Физические законы механики Электромагнетизм Геометрическая оптика

Физика для студентов технических университетов

Физические законы механики

Кинематика материальной точки

Кинематика поступательного движения

МеханикаПоложение материальной точки в пространстве  задается с помощью радиус-вектора точки:

,

где  – единичные векторы (орты); х, у, z – координаты точки.

Вектор перемещения  есть приращение  за время :

.

Модуль вектора перемещения:

.

Средняя скорость материальной точки – это отношение вектора перемещения   ко времени , за которое это перемещение произошло:

.

Мгновенная скорость материальной точки – это вектор скорости в данный момент времени, равный первой производной от  по времени и направленный по касательной к траектории в данной точке в сторону движения:

,

где  проекции скорости  на оси координат.

Модуль скорости:

.

Среднее ускорение материальной точки (быстрота изменения скорости по времени и направлению) и мгновенное ускорение (предел, к которому стремится среднее ускорение за бесконечно малый промежуток времени):

  и  или .

где  проекции вектора ускорения  на оси координат.

Модуль ускорения: 

.

Полное ускорение при криволинейном движении:

  ,

где  – тангенциальная составляющая ускорения;  – нормальная составляющая ускорения; r – радиус кривизны траектории в данной точке – радиус такой окружности, которая сливается с кривой в данной точке на бесконечно малом её участке.

Кинематическое уравнение прямолинейного равномерного движения вдоль оси х:

.

Путь s и скорость υ для равнопеременного движения с начальной скоростью :

  и .

Кинематика вращательно движения

Угловая скорость – это вектор , численно равный первой производной от угла поворота по времени и направленный вдоль оси вращения в направлении  ( и  всегда направлены в одну сторону):

.

Период вращения Т – промежуток времени, в течении которого тело совершает полный оборот (т.е. поворот на угол ):

,

где  циклическая частота вращения.

Частота v – число оборотов тела за одну секунду:

.

Угловая скорость для равномерного вращательного движения:

.

Кинематическое уравнение равномерного вращения:

.

Угловое ускорение – векторная величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости твердого тела:

.

Угол поворота и угловая скорость для равнопеременного вращательного движения с начальной угловой скоростью :

Связь между линейными и угловыми величинами при вращательном движении:

Динамика материальной точки

Силы в механике

Энергия. Работа. Законы сохранения Кинетическая энергия – функция состояния системы, определяемая только скоростью её движения

Динамика вращательного движения твердого тела Момент силы относительно неподвижной точки

Теория теготения Ньютона Закон всемирного тяготения: сила, с которой два тела притягиваются друг к другу, пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

Законы Кеплера Первый закон Кеплера: Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого находиться Солнце. Второй закон Кеплера: радиус вектор планеты описывает в равные промежутки времени равные площади

Специальная теория относительности (СТО) Преобразования Галилея: Принцип относительности Галилея: Законы природы, определяющие изменение состояния движения механических систем, не зависят от того, к какой из двух инерциальных систем отсчета они относятся. Основные положения общей теории относительности (ОТО)

Термодинамическая система. Внутренняя энергия системы. Количество теплоты и работа как меры изменения внутренней энергии. Теплоемкость тела. Понятие об адиабатическом процессе. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Расчет работы газа с помощью P-V диаграмм.
Молекулярная физика и термодинамика