Физика наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Изучаемые физикой формы движения материи

1.Физика — наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Изучаемые физикой формы движения материи (механическая, тепловая и др.) присутствуют во всех высших и более сложных формах движения материи (химических, биологических и др.). Поэтому они, будучи наиболее простыми, являются в то же время наиболее общими формами движения материи. Физика тесно связана и с техникой, причем эта связь имеет двусторонний характер. Физика выросла из потребностей техники (развитие механики у древних греков, например, было вызвано запросами строительной и военной техники того времени), и техника, в свою очередь, определяет направление физических исследований (например, в свое время задача создания наиболее экономичных тепловых двигателей вызвала бурное развитие термодинамики). С другой стороны, от развития физики зависит технический уровень производства. Физика — база для создания новых отраслей техники (электронная техника, ядерная техника и др.). опыт – наблюдение исследуемых явлений в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом явлений, многократно воспроизводить его при повторении этих условий. накопление фактов и в последующем их обобщении для выявления общей закономерности – гипотеза. На следующем этапе познания ставят специальные эксперименты для проверки гипотезы. Если результаты эксперимента не противоречат гипотезе, то последняя получает статус теории. Экспериме́нт— метод исследования некоторого явления в управляемых условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. Теория — учение, система идей или принципов. Является совокупностью обобщенных положений, образующих науку или ее раздел. Физи́ческая величина́ — физическое свойство материального объекта, физического явления, процесса, которое может быть охарактеризовано количественно. 2. Механика Галилея—Ньютона называется классической механикой. В ней изучаются законы движения макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света с в вакууме. Окружающий вас мир, все существующее вокруг вас и обнаруживаемое нами посредством ощущений представляет собой материю. Время – одна из форм существования материи. Существование протяжённости у материальных объектов , наличие у них границ и внутренней структуры определяют другую форму существования материи –пространство. ^ Механическое движение — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей. Поступательное движение — это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению. Вращательное движение — это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения. Система отсчета — совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.  Свойства пространства и времени в классической механике, по законам которой существует наш мир: Универсальные свойства пространства и времени: - их неразрывная связь друг с другом; - связь с движением материи; - бесконечность. Специфические характеристики пространства и времени: - трехмерность пространства и одномерность времени; - однородность и изотропность пространства и однонаправленность времени ("стрела времени"); - непрерывность пространства и времени на макроуровне.  При поступательном движении тела все точки тела движутся одинаково, и, вместо того чтобы рассматривать движение каждой точки тела, можно рассматривать движение только одной его точки. Основные характеристики движения материальной точки: траектория движения, перемещение точки, пройденный ею путь, координаты, скорость и ускорение. Линию, по которой движется материальная точка в пространстве, называют траекторией. Перемещением материальной точки за некоторый промежуток времени называется вектор перемещения∆r=r-r0, направленный от положения точки в начальный момент времени к ее положению в конечный момент. Скорость материальной точки представляет собой вектор, характеризующий направление и быстроту перемещения материальной точки относительно тела отсчета. Вектор ускорения характеризует быстроту и направление изменения скорости материальной точки относительно тела отсчета.  3. Составляющая ускорения, направленная вдоль скорости, называется тангенциальным ускорением . Она характеризует изменение скорости по модулю. Составляющая ускорения, направленная к центру кривизны траектории, т.е. перпендикулярно (нормально) скорости, называется нормальным ускорением . Она характеризует изменение скорости по направлению. Здесь R - радиус кривизны траектории в данной точке. Угловой скоростью называется векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени: Вектор  направлен вдоль оси вращения по правилу правого винта, т.е. так же, как и вектор  (рис.7). Размерность угловой скорости dim =T–1, а ее единица — радиан в секунду (рад/с). Угловым ускорением называется векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени: При вращении тела вокруг неподвижной оси вектор углового ускорения направлен вдоль оси вращения в сторону вектора элементарного приращения угловой скорости. При ускоренном движении вектор  сонаправлен вектору  (рис.8), при замедленном — противонаправлен ему (рис.9). Тангенциальная составляющая ускорения Нормальная составляющая ускорения  Тогда из последней формулы можно получить кинематическое уравнение движения материальной точки по окружности:  φ=φ0+ωt. Оно позволяет определить положение тела в любой момент времени t. Учитывая, что  Δφ=lR, получаем  ω=lRΔt=υR⇒  υ=ωR — формула связи между линейной и угловой скоростью. 4.^ Масса тела — физическая величина, являющаяся одной из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные (инертная масс��) и гравитационные (гравитационная масса) свойства.  Силой называется векторная величина F, являющаяся мерой механического воздействия одного тела на другое. Импульсом материальной точки называется векторная величина, равная произведению ее массы на ее скорость P = mv. ^ Первый закон Ньютона. Всякая материальная точка или тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на них не действуют силы или действие сил скомпенсировано. Системы, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. Системы, в которых не выполняется первый закон Ньютона, называются неинерциальными. Инерциальных систем бесконечно много. Любая система, движущаяся относительно данной инерциальной системы равномерно и прямолинейно, является также инерциальной системой. ^ Второй закон Ньютона. Скорость изменения импульса  материальной точки равна действующей на нее силе: . Если на материальную точку одновременно действуют несколько сил, то изменение её импульса происходит под действием равнодействующей силы (принцип суперпозиции или принцип независимости действия сил на тело)   . Ниже даны разные формы записи второго закона Ньютона.                                                        Второй закон Ньютона  в проекциях на координатные оси: Второй закон Ньютона в проекциях на касательное и нормальное направления к траектории в данной точке: ,     ,  где Fτ, Fn – проекции вектора силы  на нормальное и тангенциальное (касательное) направления. , где  – импульс силы,  – изменение импульса тела. ^ Третий закон Ньютона. Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине, направлены в противоположные стороны .  – сила, действующая со стороны второго тела на первое, приложена к первому телу,  – сила, действующая на второе тело со стороны первого, приложена ко второму телу. По модулю эти силы равны: =. 5. Согласно второму закону Ньютона, изменение импульсов шаров в результате их соударения равно импульсам сил взаимодействия между ними, т. е. m1v1'-m1v1=f1t    (3.1) m2v2'-m2v2=f2t    (3.2) где t - время взаимодействия шаров.  Почленно сложив выражения (3.1) и (3.2), найдем, что m1v1'-m1v1+m2v2'-m2v2=0. Следовательно, m1v1'+m2v2'=m1v1+m2v2 или иначе p1'+p2'=p1+p2.     (3.3) Обозначим р1'+р2'=р' и р1+р2=p. Векторную сумму импульсов всех тел, входящих в систему, называют полным импульсом этой системы. Из (3.3) видно, что р'=р, т.е. р'-р=@=0, следовательно, p=p1+p2=const. Формула (3.4) выражает закон сохранения импульса в замкнутой системе, который формулируют так: полный импульс замкнутой системы тел остается постоянным при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Иными словами, внутренние силы не могут изменить полного импульса системы ни по модулю, ни по направлению.  ^ Центром масс (или центром инерции) системы материальных точек называется воображаемая точка С, положение которой характеризует распределение массы этой системы. Ее радиус-вектор равен где mi и ri — соответственно масса и радиус-вектор i-й материальной точки; n — число материальных точек в системе;  – масса системы. Скорость центра масс Учитывая, что pi = mivi , a  есть импульс р системы, можно написать  (9.2) т. е. импульс системы равен произведению массы системы на скорость ее центра масс.  Подставив выражение (9.2) в уравнение (9.1), получим  (9.3) т. е. центр масс системы движется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная геометрической сумме всех внешних сил, приложенных к системе. Выражение (9.3) представляет собой закон движения центра масс. В соответствии с (9.2) из закона сохранения импульса вытекает, что центр масс замкнутой системы либо движется прямолинейно и равномерно, либо остается неподвижным.

