Удар абсолютно упругих и неупругих тел

Удар называется центральным, если тела до удара движутся вдоль линии, соединяющей их центры. Удар называется абсолютно неупругим, если после удара тела движутся как единое целое, то есть с одной скоростью.

Удар называется абсолютно упругим, если после удара возникающая в теле деформация полностью исчезает, и вся кинетическая энергия, которой обладали тела до столкновения снова превращается в кинетическую энергию.

10. Момент инерции тела относительно неподвижной оси вращения

Моментом инерции механической системы относительно неподвижной оси («осевой момент инерции» ) называется величина Ja, равная сумме произведений масс всех n материальных точек системы на квадраты их расстояний до оси:
где:
mi — масса i-й точки,
ri — расстояние от i-й точки до оси.

Кинетическая энергия вращающегося тела равна половине произведения момента инерции тела относительно оси вращения на квадрат угловой скорости

 

 

11.Закон сохранения момента импульса.

Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора, проведённого от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

З.с.м.и.: момент импульса замкнутой системы – величина постоянная.

L(век)=const

L_x=const L_y=const L_z=const

В незамкнутой системе могут сохранятся проекции импульса на отдельные направления

В незамкнутой системе момент импульса также сохраняется, если результирующий момент внешних сил, действующих на систему, равен нулю.

Основной закон сохранения импульса не выводится из основного закона динами вращательного движения, но согласуется с ним. Более того закон сохранения момента импульса имеет более широкое значение, чем второй закон Ньютона.

Закон сохранения момента импульса является следствием изотропности пространства.

С учетом полученных соотношений, определяющих понятия момента инерции тела I и суммарного момента сил M, имеем:

Это выражение называют уравнением динамики вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.

12. Статистический метод— это метод исследования систем из большого числа частиц, оперирующий статистическими закономерностями и средними (усредненными) значениями физических величин, характеризующих всю систему. Этот метод лежит в основе молекулярной физики — раздела физики, изучающего строение и свойства вещества исходя из молекулярно- кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из атомов, молекул или ионов находящихся в непрерывном хаотическом движении. В дальнейшем мы будем использовать термин "молекула" имея ввиду мельчайшую структурную единицу (элемент) данного вещества.

Термодинамический метод— это метод исследования систем из большого числа частиц, оперирующий величинами, характеризующими систему в целом(например, давление, объем, температура) при различных превращениях энергии, происходящих в системе, не учитывая при этом внутреннего строения изучаемых тел и характера движения отдельных частиц. Этот метод лежит в основе термодинамики — раздела физики, изучающего общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Основные термодинамические параметры состояния газа.
Давление
Р – мера силы, которая действует на единицу поверхности.

Удельный объем
V – величина, обратная плотности rвещества:
v = 1 / r= dV/ dm,
где dV– бесконечно малый элемент объема;
dm– масса вещества.

Моль

Количество вещества, которое содержит число молекул, равное числу атомов, содержащихся в 12 г изотопа углерода 12С, называется молем.

Число Авогадро

NA= 6,02 ч 1023 моль-1. Величина, необходимая при расчетах. Показывает, сколько молекул содержится в одном моле любого вещества.

Температура

За меру температуры принято брать среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул.

Идеальный газ

Идеальным называют газ, молекулы которого можно считать материальными точками и взаимодействие которых друг с другом осуществляется только путём столкновений.

Изо­тер­ми­че­ский про­цесс – про­цесс пе­ре­хо­да иде­аль­но­го газа из од­но­го со­сто­я­ния в дру­гое без из­ме­не­ния тем­пе­ра­ту­ры. Закон, опи­сы­ва­ю­щий связь меду па­ра­мет­ра­ми газа при таком про­цес­се, на­зы­ва­ет­ся закон Бой­ля-Ма­ри­от­та

Закон Бойля — Мариотта: для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:

pV = const (41.1) приТ =const, m=const.

