Презентация по курсу Общая физика

по времени:
y
x
0
Рис. 1.1
1
2

t

S(t)

β

α

∆t

∆S

S=S(t)

Рис. 1.2

(1.3)

(1.2)

(1.1)

1

t

β

α

∆t

Рис. 1.4

(1.6)

(1.7)

(1.8)

(1.9)

2

1

;

;

0

Рис. 1.5

(1.10)

(1.11)

(1.12)

;

;

;

;

Угловая скорость есть изменение угла

- средняя угловая скорость

- мгновенная угловая скорость

- среднее угловое ускорение

Рис. 1.6

(1.13)

(1.14)

(1.15)

(1.16)

(1.17)

(1.18)

(1.19)

;

состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока

Сила действия равна силе противодействия
Основное уравнение классической механики.
- импульс.
Второй

(1.20)

(1.21)

(1.22)

(1.23)

Отсчет времени производится с того момента,

1

2

Это преобразования Галилея .

1.

Продиф-ференцируем 1.

2.

3.

Правило сложения скоростей
в классической механике

Рис. 1.7

Рис. 1.8

(1.24)

(1.25)

1.9
(1.26)

Интегральная формула работы

физическая величина, характеризующая способность тела и системы тел совершать работу.
3.4.

- средняя мощность

Мгновенная мощность

Мощность- скалярное произведение и .

.

Работа-мера
измерения
кинетической
энергии

(1.27)

(1.28)

(1.29)

(1.30)

3.6. Закон сохранения энергии.

Внутри замкнутой системы действуют конc. силы.

Рис. 1.10

(1.31)

(1.32)

(1.33)

(1.34)

1

2

dh

;

;

;

;

Абсолютно упругий удар.

Затем вычтем из (1.36) (1.39)

Умножая (1.38) на m1, имеем

Рис. 1.10

(1.40)

Отсюда определим

движутся на
встречу друг другу, то 0,

Для численных подсчетов
«-» - тела движутся на встречу
«+» - тела движутся в одну сторону

Пр №№ 2.89, 2.90

(1.42)

(1.43)

(1.41)

, где

плечо силы относительно точки 0.

, т.к. они коллинеарны. (sinπ=0)

т.к.

,то

Момент суммы сил, имеющих общую точку приложения, равен сумме мом. слагаемых сил.

Рис. 1.12

(1.44)

(1.45)

Вектор

, следовательно

Отсюда

т.к.

,то

Рис. 1.13(а)

(1.46)

(1.47)

Рис. 1.13(б)

Jc относительно оси, параллельной данной и проходящей через центр инерции*

(1.48)

5.4. Теорема Штейнера.

Для полого толстостенного цилиндра относительно геометрической оси
Рис. 1.14
Рис. 1.15
(1.49)
(1.50)
5.5. Момент

точки


д) Для тонкого стержня относительно оси, проходящей через середину стержня

Рис. 1.16

Рис. 1.17

(1.51)

(1.52)

(1.53)

(1.54)

1.19
(1.55)

тел (

(1.56)

(1.57)

(1.59)

(1.60)

(1.58)

;

;

5.7. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

массы равна
(1.62)
;

косинуса, называются гармоническими.
Рассмотрим пружинный маятник (рис.1.21(а))
Из 2-го закона Ньютона:








Следовательно,

, то

Рис. 1.21(а)

Рис. 1.22

(1.63)

(1.64)

(1.65)

Общее решение уравнения имеет вид

(Гц):






- собственная циклическая частота.

(1.67)

(1.66)

на плоскости.
(1.73)
(1.74)
(1.75)

3)
Рис. 1.24
(1.76)
второго колебания:

по t и найдем и

(1.80)

(1.81)

(1.82)

;

;

которое выражает смещение, колеблющийся точки, как функцию
или
.Тогда
Рис. 1.30
Рис. 1.31

такое состояние, при котором все параметры системы имеют определенные значения,

Процесс- переход системы из одного состояния в другое, связанный с нарушением равновесия системы

1.2 Внутренняя энергия системы.

Внутренней энергией какого-либо тела называется энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил.

Кинетическая энергия хаотического движения молекул

Потенциальная энергия взаимодействия между молекулами

Внутримолекулярная энергия

0

параметрами ка­кого-либо тела, называется уравнением состоя­ния этого тела

(T=const).
Изотермический процесс

Клайперона
- уравнение Менделеева-Клайперона

скорости была найдена теоретически Максвеллом и носит его имя. Она

(2.15)

где А – множитель, не зависящий от υ
m – масса молекулы,
k – постоянная Больцмана

собой содержание первого закона (начала) термодинамики
2.1 Первое начало термодинамики.

полезного действия η (сокра­щенно к. п. д.),
К.П.Д. не может быть

быть сформулировано несколькими способами. В наиболее очевидной формулировке второе начало

Рис. 3.1
1.1 Введение
.

, то
, а если
:
(3.5)
(3.4)

s
3) Поле бесконечного заряженного цилиндра.
Рис. 3.7
Рис. 3.8
(3.11)
(3.12(а)
ε0
ε0
+
E(r)=0
(3.12(б)
;
;
;
;

3.9
Рис. 3.12
Рис. 3.10
Рис. 3.11
(3.13)
(3.15)
(3.14)
Если
, то
,
;
;
;

Разность потенциалов.
(3.18)
ε0
.

Рис. 3.20
Рис. 3.21
Рис. 3.19
(3.26)
(3.25)
ε0
+q
-q

0 ε
ε0ε
ε0ε
(3.36)
ε0ε
ε0ε R
4π ε0ε R
4π ε0ε R
;
;
;

3.32
(3.42)
1) Последовательное соединение.

равная заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

(4.1)

В системе СИ за единицу силы тока принимается ампер (А).

проекция j
на нормаль к площадке ΔS, откуда имеем:
Рис. 4.1
(4.4)
(4.3)
(4.5)
4.2. Вектор

где Δq – заряд, прошедший через площадку за время Δt, j– плотность тока.

(4.2)

(4.6)

;

В системе СИ вектор плотности тока
измеряется в Амперах на квадратный метр, т.е.

I=kU
Обозначим сопротивление через R, тогда

или

(4.7)

(4.8)

Где ρ - удельное сопротивление проводника;
l - длина проводника;
S - площадь его поперечного сечения.

(4.11)

(4.10)

(4.9)

В системе СИ сопротивление измеряется в Омах.

равенство, имеем:
Но так как
и
, имеем
j=σE
или

Рис. 4.2

(4.13)

(4.14)

(4.15)

(4.12)

4.4. Закон Ома в дифференциальной форме.

Применим закон Ома для внутреннего
участка цепи, т.е.
Обозначим скачки потенциалов

Рис. 4.3

(4.16)

(4.17)

Заметив, что
Если I=0, т.е. цепь разомкнута, то
а это значит,

(4.18)

(4.19)

(4.20)

(4.21)

(4.22)

(4.24)

(4.23)

Если q=+1, то ε=A, т.е. ЭДС источника есть величина, численно равная работе, совершаемой при перемещении единицы заряда по замкнутой цепи.

(4.25)

контактов образуется разность потенциалов:
(4.26)


Для каждого проводника в отдельности применим

RA, RB, RC и RD - сопротивления проводников соответственно A, B, C и D.

неоднородном
участке.
Полное сопротивление участка R:
R=RA+RB+RC+RD
или
Это и

(4.27)

(4.28)

(4.30)

(4.29)

легко получить два других.


Для однородного участка цепи:

Ома для замкнутой цепи
, то

(4.31)
Т.к. по закону Ома
то полную

(4.32)

Полная мощность имеет наибольшее значение при токе
короткого замыкания, т.е. при R=0:

Рис. 4.5

Коэффициент полезного действия источника
Коэффициент полезного действия источника η есть

(4.34)

(4.33)

(4.35)

временем, то
(4.39)
(4.38)
(4.37)
(4.36)

как
и
, то, подставляя
последние два равенства в формулу

где

- плотность тока.

(4.41)

(4.40)

(4.43)

(4.42)

Как мы уже знаем плотность тока
где

где e - заряд электрона;
n0 - число электронов в единице объема.

(4.44)

(4.45)

Переносимый заряд равен:

Подставляя формулу (4.45) в (4.44), получим

(4.47)

(4.46)

Между столкновениями электрон движется равноускоренно, т.к. E=const, тогда

(4.48)

где a - ускорение электрона;
t - время между двумя столкновениями.

скорость беспорядочного теплового
движения, т.к. при обычных плотностях тока
(4.50)
Подставляя формулу

(4.51)

(4.53)

(4.52)

(4.54)

в единице
объема проводника за единицу времени.


К концу свободного пробега

,как было показано выше, равную

Следовательно, кинетическая энергия, которую электрон
передаст решетке при одном столкновении, будет:

За единицу времени электрон столкнется Z раз.
Число столкновений:

(4.57)

(4.55)

(4.56)

характеристика.
Рис. 5.1
а)
б)
в)

dФ = BndS

(5.5)

тока.

(5.13)
(5.14)
Рис. 5.5
dl
dl

(короткий соленоид)
(5.16)
где α1 и α2 – углы между осью

Рис. 5.6

замкнутый контур не охватывает ток, т. е. I = 0,

(5.19)

.

а)
б)
(5.22)
(5.23)
Рис 5.9 а)вид сбоку б) вид сверху
(5.24)
(5.25)
(5.26)

(5.30)

(5.31)

(5.32)

где ldx = dS – площадь, описанная
проводником при своем движении.

dA = IBdScosα. (5.33)

dA = IBdScosα = IdΦ (5.34)

(5.35)

где Ф1 – магнитный поток сквозь контур в начальном положении;

Ф2 – в конце перемещения.

Рис. 5.11

l

(5.38)

(5.39)

(5.40)

(5.41)

(5.42)

называются магнетиками.
Вектор намагничивания есть величина численно равная суммарному магнитному

(5.48)

(5.49)
(5.50)
(5.51)
(5.52)
(5.53)
(5.54)
(5.55)
или
где
(5.56)
(5.57)
Рис.

Рис. 5.16

что для них магнитная проницаемость и магнитная восприимчивость не являются

2.4. Ферромагнетизм.

Рис. 5.17

и  зависят от напряженности внешнего намагничивающего поля Н
Рис.

Рис. 5.19

от напряженности Н для ферромагнетика.
При некоторой температуре Тк, называемой

Закон Кюри-Вейса

где С – постоянная, зависящая от рода вещества;
Тк – температура Кюри;
Т – данная температура.

Рис. 5.20

(5.58)

3.1. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца.


Правило Ленца: индукционный ток

Рис. 5.21

Рис. 5.22

АВ перемещать со скоростью V слева направо, то все электроны

Рис. 5.24

правилу левой руки)

длины соленоида;
I – ток в соленоиде;

(5.68)

(5.69)

2 и контура 1.
Ф12 = L12I2

L12 – коэффициент взаимной индукции контура 1 и контура 2, и

(5.73)

Здесь Е1 – ЭДС индукции, возникающей в контуре I.

(5.74)

Рис. 5.27

формулу энергии магнитного поля

(5.81)
Энергию магнитного поля через параметры, характеризующие это

(5.82)

6.1

1. Электрические колебания

, т.к.

, то

;

, тогда

;

(6.3)

(6.4)

(6.5)

(6.6)

(6.7)

6.3

(6.13)

Рис. 6.6
l

, используя систему

Из первого уравнения системы выразим

Из второго уравнения:

(5):

Вычитаем

;
Так как

то

Соотношения неопределенностей Гейзенберга.
(7.11)
(7.9)
(7.10)
(7.12)
(7.13)
(7.14)
(7.15)
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ

7.9
(7.17)
(7.16)
(7.18)

Т=0. (рис. 7.12)
а) Если

характеристика ВАХ p-n-перехода, она описывается уравнением (7.20)

лучей.
Рис. 8.1
Рис. 8.2
Рис. 8.3
С

– общая и они прямоугольные. Следовательно,
.

, тогда AD

но т.к.

, имеем после преломления

, отсюда

Закон обратимости луча

(8.6)

R

F – в метрах.
Для собирающей линзы при d>F
d

Увеличение линзы

полуволн, то
эта формула - условие максимума.
Если ∆ равна нечетному числу

Полосы равной толщины.
Рис. 8.18
Рис. 8.19
линза

-16-
Рис. 8.24
(8.39)
(8.40)
(8.41)
В

8.28
Рис. 8.29
Рис. 8.30
Естественный свет
Частично поляризованный
Плоскополяризованный

∆

Пфунда
(9.2)

в (9.5)

состоянии нейтрон нестабилен.
Он спонтанно распадается, превращается в протон (р)

(9.11)

N+Z=A (9.12)

Число нуклонов в ядре обозначается буквой А и называется массовым числом ядра

Символ обозначения ядер:

где Х – химический символ элемента.

ядра.
2.3. Радиоактивность.
(9.15)
(9.16)
(9.17)
(9.18)

по схеме:
α-лучи – поток ядер гелия
(9.19)
Пример:
β-лучи – поток

Он протекает по схеме:

(9.20)

Пример:

превращения:
2.6. Термоядерные реакции.
s
s

вида взаимодействий между элементарными частицами:
- сильное
- электромагнитное

~

~

-2

-14

-39

2

-23

-21

-9

16

9

поля).
2. Лептоны : мюоны(

3. Адроны. Этот класс включает в себя сильно взаимодействующие частицы. Подразделяются на две подгруппы: мезоны и барионы.

Мезоны – сильно взаимодействующие нестабильные частицы. К их числу принадлежат - мезоны, К- мезоны и - мезоны.

4. Класс барионов объединяет в себе нуклоны (p, n) и нестабильные частицы с массой, большей массы нуклонов, получившие название гиперонов.