Третий закон Ньютона - силы, действующие между двумя телами, равны по модулю и противоположны по направлению: .
13) Основной закон динамики вращательного движения:
, .
14) Теорема Штейнера:
,
где I, I' - моменты инерции тела массы m относительно оси, проходящий через центр масс тела (I) и оси параллельной ей (I'), отстоящей от нее на расстоянии
Основные формулы и соотношения
1) Скорость движения центра масс системы тел: , где , - вектор скорости движения i-го тела;
2) Импульс центра масс системы тел: ;
3) Моменты инерций некоторых тел относительно осей симметрии:
· обруч (или тонкостенный цилиндр) массы m и радиуса r: ;
· сплошной однородный диск (или цилиндр) массы m, радиуса R и высоты h: , где - плотность материала диска;
· однородный шар массы m и радиуса r: ;
· тонкий однородный стержень массы m и длины : .
Механическая работа
1) Механическая работа - скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой действия силы (или сил) на тело (или систему тел), численно равная:
элементарная работа - ,
работа на отрезки траектории -.
3) Работа сил при вращательном движении (теорема о кинетической энергии для вращающегося тела)
3) Свойства механической работы
Аддитивность - работа суммы сил равна сумме работ каждой силы:
.
Знак работы определяется взаимным направлением векторов силы и перемещения. Если угол между этими векторами острый - работа положительна, если тупой - отрицательна.
Работа силы перпендикулярной вектору перемещения равна нулю.
Механическая энергия
1) Кинетическая энергия тела - скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу за счет изменения скорости его движения, численно равная:
при поступательном движении тела - ;
при вращении тела вокруг одной оси - ;
в случае катящегося тела - ;
2) Теорема о кинетической энергии - алгебраическая сумма работ всех сил, действующих на тело, равна приращению кинетической энергии тела:
;
3) Свойства кинетической энергии:
только положительна;, кинетическая энергия суммы тел равна сумме кинетических энергий каждого тела.
1) Консервативная сила () - сила работа которой не зависит от формы траектории, а определяется ее начальной и конечной точками. Примеры консервативных сил: сила тяжести, сила упругости, гравитационная сила и т.д..
2) Работа консервативной силы по замкнутой траектории равна нулю:
.
3) Потенциальная энергия - скалярная физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу за счет его взаимодействия с другими телами;
Примеры формул для расчета потенциальной энергии некоторых консервативных сил:
· Потенциальная энергия силы тяжести - ,
· Потенциальная энергия силы упругости - , где - коэффициент упругости, - величина деформации,
· Потенциальная энергия гравитационной силы - , где - гравитационная постоянная, - массы взаимодействующих тел, - модуль радиус-вектора, соединяющего центры масс этих тел.
4) Свойства потенциальной энергии:
· Не аддитивна, т.е. потенциальная энергия тел не равна сумме потенциальных энергий каждого тела,
· Величина потенциальной энергии определена с точностью до константы (т.е. начало отсчета потенциальной энергии может быть выбрано произвольно),
· Потенциальная энергия сил притяжения отрицательна, а сил отталкивания - положительна.
6) Теорема о потенциальной энергии ;
7) Связь потенциальной энергии и консервативной силы:
;
Полная механическая энергия:
Полная механическая энергия тела (системы) равна сумме кинетической и потенциальной энергий тела (системы):
.
Законы сохранения в механике
Закон сохранения импульса
Векторная сумма импульсов тел замкнутой системы тел остается постоянной: (или импульс центра масс () замкнутой системы остается постоянным: ).
- В данном случае под замкнутой системой тел подразумевается - система тел, на которые не действуют внешние силы () или их сумма равна нулю ()
Закон сохранения момента импульса
Суммарный момент импульса замкнутой системы тел остается постоянным относительно любой оси вращения: или .
В данном случае под замкнутой системой тел подразумевается система тел, на которые не действуют моменты внешние силы () или их сумма равна нулю ().
Закон сохранения и превращения полной механической энергии:
Работа неконсервативных сил равна изменению полной механической энергии тела (системы): ;
Неконсервативная сила - сила работа, которой зависит от формы траектории (и не определяется только конечной и начальной точками траектории) или работа которой по замкнутой траектории не равна нулю - . Примеры неконсервативных сил: сила трения (сопротивления), сила тяги.
Закон сохранения полной механической энергии:
Полная механическая энергия консервативной системы не остается постоянной: const, ;
Консервативная система - система тел, на которые действуют только консервативные силы.
Таблица аналогий между вращательным и поступательным движениями
|
Прямолинейное движение |
Вращательное движение |
Формулы связи между модулями линейных и угловых характеристик |
|
|
Путь |
Угловой путь ц |
=цr, r - радиус окружности |
|
|
Элементарное перемещение |
Элементарное угловое перемещение |
dr=rdц |
|
|
Линейная скорость |
Угловая скорость |
=r |
|
|
Тангенциальное ускорение |
Угловое ускорение |
||
|
Масса тела m |
Момент инерции I |
||
|
Сила |
Момент силы |
||
|
Импульс |
Момент импульса тела |
L=rp |
|
|
- |
Нормальное ускорение |
an=2/r |
Специальная теория относительности (СТО)
1) Принцип относительности Галилея.
Эквивалентные формулировки этого принципа:
а) никакими механическими опытами, находясь внутри ИСО, нельзя установить, движется она равномерно и прямолинейно или покоится;
б) все законы механики выглядят, записываются одинаково во всех ИСО;
в) все механические явления протекают одинаково во всех ИСО;
г) все законы механики инвариантны относительно преобразований Галилея.
2) Преобразования Галилея для координат и времени одного и того же события в разных ИСО (К и Кґ)
Переход из Кґ в К : Переход из К в К ': .
Здесь: - скорость движения ИСО Кґ относительно ИСО К, направленная вдоль оси Ох.
3) Постулаты СТО.
Первый постулат
Никакими физическими опытами, находясь внутри ИСО, нельзя установить движется она равномерно и прямолинейно или покоится;
Эквивалентные формулировки этого постулата:
· Все законы физики выглядят, записываются одинаково во всех ИСО;
· Все физические явления протекают одинаково во всех ИСО;
· Все законы физики инвариантны относительно преобразований Лоренца.
Второй постулат
Скорость света в вакууме одинакова во всех ИСО и не зависит от движения источника и приемника света.
4) Преобразования Лоренца для координат и времени одного и того же события в разных ИСО (К и Кґ).
Переход из K' в К: Переход из К в К ':;
Здесь: - скорость движения ИСО Кґ относительно ИСО К, направленная вдоль оси Ох.
5) Следствия преобразований Лоренца:
Лоренцево сокращение длин : , - собственная длина предмета;
Лоренцево замедление времени: , - собственный промежуток времени между двумя событиями;
Релятивистский закон сложения скоростей:
.;
Интервал: , в дифференциальной форме , является инвариантом СТО, т.е. не изменяется при переходе из одной ИСО в другую, совпадает с интервалом собственного времени: .
Динамка СТО
7) Релятивистский импульс:
8) Релятивистская масса тела: , - масса покоя тела.
9) Релятивистски инвариантная форма второго закона Ньютона
;
10) Энергия в СТО:
11) Кинетическая энергия в СТО: ;
12) Энергия покоя тела: ;
13) взаимосвязь массы и энергии тела: ;
14) Полная энергии тела в СТО: ;
Механические колебания и волны
Колебания - повторяющийся во времени процесс изменения физической величины.
Волна - процесс распространения колебаний в пространстве
Гармонические колебания
Основные понятия и определения:
1) гармоническое колебание - колебание, происходящее по закону синуса или косинуса;
2) уравнение гармонических колебаний: , где - амплитуда колебаний, - фаза колебаний, - начальная фаза колебаний, - циклическая (круговая) частота;
3) Период колебаний (Т) - минимальное время возвращения колеблющейся системы в исходное состояние (или время одного полного колебания);
4) Свободные незатухающие гармонические колебания. Дифференциальное уравнение:
Размещено на http://www.allbest.ru/
и его решение: ;
5) Сила сопротивления:
6) Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение:
и его решение: , где , - частота затухающих колебаний, - амплитуда затухающих колебаний;
7) Время релаксации () - время за которое амплитуда затухающих колебаний убывает раз ()
8) Логарифмический декремент затухания (д): , где - число колебаний за время релаксации;
9) Добротность системы (Q):
18) Вынужденные гармонические колебания. Дифференциальное уравнение:
и его решение в стационарном режиме: , где и , и - амплитуда и циклическая частота внешней вынуждающей силы;
Основные формулы и соотношения:
1) Собственная частота колебаний:
· пружинный маятник - ,
· математический маятник ,
· физический маятник , m - масса физического маятника, а - расстояние между точкой подвеса и центром масс, I - момент инерции физического маятника относительно центра масс;
2) Приведенная длина физического маятника ;
3) Условия малого затухания:
4) Добротность в условиях малого затухания:
,
5) зависимость полной энергии затухающих колебаний от времени:
;
6) Уравнение резонансной кривой для амплитуды смещения:
;
7) Уравнение резонансной кривой для амплитуды скорости:
;
8) Резонансная частота для амплитуды смещения: ;
9) формулы для амплитуды колебаний смещения материальной точки от положения равновесия при резонансе ;
10) формулы для в условиях малого затухания:
;
11) максимальные значения амплитуды скорости при резонансе.
, .
Сложение колебаний
Сложение колебаний, происходящих вдоль одной оси
1) формулы для определения амплитуды и начальной фазы результирующего колебания:
, .
Биение
2) уравнение биения ;
3) амплитуда биений.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
В результате сложения двух взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами и траектория, вдоль которой происходят результирующие колебания, лежит в плоскости ХУ и описывается уравнением:
.
В случае кратных частот возникают фигуры Лиссажу.
Волны
1) Волна - процесс распространения колебаний в среде:
2) Продольные и поперечные волны. В продольной волне частицы среды совершают колебания вдоль вектора скорости распространения волны, а в поперечной волне - перпендикулярно к нему;
3) Гармоническая (синусоидальная) волна - волна, в которой частицы среды совершают гармонические колебания около своих положений равновесия с определенной циклической частотой ;
4) Период волны (Т) - время одного полного колебания частиц среды.
5) Фазовая скорость волны или скорость распространения волны () - скорость перемещения данной фазы колебаний в среде.
6) Длина волны () - расстояние, которое проходит волна за один период или минимальное расстояние между частицами среды, совершающими колебания с разностью фаз, равной . .
7) Волновая поверхность - поверхность, проведенная через равновесные положения частиц среды, совершающих колебания в одинаковой фазе. Волновых поверхностей много и они неподвижны.
8) Фронт волны - поверхность, разделяющая частицы среды на вовлеченные и не вовлеченные в колебательное движение. Фронт волны один и он движется со скоростью волны. Можно сказать, что фронт волны это самая дальняя от источника колебаний в данный момент времени волновая поверхность. В каждой точке фронта волны вектор фазовой скорости направлен перпендикулярно к ней.
9) Уравнение плоской волны распространяющейся (волновая функция):
· вдоль оси Ох:
· против оси Ох:
· в произвольном направлении:
11) Уравнение сферической волны:
12) Волновой вектор , модуль волнового вектора
13) Волновые уравнения для плоской гармонической волны, распространяющейся вдоль или против оси Ох
и в произвольном направлении в пространстве:
14) Волновое уравнение для сферической волны:
15) Зависимость амплитуды сферической волны от расстояния r до источника колебаний:
А~~~.
16) Объемная плотность энергии волны ():
17) Мощность излучения источника колебаний ():
18) Поток энергии через поверхность ():
19) Вектор Умова или вектор плотности потока энергии ():
20) Интенсивность упругой волны:
21) Стоячая волна. Стоячие волны, возникающие при отражении бегущей волны от границы раздела двух сред. Условия образования на границе раздела двух сред узлов и пучностей стоячей волны. Координаты узлов и пучностей стоячей волны:
Узлы
Пучности
2. Молекулярная физика и термодинамика
Статистический и термодинамический методы описания макроскопических систем
Основные понятия и определения:
1) Термодинамические (макроскопические) параметры - это величины, которые описывают состояние системы, не рассматривая ее внутреннее строение. К ним относят такие параметры, как температура, давление, объем и т.д.
2) Макросостояние системы - это такое состояние системы, которое определяется заданием ее термодинамических параметров.
3) Микропараметры - это координаты и скорости (импульсы) частиц системы.
4) Микросостояние системы - это состояние системы, определяемое заданием координат и скоростей (импульсов) всех частиц системы.
5) Равновесное состояние системы - такое состояние, при котором ее макропараметры принимают определенное значение и остаются постоянными сколь угодно долго.
Равновесным является такое состояние изолированной системы, в которое она переходит по истечении достаточно большого промежутка времени (в начальный момент времени состояние системы было неравновесным). Это время называют временем релаксации.
6) Идеальный газ - газ, частицы которого на расстоянии не взаимодействуют; а при столкновениях ведут себя как упругие шары; собственный объем частиц значительно меньше объема, занимаемого газом.
7) Функция распределения - плотность вероятности или отношение вероятности попадания значения случайной величины в отдельном опыте в бесконечно малый интервал значений () к величине этого интервала
.
8) Функция распределения по модулю скорости молекул идеального газа:
;
9) Относительное число молекул , скорости которых попадают в интервал скоростей (,), или вероятность попадания скорости одной молекулы в интервал скоростей (,):
.
Основные формулы и соотношения:
10) условие нормировки: ;
11) наиболее вероятная скорость молекул: ;
12) максимальное значение функции распределения молекул идеального газа по модулю скорости: ;
13) средняя арифметическая скорость молекул:
14) средняя квадратичная скорость молекул: <>=
15) средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул:
Основное уравнение МКТ идеального газа для давления
1) Уравнение состояния. В связи с тем, что макропараметры системы не являются независимыми, между ними существует вполне определенная формула связи, которая называется уравнением состояния. В самом простом случае, в отсутствие внешних полей (гравитационного, магнитного, электрического полей) такое уравнение связывает такие параметры, как
.
В более сложных случаях для характеристики равновесного состояния требуются и другие параметры (например, концентрация компонентов смеси газов, напряженность электрического поля, магнитная индукция и т.д.).
Основные формулы и соотношения
2) формулы для давления идеального газа ,
;
3) формула для температуры: .;
4) нулевое начало термодинамики - в изолированной системе, находящейся в неравновесном состоянии, протекают процессы перехода в равновесное состояние, в котором температура во всех частях системы будет одинаковой;
5) барометрическая формула: ;
6) формулы определения вероятности попадания молекулы в произвольный объем пространства или относительное число молекул , попадающих в этот объем около точки с координатами ()
,
7) Формула для экспериментального определения постоянной Авогадро
;
8) Уравнение состояния идеального газа:
=.
Расписав концентрацию и введя обозначения: - число молей и - универсальная газовая постоянная, получим ;
Термодинамика
Основные понятия и определения:
1) Функция состояния системы это любая функция параметров системы, которая принимает одно и то же значение в данном состоянии системы независимо от способа перехода в это состояние.
2) Неравновесное состояние - состояние, в котором хотя бы один из термодинамических параметров не имеет определенного значения.
11) Процесс релаксации - процесс перехода предоставленной самой себе системы из неравновесного состояния в равновесное состояние.
12) Изолированная (замкнутая) система - система, которая не обменивается с внешними телами энергией и веществом.
13) Закрытая система - система, которая обменивается энергией и не обменивается частицами с окружающими ее внешними телами.
14) Открытая система - система, которая обменивается энергией и частицами с окружающими внешними телами.
15) Равновесный процесс (квазистатический процесс). В равновесной термодинамике изучают равновесные процессы. Под ними понимают процессы, в каждой точке которых макропараметры системы принимают определенные значения. Такие процессы являются идеализацией, они протекают бесконечно медленно в отсутствие разности давлений и температур.
Примером такого процесса является процесс бесконечно медленного сжатия газа под поршнем. В этом случае давление и температура газа будут одинаковыми во всех точках занимаемого газом объема. Если же перемещать поршень с конечной скоростью, то тогда непосредственно под поршнем образуется область газа (воздушная подушка), в которой его давление превышает давление в остальных точках объема. Следовательно, этот параметр для газа будет неопределенным и процесс не будет равновесным.
Равновесные процессы можно изображать на диаграммах состояниях, а неравновесные процессы нельзя из-за неопределенности параметров состояния в каждой точке процесса (их протекание можно обозначить пунктирной линией).
16) Все равновесные процессы являются обратимыми. Равновесный процесс, представляя собой непрерывную цепь равновесных состояний, является обратимым, т.е. обратимый процесс можно совершить в обратном направлении и при этом в окружающей среде не останется никаких изменений.
17) Круговой процесс это процесс, при котором система возвращается в исходное состояние
Внутренняя энергия системы, работа, теплообмен, количество теплоты.
Основные понятия и определения:
1) Внутренняя энергия системы - сумма кинетических энергий теплового движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия:
;
2) Числом степеней свободы () называют число независимых между собой возможных перемещений механической системы. число степеней свободы молекулы
5) Теплообмен (теплопередача) - процесс обмена энергией между системой и внешними телами, при котором не происходит изменение объема системы, не перемещаются ее макроскопические части.
Теплообмен может происходить за счет соударений молекул системы и внешних тел на границе их раздела, за счет лучеиспускания (молекулы системы поглощают электромагнитное излучение внешних источников) и за счет конвекции - процесса переноса тепла в жидкости, газе, сыпучих средах за счет потоков вещества. Примером конвекции является перемешивание нагретых и холодных слоев воздуха в земной атмосфере.
В чистом виде теплообмен реализуется для изохорического процесса ().
6) Количество теплоты (Q) -энергия, получаемая или отдаваемая системой в процессе теплообмена. Если система получает теплоту, то она считается положительной, если отдает - отрицательной.
7) Теплоемкость - количество теплоты, необходимое для изменения температуры системы (тела) на один градус: .
8) Удельная теплоемкость системы () : , где - масса системы
9) Молярная теплоемкость системы () ,
10) Формула для количества теплоты: ;
Основные формулы и соотношения
11) средняя энергия теплового движения молекулы:
12) элементарная работа:; работа на конечном перемещении: ;
13) Первое начало термодинамики: количество теплоты, подведенное к системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой над внешними телами: , ;
14) формула первого начала термодинамики для кругового процесса:
;
Энтропия. Второе начало термодинамики
1) Энтропия - термодинамическая величина, характеризующая меру неупорядоченности (беспорядка) системы,
2) Энтропия функция состояния системы, т.е. она не зависит от пути перехода из одного состояния в другое, а зависит только от начального и конечного состояния системы
3) Уравнение Клаузиуса: , где знак «=» в случае равновесных процессов, знак «>» - нервановесных.
Формула для изменения энтропии в равновесном процессе: ;
4) Второе начало термодинамики - энтропия замкнутой системы стремится может только возрастать или оставаться не низменной: ;
5) Статистический смысл энтропии.
Термодинамическая вероятность (статистический вес) () - это число микросостояний системы, которые соответствуют данному макросостоянию системы.
Связь энтропии и термодинамической вероятности: ;
7) Третье начало термодинамики - энтропия системы при абсолютном нуле температур равна нулю, т.е. и S=0 при Т=0 К .
Применение первого и второго закона термодинамики.
к изопроцессам в идеальном газе.
1) Изотермический процесс ().
· Уравнение процесса: .
,
,
,
,
.
Отметим, что молярная теплоемкость при этом процессе равна бесконечности, так как любой подвод тепла идет на совершение газом работы и при этом температура системы не изменяется.
2) Изохорический процесс ().
· Уравнение процесса: .
,
, ,
,
.
3) Изобарический процесс ().
· Уравнение процесса: .
,
,
,
,
.
Отметим, что разность теплоемкостей и для идеального газа равна
.
Это уравнение получило название уравнения Майера.
4) Адиабатический процесс (изоэнтропийный процесс, ) - это процесс, происходящий в системе без теплообмена (Q=0) с внешними телами, или это изоэнтропийный процесс, при его протекании энтропия системы не изменяется.
· Уравнения адиабатического процесса: или или , где - коэффициент Пуассона;
,
,
,
, .
Тепловые двигатели
1) КПД теплового двигателя ;
2) Цикл Карно - круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. В данном цикле реализуется максимальная величина КПД теплового двигателя, работающего при заданных значениях температур нагревателя и холодильника.
3) КПД идеальной тепловой машины:
Основы физической кинетики
К явлениям переноса относят необратимые процессы, в результате которых в системе происходит пространственный направленный перенос какой-либо физической величины (электрического заряда, массы, импульса, энергии и т.д.) на основе теплового движения частиц.
Основные понятия и определения:
1) общая формула для явлений переноса:
2) уравнение диффузии:;
3) уравнение теплопроводности: ;
4) уравнение вязкости (внутреннего трения): ;
5) уравнение проводимости: ;
6) Средняя длина свободного пробега молекул газа: ;
7) коэффициент диффузии: ;
8) коэффициент вязкости: ;
9) коэффициент теплопроводности:
Основные формулы и соотношения:
Изменение средней длины свободного пробега и коэффициентов переноса от параметров идеального газа при различных изопроцессах в идеальном газе:
10) Изобарический процесс ().
Уравнение процесса: .
, , , .
11) Изотермический процесс ().
Уравнение процесса: .
, , , .
12) Изохорический процесс ().
Уравнение процесса: .
,
, , .
Реальные газы. Уравнение Ван - дер - Ваальса.