Закон Гей-Люссака: 1) объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

V=V₀(1+ a t) (41.2) приp = const, m = const;

Закон Авогадро: моли любых газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем равен 22,41•10^-3м³/моль.

Закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов, т. е.

p=p₁+p₂+... + p_n,

 

 

6. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ. Вывод уравнения для давления идеального газа на стенку. Многие свойства тел можно объяснить исходя из его строения. Мол.-кин. теория-это теория, основу к-т. составляют след.положения:1)все тела состоят из молекул;

2)молекулы находятся в состоянии непрерывного движения;

3)интенсивность движения молекул зависит от температуры тела

МКТ изучает свойства тел в различных состояниях(тв.,жид.,газообр.).Значительных успехов МКТ достигло в изучении свойств газов.

Идеальный газ-газовых молекулы к-т. не взаимодействующих между собой на расстоянии. Взаимодействие молекул идеального газа сводится лишь к упругим столкновениям. Свойства реальных газов близки к свойствам ид.газов при низкой плотности реального газа, при низком давлении. Свойства реального газа можно описать законами идеального газа путем введения соотв. поправок в законы ид. газа.

Любой газ оказывает давление на стенки сосуда,в к-т. газ заключен. Давление ид. газа на стенки или на любое препятствие- это результат совокупного действия молекул

 

P=F/S(сила на стенку/площадь стенки)

|вект.v₁|=|вект.v₂|=v;

d(m*вект.v)/dt=вект.F’ - 2закон ньютона

, F-const

mv₂-mv₁=F(t₂-t₁)

Для нахождения изменение импульса (m*вект.v)=вект.F ' * t, где F’- сила, действующая на стенку одной молекулой

| (m*вект.v)|=2mvcos =2mv_x

2mv_x=F’  

F’=2mv_x

За время  к стенке подлетают молекулы, заключенные в объеме V=v_x . Если число молекул в еденице обозначить буквой n=N/V,тогда число молекул, выделенных в данном объеме будет равно v_x

Для молекул в объеме:

F’’ 2mv_xv_x

F=mv_x²Sn

P=F/S=mv_x²Sn/S=m<v_кв²>n

Молекулы в газах движутся с различной по величине скоростью. Поэтому в выр.7 выбираем среднее значение квадрата скорости молекул

¯v= v_x ¯i+v_y¯j+v_z¯k;

V=

<v_x²>=<v_y²>=<v_z²>=1/3>=<v²>

Поэтому p=1/3m<v_кв²>n

7. Средняя энергия поступательного движения молекул одноатомного идеального газа и температура. Постоянная Больцмана.

p=1/3m<v_кв²>n (умн.и разд.на 2)

p=2m<v_кв²>n/6=2/3<W_K>n=2/3 <W_K>N/V (1)

<W_K>- ср. значение кин. энергии 1-ой молекулы

Умножим обе части уравнения (1) на V, получим

PV=2/3 <W_K>N=2/3 <W_K> (2)

Произведение давления р газа на его V равно 2/3 кин энергии W_K паступат движения всех газовых молекул.

Анализир. выражение p=2/3<W_K>n. В эксперименте было показано, что р зависит от тем-ры газа. Причем р увеличивается по лин.закону вместе с ростом тем-ры. Понятие температуры появилось в физике раньше, чем представления МКТ и средняя кин. энергия выр:

 <W_K>=3/2kT (3), где k=1,38*10^-23Дж/К(постоянная Больцмана)

Температурная шкала, выбрання с учетом выр 2 и 3 была введена лордом Кельвином и получила назв.шкалы КЕЛЬВИНА и абсолютной шкалы температур. Ноль (0) по шкале Кельвина соответств. состоянию газа, при к-т.прекращается поступательное и вращательное движ.молекул. Цена деления по шкале Кельвина соответств.цене деления по шкале Цельсия. 0К

T,K=t -273

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: