Закон всемирного тяготения

Зачёт по физике 10 класс

Билет № 1

Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное движение.

Механика

Механика – это раздел физики, изучающий законы движения. Механика состоит из 3разделов: Кинематика/Динамика/Статика.

Движение – это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Механический покой – это сохранение тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Основная задача механики – это определение положения тела в пространстве относительно других тел в любой момент времени.

Система отсчета включает в себя: Тело отсчёта Систему координат Прибор для измерения времени

Одномерная система координат:

Х

Двухмерная система координат (декартовая):

 

y

 

Х

 

 

Трехмерная система координат:

y

x

 

z

Траектория – это линия, вдоль которой движется тело.

Пройденный путь- это длина траектории.

 

Где прямая – перемещение.

Где ломанная – пройденный путь

Пройденный путь, величина скалярная и всегда положительная. График пройденного пути – это график не убывающей функции. Всегда из начала отсчета.

Виды движения.

Поступательное Прямолинейное/Криволинейное

Равномерное/Неравномерное

Скорость – это величина, показывающая, как быстро изменяется координата тела с течением времени.

Ускорение – это физическая величина, показывающая, как быстро меняется скорость тела с течением времени.

Относительность движений.

Движение и покой – относительны. Одно и тоже тело относительно разных систем отсчета может как покоиться, так и двигаться. Пример: самолёт и пассажир.

Для того, чтобы найти скорость одного тела в подвижной системе отсчета используется принцип Галилея.

Скорость тела относительно неподвижных систем отсчёта равна геометрической сумме собственной скорости тела и скорости подвижной системы отсчета.

Обычно неподвижная система отсчёта – земля.

Равноускоренное движение - движение, при котором ускорение с течением времени не меняется

Равномерное движение – движение, при котором скорость с течением времени не изменяется

 

Билет № 8

Механическая работа, мощность, энергия

Механическая работа

В физике понятие работы отличается от понятия работы в быту.

A= F * S

Механическая работа – скалярная величина, она бывает положительной отрицательной и суммарной. Суммарная – сумма работ всех сил, приложенной к телу. Обозначается буквой А измеряется в Дж

Величина зависят от взаимного расположения вектора силы и вектора перемещения.

1. Если угол между векторами равен 0, то работу вычисляют по формуле

A= F*S

2. Если угол равен 0, но векторы не сонаправлены, то работа равна

A= -F * S

3. Если угол между векторами равен 90 градусов, то их A= 0

4. При других углах работу можно рассчитать по формуле

A = F * S * Cos A

N – скорость выполнения работы

N = A/t

Энергия

Если тело может совершить работу, то оно обладает энергией.

Энергия обозначается буквой E и измеряется в Дж

Энергия бывает потенциальной и кинетической

Ек = mV²/2; Еп = mgh

Теорема о кинетической и потенциальной энергии:

A = Ек2 – Ек1

А = - (Еп2 – Еп1)

Закон сохранения энергии

В замкнутой системе тел механическая энергия не изменяется, а превращается из одного вида в другой. Ек1 + Еп1 = Ек2 + Еп2

 

 

Билет № 3

Опыт Кавендиша.

Впервые гравитационная постоянная была измерена английским физиком Г. Кавендишем в 1798 году с помощью прибора, называемого Критилоными весами.

Кавендиш закрепил 2 маленьких свинцовых шара на противоположных концах двухметрового стержня. Стержень был подвешен на тонкой проволоке. Для этой проволоки предварительно определялись силы упругости, возникающие на различные углы.

Два больших свинцовых шара можно было близко подводить к маленьким шарам. Силы притяжения со стороны больших шаров.

Заставляли маленькие шары перемещаться к ним, при этом натянутая проволока немного закручивалась. Степень закручивания была мерой силы, закручивающей между шарами.

Результат, полученный Кавендишем, только на 1% отличался от значения гравитационной постоянной, принятого сегодня.

Закон всемирного тяготения

Все тела во вселенной притягиваются друг к другу с силой прямопропорциональной квадрату расстояния между их геометрическими центрами.

Сила всемирного тяготения – гравитационная, она является результатом взаимодействия гравитационного поля 1 тела и 2 тела.

Гравитационные силы только притяжения.

Этот закон справедлив для материальных точек и шарообразных тел

Физический смысл G

2тела массами 1кг, находящиеся на расстоянии 1м взаимодействуют, друг с другом с силами равными 6.67*10^-11 Закон всемирного тяготения применим к материальным точкам, к телам шарообразной формы.

F = G * m1 * m2/R²

Билет № 5

Движение по окружности

В физике круговое движение — это вращение по кругу. Оно может быть равномерным (с постоянным модулям скорости угловой скоростью) или неравномерным (с переменной модулем скорости). Вращение трёхмерного тела вокруг неподвижной оси включает в себя круговое движение каждой его части. Мы можем говорить о круговом движении объекта, только если можем пренебречь его размерами, так что мы имеем движение массивной точки на плоскости. Например, центр масс тела может совершать круговое движение.

Примеры кругового движения: искусственный спутник на геосинхронной орбите, камень на верёвке, вращающийся по кругу, болид, совершающий поворот и т. п.

 

Круговое движение является ускоренным, даже если происходит с постоянной угловой скоростью, потому что вектор скорости объекта постоянно меняет направление. Такое изменение направления скорости вызывает ускорение движущегося объекта центростремительной силой, которая толкает движущийся объект по направлению к центру круговой орбиты. Без этого ускорения объект будет двигаться прямолинейно в соответствии с законами.

ац = V²/R

W = 2пV

Число оборотов за 1с = W/2п

Период T = 1/ число оборотов

T = n / t

V = 2пR/T

Билет № 2

Законы Ньютона

1. Существуют такие системы отсчёта относительно, которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или действие всех сил скомпенсированы.

Особенности 1 закона.

Явление инерции – это явление сохранения скорости тела при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации.

Условия инерции: равномерность, прямолинейность, действия нет, действие скомпенсировано.

Законы Ньютона справедливы только в инерциальной системе отсчёта

Инерциальная система отсчета, относительно которой тело при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации движение равномерно и прямолинейно или в таких СО, в которых движение равномерно и прямолинейно относительно других инерциальных систем отсчета.

Движение по инерции – это явление сохранения прежней скорости тела вследствие своей инертности.

Инертность – это свойство тела, от которого зависит его ускорение при взаимодействии с другими телами в гравитационном поле.

Количественная мера инертности – это масса. Масса тела это свойство тела, проявляющаяся в гравитационном поле. Масса тела – это физическая величина, выражающая его инертность.

2. В инерциальных системах ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки.

A = F / m

Сила – это векторная величина.

Особенности 2 закона Ньютона:

Применим для любых сил. Направление ускорения сонаправлнено с направлением равнодействующих всех сил. Если на тело действует несколько сил, то необходимо искать равнодействующую по правилам геометрии.

3. Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:

Тела действуют друг на друга с силами равными по модулю, но противоположными по направлению. Тела взаимодействуют при контакте и на расстоянии. Вектора сил направлены в противоположные стороны.

Особенности III закона: Силы возникают только парами. Силы возникают только при взаимодействии. Силы прикладываются к разным телам и искать равнодействующую нельзя. Закон применим для сил любой природы. Для того, чтобы тело изменило свою скорость должно произойти взаимодействие с другим телом. Если тело изменяет свою скорость, то обязательно есть тело, которое изменило скорость.

Сила

Сила – это результат взаимодействия тел.

Чтобы тело изменило свою скорость должно произойти взаимодействие с другим телом.

Мы говорим сила, а подразумеваем взаимодействие.

Сила – это векторная величина (направление/точка приложения/величиной)

В природе существуют 4 типа взаимодействия

Гравитационное, электромагнитное, сильные и слабые (последние 2 ядерные)

Сила упругости

Сила упругости – это сила, возникающая в результате взаимодействия тела с опорой или подвесом. При этом взаимодействии происходит деформация как опоры, или подвеса, так и самого тела, в результате чего рождается 2 силы:

Сила упругости опоры или подвеса.

Вес тела (сила упругости деформированного тела).

В результате деформации происходит изменение расстояния между молекулами, и возникает сила, которая пытается вернуть тело в прежнее состояние.

Сила упругости возникает на молекулярном уровне. Точка приложения – место взаимодействия. Направление – в сторону, противоположную деформации. Тело стоит на поверхности сила – реакция опоры (N).

 

 

 

Деформация – изменение телом формы и объема под действием внешней силы. Деформации бывают упругими и пластическими.

Упругая деформация – после прекращения действия внешней силы тело полностью восстанавливает форму и объем.

Пластическая деформация – тело не восстанавливает форму и объем после прекращения действия внешней силы.

Виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, прогиб.

Сила трения

Сила трения - сила, возникающая в результате трения тела о поверхность при его движение или попытки движения, возникает на молекулярном уровне

Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.

Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

Fтр = N * м; м – коэфицент трения

Сила тяжести

Сила тяжести – сила являющаяся результатом гравитационного взаимодействия тела и Земли и равная произведению массы на ускорение свободного падения

Fт = m * g

Билет № 9

Импульс

Импульс – это физическая величина, равная произведению массы тела на скорость.

Направление импульса совпадает с направлением скорости тела.

Второй закон Ньютона в импульсной форме.