Связь между полной энергией и импульсом релятивистской частицы

E² = E₀² + (pc)².

1.2. Понятия и определения механики

? Система отсчета. Какую систему отсчета называют инерциальной? Принцип относительности.

Тело отсчета, с которым связана система координат и часов, называют системой отсчета. Инерциальная система отсчета (ИСО) - система отсчета, относительно которой тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, пока воздействие других тел не изменит этого состояния. Принцип относительности – никакими механическими опытами, проводимыми в инерциальной системе отсчета, нельзя установить, движется эта система отсчета прямолинейно и равномерно или покоится.

? Дайте определение основным моделям классической физики – модели «материальная точка», модели «абсолютно твердое тело», модели «сплошная среда».

Материальная точка - тело, обладающее массой, размерами которого в данной системе отсчета можно пренебречь. Абсолютно твердое тело- тело, у которого расстояние между двумя любыми частицами остается неизменным при всех условиях. Сплошная среда – учитывают размеры, форму, деформацию, но пренебрегают атомно-молекулярным строением.

? Каким образом описывается положение тела в пространстве координатным способом, векторным способом?

Положение тела в пространстве можно характеризовать с помощью трех координат или с помощью радиус-вектора.

? Определите понятия: «траектория», «путь», «перемещение», «скорость», «ускорение», «тангенциальное», «нормальное» ускорения для криволинейного движения.

Траектория- линия, которую тело при движении описывает в пространстве. Путь – длина траектории. Перемещение- вектор, проведенный из начального положение тела в положение его в текущий момент времени. Скорость - векторная величина, показывающая быстроту движения. Ускорение – векторная величина, показывающая, как быстро меняется скорость. Полное ускорение есть векторная сумма тангенциального и нормального ускорения. Тангенциальное – характеризует быстроту изменения скорости по модулю, нормальное – по направлению.

? Для вращательного движения дайте определения понятиям: «угловое перемещение», «угловая скорость», «угловое ускорение». Связь величин поступательного и вращательного движения.

Угловое перемещение - бесконечно малый поворот, модуль которого равен углу поворота, направление определяется по правилу правого винта (псевдовектор). Угловая скорость – показывает, как быстро совершается поворот, это псевдовектор. Угловое ускорение – показывает, как быстро меняется угловая скорость, псевдовектор. Связь:

? Что такое сила?

Сила – векторная физическая величина, которая характеризуется точкой приложения, величиной и направлением.

? Перечислите законы Ньютона.

1 закон Ньютона – существуют системы отсчета, относительно которых тело покоится или движется равномерно и прямолинейно, пока воздействие других тел не изменит этого состояния. 2 закон Ньютона – F = m a. 3 закон Ньютона - силы с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти тела.

? Что можно сказать о массе тела? Ее свойствах? Что означает свойство инертности? Дайте определение понятию «центр масс».

Масса – скалярная величина, являющаяся мерой инертности тела. Масса не зависит от того, движется тело или покоится, масса тела равна сумме его частей. Центр масс - геометрическая точка, положение которой характеризует распределение масс в теле или механической системе.

? Что такое импульс тела? Сформулируйте закон сохранения импульса тела. Реактивное движение.

Импульс тела - векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость. Импульс замкнутой системы есть величина неизменная. Реактивное движение – движение тела, возникающее вследствие отделения от него части его массы с некоторой скоростью. При этом не требуется взаимодействия тела с окружающей средой.

? Определите работу постоянной и переменной силы. Что такое консервативная сила? От чего зависит работа консервативных сил?

Работа постоянной силы – скалярная величина, равная произведению модулей векторов силы, перемещения, умноженному на косинус угла между этими векторами. Работа переменной силы равна . Работа консервативных сил зависит только от перемещения.

? Определите понятие «энергия». Что вы знаете о кинетической и потенциальной энергии тела? Сформулируйте закон сохранения энергии.

Энергия – мера движения и взаимодействия всех видов материи. Кинетическая энергия – энергия, которой обладает движущееся тело. Потенциальная энергия – энергия, которой тела обладают вследствие взаимного расположения и взаимодействия во внешнем силовом поле (например, гравитационном). В замкнутой системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, механическая энергия не меняется со временем.

? Что называют моментом инерции точки? твердого тела?

Момент инерции материальной точки равен произведению массы точки на квадрат расстояния до рассматриваемой оси. Момент инерции твердого тела равен сумме моментов инерций материальных точек, из которых состоит тело до рассматриваемой оси.

? Что называется моментом силы относительно неподвижной точки? Относительно неподвижной оси? Как определяется направление вектора момента силы?

Момент силы относительно неподвижной точки О – физическая величина, определяемая векторным произведением радиус вектора r , проведенного из точки О в точку приложения силы, на силу F.

Момент силы относительно неподвижной оси – скалярная величина, равная проекции вектора момента силы на эту ось относительно произвольной точки этой оси. Направление определяется по правилу векторного произведения.

? Что такое момент импульса относительно точки и оси. Как определяется направление вектора момента импульса?

Моментом импульса материальной точки относительно неподвижной точки О называется величина, определяемая векторным произведением: , где r -радиус –вектор, проведенный из О к точке, m v - импульс точки. Момент импульса твердого тела есть сумма моментов импульсов всех его отдельных частиц. Направление определяется по правилу векторного произведения. Это псевдовектор. Относительно неподвижной оси – скалярная величина, равная проекции вектора момента импульса на эту ось, определенного относительно произвольной точки этой оси. Направление определяется по правилу векторного произведения

? Запишите основное уравнение динамики вращательного движения. Поясните.

. Производная момента импульса твердого тела относительно оси равна моменту сил относительно той же оси.

? Чему равна работа внешних сил при вращательном движении?

Работа внешних сил равна произведению момента действующей силы на угол поворота: .

? Чему равна кинетическая энергия тела при вращательном движении?

E_кин= (I_c – момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс, w- угловая скорость)

? Сформулируйте закон сохранения момента импульса.

Момент импульса замкнутой системы не меняется со временем.

? Сформулируйте постулаты специальной теории относительности.

1. Во всех инерциальных системах отсчета законы физики одинаковы.

2. Во всех инерциальных системах отсчета скорость света одинакова.

? Чему равны масса, импульс, энергия в релятивистской физике?

Масса m= , m₀- покоя, v-скорость тела, с - скорость света.

Импульс , энергия .

? Свойства жидкостей и газов. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Ламинарное и турбулентное течения жидкости.

Уравнение неразрывности: v₁S₁ =v₂S₂ (при стационарном движении, в узких частях трубы скорость движения больше, в широких меньше).

Уравнение Бернулли:

(полное давление жидкости равно сумме динамического давления , гидростатического , статического и является постоянной величиной).

Ламинарное течение - слоистое, каждый выделенный слой скользит относительно соседних, не перемешиваясь,

Турбулентное течение – вихревое, идет перемешивание жидкости.

? Движение тел в поле тяготения. Напряженность и потенциал гравитационного поля.

Вектор g называется напряженностью поля тяготения. Напряженность поля тяготения определяется силой, действующей со стороны поля на материальную точку единичной массы. Поле однородно, если напряженность одинакова, центрально, если направлена по прямым к одному центру пересечения.

Потенциал – поля тяготения j - скалярная величина, определяемая потенциальной энергией тела единичной массы в данной точке поля.

. Связь: g = - grad j

? Гироскопический эффект, прецессия гироскопа. Области применения гироскопа.

Существуют оси вращения твердого тела, которые не изменяют его положения в пространстве без действия внешних сил. Их называют свободными. Проходят через центр масс тела. При движении оси гироскопа вектор L будет описывать поверхность конуса с вертикальной остью и углом раствора при вершине, равным a, L при этом будет изменяться только по направлению – такое движение называется прецессией. Гироскопы массивные однородные тела, вращающиеся с большой угловой скоростью около свободной оси. Применяются в навигационных приборах – при всяком отклонении от курса ось гироскопа в пространстве сохраняется.

? Сформулируйте и запишите условия равновесия твердого тела. Какое равновесие называется устойчивым (неустойчивым).

Условия равновесия:

1. Находится в покое, если равнодействующая всех приложенных к нему сил равна 0.

2.Сумма моментов сил, действующих на тело, равна 0.

Устойчивое – тело возвращается в положение равновесия, неустойчивое – еще больше отклоняется от положения равновесия.

? Проведите аналогию между величинами, описывающими поступательное и вращательное движение.

Поступательное – вращательное;

масса- момент инерции;

скорость – угловая скорость;

ускорение - угловое ускорение;

сила - момент силы;

импульс – момент импульса.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 Следующая ⇒