Похожие:

	План Физика как наука. Биофизика. Предмет и методы исследования в физике и биофизике. 1 Физика – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и...		1. Естествознание как особая форма освоения объективной реальности.... Стествознание, как научная дисциплина, изучает: различные виды материи и формы их движения, проявляющиеся в природе; связи и закономерности...
	Системность является неотъемлемым свойством материи, наряду с движением,... Это свойство заключается в способности материи образовывать упорядоченные структуры. В любых пространственных масштабах, известных...		Скорость, потребная для горизонтального полета Полет самолета от взлета до посадки представляет собой сочетание различных видов движения. Наиболее продолжительным видом движения...
	Наиболее оригинальная из всех пород охотничьих собак. Судите сами... Судите сами довольно маленький рост и вместе с тем немалый вес, растянутое туловище и слаженные, гармоничные движения и, наконец,...		Режим и темп движения Одной из часто встречающихся причин неудач горных походов и восхождений является неправильный темп движения. Быстрота и нерасчетливое...
	Предварительный список вопросов к экзамену по физике Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представления о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической...		Лекция 1 (07. 02. 01) Тгп – наука о наиболее общих закономерностях возникновения и функционирования права
	8-я конференция «ключи истины»: качественная структура пространств. Формирование материи «многообразие и гармония макрокосмоса», которая послужила дополнительным материалом для углубленного понимания концепции Н. В. Левашова...		Закономерный процесс развития материи: от Большого Взрыва до наших дней Схоластическая философия: спор о природе общих понятий (универсалий). Реализм и номинализм