1) Реальный газ - газ взаимодействующих между собой частиц (молекул);
2) Критическое состояние вещества - предельное состояние равновесия двухфазных систем, в котором обе сосуществующие фазы становятся тождественными по своим свойствам;
3) Критическая точка (в системе жидкость-пар) - является конечной точкой на кривой равновесия. В ней исчезает различие между жидкостью и насыщенным паром. По одну сторону от критической точки вещество однородно (обычно при Т > Тк), а по другую - расслаивается на фазы (жидкость и пар);
4) Критическая температура - температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии;
5) Уравнение Ван-дер-Ваальса: , где a и b - экспериментальные константы, учитывающие отклонение свойств реального газа от свойств идеального газа, и обусловленные наличием сил взаимодействия между молекулами.
Основные формулы и соотношения:
6) критические параметры вещества: , , ,
7) уравнение состояния вещества в критической точке:
8) внутренняя энергия реального газа: ;
3. Электричество
Электростатика
Основные понятия и определения:
1) Электрический заряд характеризует способность тел вступать в электромагнитные взаимодействия, его величина определяет интенсивность этих взаимодействий;
2) Свойства электрического заряда:
· Существуют два типа электрических зарядов, получивших название «+» и «-»
· Разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются.
· Дискретность электрического заряда:
Заряды всех тел и частиц, вступающих в электромагнитные взаимодействия, состоят из целого числа минимальных зарядов: , где N - целое число. В природе в свободном состоянии существуют частицы, имеющие минимальный по модулю заряд, равный Кл.
· Закон сохранения электрического заряда:
Для замкнутой системы: const;
· Лоренц инвариантность электрического заряда: величина и знак электрического заряда одинаковы во всех И.С.О.
3) Относительная диэлектрическая проницаемость е среды ;
4) Вектор напряженности () электростатического поля - векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой поля и равная отношению кулоновской силы, действующей на пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда;
5) Потенциал электростатического поля (ц) - скалярная физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой поля и равная отношению потенциальной энергии пробного заряда, помещенного в данную точку поля, к величине этого заряда.
6) Принцип суперпозиции электростатических полей: вектор напряженности (потенциал ) электрического поля, созданного несколькими зарядами, равен векторной сумме напряженностей (алгебраической сумме потенциалов) полей, созданных каждым зарядом в отдельности (, )
, . , ;
7) Силовые линии электростатического поля
Для графического изображения электростатических полей используют линии вектора - они проводятся так, чтобы в каждой точке линии вектор был направлен по касательной к ней. Линии вектора нигде не пересекаются, они начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных зарядах или уходят в бесконечность;
8) Эквипотенциальная поверхность - это поверхность равного потенциала, в каждой точке поверхности потенциал ц будет одинаковым. Поэтому элементарная работа по перемещению заряда q по такой поверхности будет равна нулю: dA=-dqц=0. Из этого следует, что вектор в каждой точке поверхности будет перпендикулярен к ней, т.е. будет направлен по вектору нормали ;
9) Закон Кулона - силы, с которыми взаимодействуют два неподвижных точечных заряда в вакууме направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды, прямо пропорциональны произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними
;
Поле точечного заряда:
10) формулы для и ц электростатического поля точечного заряда
, ;
11) Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов:
;
Рабата поля. Теорема о циркуляции вектора
12) Работа сил электрического поля: ;
13) Разность потенциалов: ;
14) Циркуляция вектора электростатического поля:
;
15) Теорема о циркуляции вектора электростатического поля
;
18) Формула связи вектора и потенциала ц: ;
Теорема Гаусса
1) Поток вектора электростатического поля:
;
2) Теорема Гаусса для вектора: поток вектора через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме свободных зарядов , охватываемых этой поверхностью, и деленной на е е0
;
физический смысл теоремы Гаусса для вектора : источниками электростатического поля вектора являются свободные и связанные заряды. кинематика импульс электростатический молекула
Примеры расчета электрических полей
3) поверхностная плотность заряда у - заряд, приходящийся на единицу площади поверхности: ;
4) линейная плотность ф заряда - заряд, приходящийся на единицу длины:
;
5) Формулы для и ц электростатического поля равномерно заряженной по поверхности бесконечно протяженной плоскости:
, ;
6) Формулы для и ц электростатического поля равномерно заряженной бесконечно длинной прямолинейной нити
.
7) Формулы для и ц электростатического поля равномерно заряженной по поверхности сферы:
; .
Электроемкость. Конденсаторы
1) Электроемкость проводника характеризует его способность накапливать заряды и зависит только от геометрических размеров проводника и диэлектрических свойств окружающей среды, т.е. от : ;
2) Электроемкость металлического шара (сферы): ;
3) Электроемкость плоского конденсатора: ;
4) Энергия заряженного проводника: ;
5) Энергия заряженного конденсатора: .
Энергия электрического поля
1) объемная плотность энергии электростатического поля
;
2) энергия электростатического поля в любом конечном объеме V пространства
;
Электрический диполь
1) Электрический диполь - электронейтральная система близко расположенных двух одинаковых по величине и противоположных по знаку точечных зарядов, отстоящих друг от друга на расстояние l.
2) Дипольный момент - вектор, направленный по прямой от заряда (+q) к заряду (-q), т.е. по оси диполя, и равный по модулю произведению модуля одного из зарядов на расстояние l между ними :;
3) Формулы для и ц электростатического поля, создаваемого электрическим диполем
.
4) Потенциальная энергия диполя в электрическом поле:
;
5) формула для проекции на ось Ох силы , вызывающей поступательное движение диполя: ;.
Электрическое поле в веществе
1) Напряженность электрического поля в веществе () - векторная сумма напряженность внешнего электрического поля () и напряженности поля, создаваемого самим диэлектриком (внутреннего электрического поля) ().
2) некомпенсированные связанные заряды , расположенны на противоположных гранях диэлектрика и создают внутреннее поле диэлектрика ().
3) Вектор поляризации (поляризованность) () равен векторной сумме дипольных моментов молекул, находящихся в единице объема диэлектрика.
;
4) Формула связи и : =0, где - диэлектрическая восприимчивость диэлектрика
5) Вектор электрического смещения (электрической индукции) - векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации;
6) Формула связи характеристик, вводимых для описания электрического поля в присутствии диэлектрика: , =1+;
Диэлектрики
· Неполярный диэлектрик - диэлектрик молекулы которого не имеют собственного дипольного момента (на пример вещества с одноатомной молекулой: атомарный водород, гелий и т.д.)
Во внешнем электрическом поле происходит смещение зарядов неполярных молекул, они становятся диполями и приобретают индуцированные дипольные моменты.
· Полярный диэлектрик - диэлектрик, молекулы которого имеют собственного дипольного момента (на пример вода и т.д.)
В отсутствие электрического поля за счет теплового движения молекул их дипольные моменты разбросаны хаотично по все направлениям, следовательно, диэлектрик неполяризован и вектор поляризации равен нулю. Внешнее электрическое поле стремится установить дипольные моменты молекул вдоль линий , чему препятствует тепловое движение молекул. За счет действия этих двух факторов наблюдается преимущественная ориентация дипольных моментов молекул вдоль поля. Поэтому за счет поворота молекул диэлектрик поляризуется (), поляризация сопровождается появлением связанных зарядов на противоположных гранях диэлектрика.
· Сегнетоэлектрики - диэлектрики обладающие самопроизвольной (спонтанной) поляризацией в отсутствие внешнего электрического поля. Она может существенно изменяться под влиянием различных внешних факторов. Отметим ряд необычных свойств сегнетоэлектриков. Относительная диэлектрическая проницаемостьсегнетоэлектриков может достигать нескольких тысяч единиц, тогда как у обычных диэлектриков она достигает несколько сотен единиц. Между молекулами сегнетоэлектрика существует взаимодействие, которое приводит к параллельной ориентации дипольных моментов молекул в макроскопических областях, называемых доменами. Направление дипольных моментов молекул в разных доменах разное, поэтому в отсутствие электрического поля вектор поляризации сегнетоэлектрика равен нулю.
Электрический ток
Основные понятия и определения:
1) Электрический ток упорядоченное движение заряженных частиц, причем за направление тока принимают направление движения положительных зарядов;
2) Сила тока I - скалярная физическая величина численно равная величине электрического заряда, переносимого через поперечное сечение проводника в единицу времени:;
3) Вектор плотности тока : ;
4) Формула связи силы тока и плотности тока:;
5) Формула связи вектора плотности тока и средней скорости направленного движения заряженных частиц: ;
6) Сторонние силы - это силы некулоновского происхождения, они совершают работу по разделению разноименных зарядов и переводят заряд (+q) от отрицательного полюса источника тока к его положительному полюсу.
7) Электродвижущая сила (ЭДС) источника тока () - работа сторонних сил по перемещению точечного единичного положительного заряда от его отрицательного к его положительному полюсу ;
8) ЭДС равна циркуляции вектора напряженности сторонних сил по произвольному замкнутому контуру. Это свидетельствует о том, что поле сторонних сил в отличие от электростатического поля не является потенциальным.
9) Напряжение U: ;
10) Однородным участком электрической цепи называют участок, на котором направленное движение зарядов происходит под действием только кулоновских сил. Для однородного участка цепи напряжение U совпадает с разностью потенциалов () между начальной и конечной точками участка.
11) Неоднородный участок цепи - участок цепи, на котором одновременно действуют и сторонние и кулоновские силы.
Закон Ома
Для однородного участка цепи сила тока I прямо пропорциональна напряжению U, приложенному к нему, и обратно пропорциональна сопротивлению R этого участка цепи: .
Для неоднородного участка цепи: ;
Для замкнутой цепи:
1) удельное сопротивление проводника :;
2) зависимость удельного сопротивления проводника от температуры:
;
3) температурный коэффициент сопротивления : ;
Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах;
Правила Кирхгофа
Первое - алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю: . Второе - алгебраическая сумма падений напряжения на разных участках замкнутой цепи, равна алгебраической сумме э.д.с., действующих в этой цепи:
4. Магнетизм
Магнитостатика
Основные понятия и определения:
1) Силы электрического и магнитного взаимодействия зарядов в системе отсчета К:
, , ;
2) Магнитное поле движущегося заряда, вектор магнитной индукции:
;
3) Сила Лоренца: ;
4) Элемент тока: ;
5) Закон Био-Савара- Лапласа: ;
6) Силовые линии магнитного поля (линии вектора магнитной индукции) - линии, которые проводятся так, чтобы в каждой точке линии вектор был направлен по касательной к ним. Из опыта известно, что в природе не существует магнитных зарядов, поэтому линии являются замкнутыми;
7) Закон Ампера:
; .
Направление силы Ампера удобно определять по правилу левой руки,
8) Принцип суперпозиции для вектора магнитной индукции
Вектор индукции магнитного поля, созданного суммой токов, равен векторной сумме индукций магнитных полей, созданных каждым током в отдельности: ;
9) Магнитная проницаемость - скалярная безразмерная физическая величина, показывающая во сколько раз вектор магнитной индукции в однородной среде отличается от вектора магнитной индукции в той же точке пространства в вакууме.
Примеры магнитных полей проводников с электрическим током
1) Индукция магнитного поля прямолинейного проводника конечной длины с током I. ;
2) Индукция магнитного поля бесконечно длинного прямолинейного проводника стоком I: ;
3) Индукция магнитного поля в центре кольцевого тока: ;
4) Индукция магнитного поля на оси кольцевого тока:
;
Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля
Циркуляция вектора по произвольному замкнутому контуру (Г) равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром, умноженной на :
,
где - циркуляция вектора по замкнутому контуру (Г);
Теорема Гаусса для вектора индукции магнитного поля
Поток вектора индукции магнитного поля через произвольную замкнутую поверхность равен нулю:
Физический смысл теоремы Гаусса для вектора заключается в следующем: в природе нет магнитных зарядов и поэтому линии являются замкнутыми
Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле
1) Элементарный магнитный поток ():
;
2) Элементарная работа по перемещению проводника (контура) с током в магнитном поле :
3) Работа по перемещению проводника (контура) с током в магнитном поле : ;
4) Магнитный момент контура с током: , где - площади контура;
4) Потенциальной энергии проводника (контура) с током в магнитном поле: или ;
Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях
1) Движение в однородном магнитном поле
Со стороны магнитного поля на движущуюся в нем заряженную частицу действует сила Лоренца ( ), создающая только нормальное ускорение.
· б=0. В этом случае , частица движется прямолинейно вдоль линий вектора .
· б=/2. Частица движется в магнитном поле перпендикулярно линиям вектора . Траектория движения частицы - окружность радиуса R. Используя второй закон Ньютона, для радиуса R и периода Т обращения частицы можно получить
· б - произвольный угол. Траектория движения частицы - винтовая линия. Движение частицы можно представить как сумму двух видов движения - прямолинейного вдоль линий (б=0) и движения по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору (б=/2).
Радиус окружности R, период обращения Т и шага h винтовой линии определяются выражениями:
, .
2) Движение в скрещенных электрическом и магнитном полях
В скрещенных под прямым углом однородных электрическом () и магнитном () полях заряженная частица будет двигаться равномерно и прямолинейно, если ее вектор скорости будет оюразовывать левую тройку векторов с и , а модуль вектора скорости равен: (т.к. в этих условиях ).
3) Эффект Холла
При протекании электрического тока. На движущиеся свободные электрические заряды (электроны или «дырки») со стороны внешнего магнитного поля будет действовать сила Лоренца, которая приведёт к движению электронов («дырок») к верхней (нижней) грани образца. В результате этого верхняя грань образца зарядится отрицательно (положительно), а нижняя - положительно (отрицательно) и возникает поперечное электрическое поле, напряжённость которого будет перпендикулярна векторам и . В возникновении поперечного электрического поля в образце при помещении его в магнитное поле при протекании в нем электрического тока и заключается эффект Холла.
Разность потенциалов в эффекте Холла
Формула для постоянной Холла , где n и q0 - концентрация и электрический заряд носителей тока (подвижных зарядов) в образце.
Электромагнетизм
Явление и закон электромагнитной индукции
1) Закон Фарадея. При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего проводящий контур, в нём возникает э.д.с. индукции i , равная скорости изменения магнитного потока, связанного с этим контуром, взятой с обратным знаком.
;
2) Правило Ленца. Индукционный ток в контуре возникает такого направления, чтобы создаваемое им магнитное поле препятствовало любым изменениям магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток.
3) Первое положение теории Максвелла: переменное во времени магнитное поле порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле. В отличие от электростатического поля линии вихревого электрического поля являются замкнутыми, они связаны с направлением вектора правилом левого буравчика и лежат в плоскости, перпендикулярной к вектору . Силы вихревого электрического поля - сторонние силы;
4) Работа сил вихревого электрического поля
;
5) Первое уравнение Максвелла в интегральной форме:. Физический смысл первого уравнения Максвелла: источником вихревого электрического поля является переменное магнитное поле;
6) Токи Фуко - это индукционные токи, возникающие в массивных проводниках;
12) Скин-эффект явление неравномерного распределения переменного тока по поперечному сечению проводника, повышение его плотности в поверхностном слое;
Явление самоиндукции
1) Магнитный поток самоиндукции () - магнитный поток, связанный с проводящим контуром, и, создаваемый (вследствие закона Био-Савара-Лапласа) электрическим током, текущим по этому контуру;
2) Потокосцепление (Ш) - произведения числа витков N на магнитный поток, пронизывающий один виток: ;
3) Индуктивность контура: ;
4) Индуктивность длинного соленоида: ;
5) Закон самоиндукции. При всяком изменении тока, текущего по проводнику, э.д.с. самоиндукции i , равная скорости изменения потокосцепления, взятой с обратным знаком.
.
Таким образом, явление самоиндукции заключается в возникновении э.д.с. индукции в проводящем контуре при изменении силы тока, текущего в нём;
6) Правило Ленца для явления самоиндукции - ток самоиндукции препятствует любым изменениям основного тока, текущего по цепи.
Экстра токи (токи при замыкании и размыкании цепи)
При размыкании цепи ток в ней начинает убывать. Он убывает постепенно за счёт возникающего в цепи явления самоиндукции. При этом запасённая в катушке энергия магнитного поля расходуется на поддержание убывающего тока, расходуется на нагревание проводников. В случае замыкания цепи - ток в ней будет нарастать постепенно по той же причине.
