Физика

Физика - учебный предмет

Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ)

Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ).

 

Основные положения

1. Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов), разделенных промежутками.
Доказательства:

  • фотографии атомов и молекул, сделанные с помощью электронного микроскопа;
  • возможность механического дробления вещества, растворение вещества в воде, диффузия, сжатие и расширение газов.

2.Частицы всех веществ беспорядочно и хаотично движутся.
Доказательства:

  • диффузия – явление взаимного проникновения частиц одного вещества между частицами другого вещества вследствие их теплового движения.
  • броуновское движение мелких, инородных, взвешенных в жидкости частиц под действием  не скомпенсированных ударов молекул.

3. Частицы всех веществ взаимодействуют между собой: одновременно действуют силы взаимного притяжения и отталкивания (природа сил носит электромагнитный характер).
Доказательства:

  • сохранение формы твердыми телам, для их разрыва необходимо усилие;
  • жидкие и твердые тела трудно сжимаемы;
  • капли жидкости, помещенные в непосредственной близости друг от друга, сливаются;
  • явления смачивания и несмачивания.

График зависимости силы взаимодействия двух молекул от расстояния между ними.

Fr - сила взаимодействия молекул, r – расстояние между их центрами.

Fom - сила отталкивания, положительная.График зависимости силы взаимодействия двух молекул от расстояния между ними

F np - сила притяжения, отрицательная.растояние между центрами молекул

На расстоянии r = r результирующая сила Fr = 0, т.е. силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга. Поэтому расстояние r соответствует  равновесному расстоянию между молекулами.

Основные понятия.

Атоммельчайшая частица химического элемента, являющаяся носителем его химических свойств.

Молекуланаименьшая частица химического соединения, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из двух или нескольких атомов.

Ион атом или молекула, которые потеряли или присоединили один или несколько электронов.

m – масса молекулы,     m ~ 10-26  – 10-27 кг.
d– диаметр молекулы,    d ~ 10-10 м .  
υ – скорость молекулы,   υ ~ 200 – 2000 м/с.

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Основы молекулярно-кинетической теории (МКТ) (ссылка на файл будет указана ниже).

Механические колебания

Механические колебания.

Механические колебания -  вид движения, при котором положение тела повторяется точно или почти точно за равные промежутки времени.

Характеристики колебаний.

Периодвремя одного полного колебания.

Период( где N – количество колебаний, t – время наблюдения). T = [с]

Частота (собственная)количество полных колебаний за единицу времениЧастота (собственная) – количество полных колебаний за единицу времениЦиклическая частота

 

Циклическая частота 

Смещениеотклонение тела от положения равновесия; x = [м]
Амплитуда максимальное отклонение тела от положения равновесия,  xm = [м]

Виды колебаний.

Свободные  колебания

Вынужденные колебания

колебания, совершаемые в системе, выведенной из состояния равновесия и затем предоставленной самой себе. (Колебания, происходящие только за счёт первоначального запаса энергии)

колебания, происходящие под действием внешней периодически изменяющейся силы

затухающие (причина – сила трения)

не затухающие (причина – периодически действующая внешняя сила)

Свободные колебания Вынужденные колебания

Механические колебательные системы – маятники.

Маятник на нити

Маятник на пружине.

Маятник на нити

Маятник на пружине.

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Механические колебания (ссылка на файл будет указана ниже).

Законы сохранения

Законы сохранения.

Импульс тела (материальной точки) - физическая  векторная  величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Импульс тела

Импульс силывекторная физическая величина, равная произведению среднего значения силы на время ее действия Импульс силы

Второй закон Ньютона    изменение импульса тела равно импульсу действующей на него силы:

Второй закон Ньютона

Ударом (или столкновением) принято называть кратковременное взаимодействие тел, в результате которого их скорости испытывают значительные изменения.

Удар:

Абсолютно упругим ударом - называется столкновение, при  котором сохраняется механическая энергия  системы тел. Абсолютно упругим ударом - называется столкновение, при котором сохраняется механическая энергия системы тел

 

 

 

Абсолютно неупругим ударом - называют такое ударное взаимодействие, при  котором тела соединяются  друг с другом  и  движутся дальше как одно тело. Механическая энергия не сохраняется (она частично  или полностью переходит во внутреннюю энергию  тел )Абсолютно неупругим ударом - называют такое ударное взаимодействие, при котором тела соединяются друг с другом и движутся дальше как одно тело

 

 

 

Закон сохранения импульса.

