Механическое движение. Равномерное движение. Траектория. Скорость. Расчет пути и времени движения.

Билет №1.

Что изучает физика. Физические явления. Наблюдения, опыты, измерения. Погрешности измерений. Физика и техника.

 

Физика – одна из наук, изучающих природу. В мире происходят разнообразные изменения или явления. Физика изучает: механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые явления. Все они называются физическими. Изучая самые простые явления, можно вывести общие законы. Задача физики: открывать и изучать законы, которые связывают между собой различные физические явления, происходящие в природе.

 

Современная физика демонстрирует нам черты единства природы.

Наука стала непосредственной производительной силой. Производство необходимых людям материальных благ непосредственно зависит от достижений науки. Физика оказывает огромное влияние на различные отрасли науки, техники, производства.

 

Например, благодаря развитию радиофизики возникла радиоастрономия, необычайно расширившая наши представления о Вселенной. Основные средства и методы, используемые молекулярной биологией для обнаружения, выделения и изучения своих объектов (рентгеноструктурный анализ, электронография, меченые атомы и т.п.), заимствованы у физики. Революция в энергетике вызвана возникновением атомной энергетики. В создании материалов с заданными свойствами наряду с химией важную роль играют физические методы воздействия на вещество. Это электронные, ионные и лазерные пучки, сверхсильные магнитные поля, сверхвысокие давления и температуры, ультразвук и т.п. Все поколения ЭВМ появились в физических лабораториях. Применение лазеров и развитие голографии таит в себе резервы для совершенствования вычислительной техники. Интернет сегодня – это миллионы компьютеров, связанные между собой как обычными телефонными проводами, так и трансокеанскими оптоволоконными кабелями и спутниковыми каналами.

 

Существуют два метода изучения явлений: наблюдение и опыт (эксперимент). Опыт отличается от наблюдения тем, что его проводят с определенной целью, по заранее обдуманному плану. Перед составлением плана выдвигается гипотеза (предположение). Чтобы получить научные знания, необходимо обдумать и объяснить результаты проведенных опытов, найти причины, сделать выводы. Только в этом случае гипотеза может перерасти в теорию.

 

Чтобы точнее описать явления, выразить количественные соотношения между величинами, приходится проводить измерения физических величин.

Измерить какую-нибудь величину – значит сравнить её с однородной величиной, принятой за единицу (эталоном). Для этого используют различные измерительные приборы и инструменты – линейки, термометры, секундомеры, амперметры и т.д.

Каждый прибор имеет шкалу. Не все значения величин можно прочитать по шкале. В этом случае надо знать цену деления шкалы – значение наименьшего деления шкалы прибора.

Чтобы определить ЦД надо разность двух рядом стоящих чисел разделить на количество делений между ними.

Для каждой физической величины существуют свои единицы измерения. Например, длина измеряется в метрах, температура в градусах и т.п. Для удобства в разных странах используют одинаковые единицы (Международная система единиц – СИ).

Физическая величина не может быть измерена абсолютно точно. Неизбежны погрешности. Наибольшая погрешность правильно выполняемых отсчетов с помощью большинства приборов составляет половину цены деления.

В физике измерения называют прямыми, если их проводят непосредственно прибором (длину линейкой) и косвенными, если сначала находят величины, для которых возможно прямое измерение, а затем вычислением находят искомую величину (измерив линейкой сторону куба, можно рассчитать его объем).

Билет №2.

Строение вещества. Молекулы. Диффузия. Движение молекул. Притяжение и отталкивание молекул. Различные состояния вещества и их объяснение на основе молекулярно-кинетических представлений.

 

Все тела состоят из мельчайших частиц – атомов и молекул. Иначе говоря, вещество имеет дискретную структуру. На основе теории о дискретном строении вещества можно объяснить и предсказать ряд его свойств.

Основы МКТ (молекулярно-кинетической теории)

1. Все вещества состоят из молекул (атомов).

2. Молекулы (атомы) постоянно и хаотически движутся.

3. Молекулы (атомы) взаимодействуют между собой.

4. Между молекулами (атомами) имеются промежутки.

 

Эти положения МКТ имеют опытное обоснование. Диффузия и броуновское движение подтверждают эти положения.

Диффузия – взаимное проникновение частиц одного вещества между частицами другого вещества при их соприкосновении.

Причиной броуновского движения являются тепловое движение молекул жидкости (или газа) и их столкновения с броуновской частицей.

 

Беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела, называют тепловым движением.

В тепловом движении участвуют все молекулы тела, поэтому с изменением теплового движения изменяется и состояние тела, его свойства. Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Агрегатное состояние определяется температурой и внешним давлением.

Твердые тела. Кристаллы. Твердые тела сохраняют свою форму и объем.

В твердых телах наблюдается плотная упаковка частиц. Если сжать твердое тело, т.е. сблизить между собой частицы данного вещества, то между ними возникают силы отталкивания. Если увеличить объем тела, т.е. удалить частицы вещества друг от друга, то между ними возникают силы притяжения.

Некоторые тела встречаются в природе в виде кристаллов – тел, грани которого представляют собой правильные многоугольники. В природе встречаются твердые тела типа стекла, которые не имеют зернистой структуры. Они называются аморфными.

Жидкости. Аморфные тела. Жидкости сохраняют объем, но не сохраняют форму.

Частицы жидкости не образуют кристаллической решетки. Правильное расположение частиц наблюдается в пределах двух-трех слоев, дальше этот порядок нарушается. Поэтому говорят, что при упаковке частиц в жидкости наблюдается ближний порядок. В результате частицы, из которых состоит жидкость, могут довольно свободно скользить относительно друг друга. Этим объясняется хорошая текучесть жидкостей, их способность легко менять свою форму под действием даже незначительных сил.

Сжимаемость жидкостей мало отличается от сжимаемости кристаллов. Причина заключается в плотной упаковке частиц вещества, как в кристаллах, так и в жидкостях.

Аморфные тела - очень вязкие жидкости.

Газ. Плазма. Газы не сохраняют форму и не сохраняют объем. Газы легко сжимаются. Газ занимает весь предоставленный ему объем. Так как у газов расстояния между частицами значительные, то взаимодействием между частицами вещества можно пренебречь. Большинство газов состоят из молекул. Только инертные газы и пары металлов состоят из атомов.

Билет №3.

Механическое движение. Равномерное движение. Траектория. Скорость. Расчет пути и времени движения.

 

Положение каждого тела в пространстве определяется его координатами. При этом отвлекаются от размеров тела и вводят понятие материальной точки. Тело, размерами и формой которого в данных условиях пренебрегают, называют материальной точкой.

 

Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени наз. механическим движением. МД бывает: а) поступательное; б) вращательное.

Основная задача механики – определение положения тела (мат. точки) в пространстве в любой момент времени. Чтобы определить положение тела, необходимо выбрать систему отсчета (СО). Систему отсчета образуют: а) тело отсчета; б) система координат; в) часы.

СО может быть: а) одномерной, (х); б) двухмерной, (х,у); в) трехмерной (х,у,z)

 

Для описания МД вводят следующие понятия:

1. Траектория – линия, вдоль которой движется тело.

2. Путь – длина траектории. S (м)

3. Перемещение – направленный отрезок (вектор), соединяющий начальную и конечную точки траектории. (м)

4. Скорость – векторная величина, равная отношению перемещения ко времени перемещения. v (м/с)

Механическое движение можно разделить наравномерное и неравномерное:

Равномерным называют такой вид движения, при котором тело за равные промежутки времени проходит равные расстояния.

Неравномерным называют такой вид движения, при котором тело за равные промежутки времени проходит разные расстояния.

 

Для характеристики неравномерного движения тела вводят понятие средней скорости.

Чтобы определить среднюю скорость тела при неравномерном движении надо весь путь разделить на все время движения.

Чтобы определить путь, пройденный телом при равномерном движении, надо скорость тела умножить на время его движения.

S=

Путь измеряется в метрах, километрах, сантиметрах…

 

Чтобы определить время при равномерном движении, надо путь, пройденный телом, разделить на скорость его движения.

Время измеряют в секундах, минутах, часах, сутках…

 

Билет №4.