1) Зависимость силы тока от времени при размыкании цепи:
, R и L - сопротивление и индуктивность цепи;
2) Зависимость силы тока от времени при замыкании цепи:
...Подобные документы
Законы сохранения импульса и момента импульса. Геометрическая сумма внутренних сил механической системы. Законы Ньютона. Момент импульса материальной точки. Изотропность пространства. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси.
презентация [337,7 K], добавлен 28.07.2015Скорости газовых молекул. Понятие о распределении молекул газа по скоростям. Функция распределения Максвелла. Расчет среднеквадратичной скорости. Математическое определение вероятности. Распределение молекул идеального газа. Абсолютное значение скорости.
презентация [1,1 M], добавлен 13.02.2016Вывод формулы для нормального и тангенциального ускорения при движении материальной точки и твердого тела. Кинематические и динамические характеристики вращательного движения. Закон сохранения импульса и момента импульса. Движение в центральном поле.
реферат [716,3 K], добавлен 30.10.2014Скорости газовых молекул. Обзор опыта Штерна. Вероятность события. Понятие о распределении молекул газа по скоростям. Закон распределения Максвелла-Больцмана. Исследование зависимости функции распределения Максвелла от массы молекул и температуры газа.
презентация [1,2 M], добавлен 27.10.2013Определение углового ускорения и частоты вращения маховика через определенное время после начала действия силы. Расчет концентрации молекул газа в баллоне с кислородом. Влияние силового поля в направлении силовых линий на скорость заряженной пылинки.
контрольная работа [132,1 K], добавлен 26.06.2012История развития кинематики как науки. Основные понятия этого раздела физики. Сущность материальной точки, способы задания ее движения. Описание частных случаев движения в зависимости от ускорения. Формулы равномерного и равноускоренного движения.
презентация [1,4 M], добавлен 03.04.2014Гидроаэромеханика. Законы механики сплошной среды. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии. Гидростатика. Равновесие жидкостей и газов. Прогнозирование характеристик течения. Уравнение неразрывности.
курсовая работа [56,6 K], добавлен 22.02.2004Вычисление скорости молекул. Различия в скоростях молекул газа и жидкости. Экспериментальное определение скоростей молекул. Практические доказательства состоятельности молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модуль скорости вращения.
презентация [336,7 K], добавлен 18.05.2011Гидростатическое давление в сосуде. Определение траектории движения тела и направления ускорения. Зависимость давления идеального газа от температуры. Зависимость проекции скорости материальной точки от времени. Изобарное охлаждение постоянной массы газа.
задача [250,4 K], добавлен 04.10.2011Измерение полного импульса замкнутой системы. Строение и свойства лазерного наноманипулятора. Направление момента силы относительно оси. Закон изменения и сохранения момента импульса. Уравнение движения центра масс. Системы отсчета, связанные с Землей.
презентация [264,6 K], добавлен 29.09.2013Изучение сущности, вероятностных характеристик идеального газа, выведение его уравнения. Рассмотрение понятий теплообмена и температуры. Ознакомление с плотностью равновесного распределения молекул в потенциальном силовом поле и распределением Максвелла.
курс лекций [86,0 K], добавлен 29.03.2010Понятие механической системы; сохраняющиеся величины. Закон сохранения импульса. Взаимосвязь энергии и работы; влияние консервативной и результирующей силы на кинетическую энергию частицы. Момент импульса материальной точки; закон сохранения энергии.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 06.12.2014Кинематика точки. Способы задания движения. Определение понятия скорости точки и методы ее нахождения. Выявление ее значения при естественном способе задания равномерного движения. Способ графического представления скорости в декартовой системе координат.
презентация [2,3 M], добавлен 24.10.2013Определение импульса, полной и кинетической энергии электрона. Расчет плотности и молярной массы смеси. Уравнение состояния Менделеева-Клапейрона, описывающее поведение идеального газа. Коэффициент внутреннего трения воздуха (динамической вязкости).
контрольная работа [405,8 K], добавлен 22.07.2012Определение потенциала электростатического поля и напряжения (разности потенциалов). Определение взаимодействия между двумя электрическими зарядами в соответствии с законом Кулона. Электрические конденсаторы и их емкость. Параметры электрического тока.
презентация [1,9 M], добавлен 27.12.2011Определение скорости тела согласно второму закону Ньютона. Расчет углового ускорения колеса, момента сил торможения. Оценка количества теплоты, выделившегося при ударе шарика. Поведение газа при изохорном и изобарном нагревании. Расчет напряженности поля.
контрольная работа [279,1 K], добавлен 16.02.2016Понятие кинематики как раздела механики, в котором изучается движения точки или тела без учета причин, вызывающих или изменяющих его, т.е. без учета действующих на них сил. Способы задания движения и ускорения материальной точки, направления осей.
презентация [1,5 M], добавлен 30.04.2014Теоретическое исследование электростатического поля как поля, созданного неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами. Экспериментальные расчеты характеристик полей, построение их изображений и описание опытной установки.
лабораторная работа [97,4 K], добавлен 18.09.2011Равновесное состояние идеального газа. Краткая характеристика главных особенностей распределения Максвелла. Барометрическая формула, распределение Больцмана. Микро- и нанозагрязнения. Понятие о термодинамическом равновесии. Внутренняя энергия системы.
презентация [106,8 K], добавлен 29.09.2013Основные понятия и определения молекулярной физики и термодинамики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул. Состояние идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).
презентация [1,1 M], добавлен 13.02.2016