Замкнутая (изолированная) системасистема тел, взаимодействующих только между собой и не взаимодействующих с телами, не входящими в эту систему.

Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел, составляющих  замкнутую систему, не изменяется.Закон сохранения импульса
 

Энергияскалярная физическая величина, являющаяся мерой способности тела (или системы тел) совершить работу.

Энергия:

Кинетическая энергия - энергия движущегося тела.

Eк = (m ν 2) / 2

Теорема о кинетической энергии изменение кинетической энергии тела при переходе из одного положения в другое равно работе всех сил, действующих на тело.

Потенциальная энергия обусловлена взаимодействием различных тел или частей   тела.

Потенциальная энергия тела поднятого над землейПотенциальная энергия тела поднятого над землей
E=mgh
m-масса тела
g-ускорение свободного падения
h- высота тела над землей

Потенциальная энергия упругодеформированного тела

Eп = (kx2) / 2Потенциальная энергия упругодеформированного тела

k  - коэффициент жесткости пружины

x - величина деформации

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Законы сохранения (ссылка на файл будет указана ниже).

Статика и гидростатика

Статика и гидростатика.

Статика — раздел механики, изучающий условия равновесия тел.

Условия равновесия  тела:

а) Поступательно движущееся тело находится в состоянии равновесия (покоится или движется прямолинейно и равномерно),    если сила

б) Вращающееся    тело,   имеющее   непо­движную ось вращения, находится в покое или равномерно вращается, если M1 + M2 + M3 + ... + MN = 0, где М момент силы -  момент силыпроизведение силы на её плечо.

М = Fl= Frsinα, где l- плечо силы - кратчайшее расстояние от оси вращения до линии  действия силы.  r - расстояние от оси вращения до точки приложения силы;  α — угол между r и F.   [М] = Н·м. 


 

Центр масс системы.

Центр масс системыm1/m2 = l1/l2

В большинстве случаев центр тяжести совпадает с центром масс (например, когда размеры тела много меньше радиуса Земли) - воображаемая точка тела при опоре на которую тело находится в равновесии.

Виды равновесия.

1. Виды равновесия тела с закрепленной осью вращения:
а) если ось проходит через центр масс, то тело находится вВиды равновесия тела с закрепленной осью вращения безразличном равновесии при любом положении тела ( а);

б) ось выше точки центра тяжести - устойчивое равновесие (б);

в) ось ниже точки центра тяжести - неустойчивое равновесие( в).

2. Виды равновесия тела, имеющего точку опоры:Виды равновесия тела, имеющего точку опоры

а) если равнодействующая всех сил направлена к положению равновесия, то тело находится в устойчивом положении (рис. а);
б) если равнодействующая всех сил направлена от положения равновесия, то тело находится в неустойчивом  равновесии (рис. б);
в)      если Σсила = 0, — равновесие безразличное (рис. в).

3. Виды равновесия тела, имеющего пло­щадь опоры.Виды равновесия тела, имеющего площадь опоры

Если вертикаль, проведенная через центр тяжести тела, пересекает площадь его опоры, то равновесие тела устойчивое. Если не пересекает, то тело падает, - равновесие неустойчивое.

Простые механизмы - приспособления, которые служат для преобразования силы. К ним относятся:  рычаг (блок, ворот) и наклонная плоскость (клин, винт). Они применяются для получения выигрыша в силе.Простые механизмы

F2/F1 – выигрыш в силе  F1l1=F2l2 - условие равновесия рычага для двух сил.  т. е. F2/F1 = l1/l2

Зарегистрированные пользователи, предварительно войдя на сайт под своим именем, могут скачать с этой страницы полный вариант методических материалов для занятий с учащимися, состоящих из двух блоков – изложение теории и набор тестов с ответами по теме Статика и гидростатика (ссылка на файл будет указана ниже).
 

RSS-материал