Решение задачи по физике: Равномерное движение и ускорение

Ниже представлены краткие и емкие ответы на вопросы для подготовки к ДЗ по физике, оформленные для удобного переписывания в тетрадь. 1. Равномерное прямолинейное движение. Путь, перемещение, скорость. Уравнение движения. Равномерное прямолинейное движение — это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Путь \( s \) — длина траектории (скаляр). Перемещение \( \vec{s} \) — вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела. Скорость \( \vec{v} = \frac{\vec{s}}{t} \). Уравнение движения: \( x = x_0 + v_x t \). 2. Ускорение. Движение с постоянным ускорением. Ускорение \( \vec{a} \) — величина, характеризующая быстроту изменения скорости: \[ \vec{a} = \frac{\vec{v} - \vec{v}_0}{t} \] При равноускоренном движении скорость меняется по закону: \( v = v_0 + at \). Координата: \( x = x_0 + v_{0x}t + \frac{a_x t^2}{2} \). 3. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Свободное падение — это движение тела только под действием силы тяжести. Это равноускоренное движение с ускорением \( g \approx 9,8 \, \text{м/с}^2 \). Формулы: \( v = gt \), \( h = \frac{gt^2}{2} \). 4. Равномерное движение по окружности. Угловая скорость. Связь скоростей. Центростремительное ускорение. Угловая скорость \( \omega = \frac{\Delta \phi}{\Delta t} \) (рад/с). Связь линейной (\( v \)) и угловой (\( \omega \)) скоростей: \( v = \omega R \). Центростремительное ускорение направлено к центру окружности: \[ a_c = \frac{v^2}{R} = \omega^2 R \] 5. Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета (ИСО). ИСО — системы, в которых тело покоится или движется равномерно, если на него не действуют силы. 1-й закон: Существуют ИСО, где \( \vec{v} = \text{const} \), если \( \sum \vec{F} = 0 \). 2-й закон: \( \vec{F} = m\vec{a} \). 3-й закон: Силы взаимодействия равны по модулю и противоположны по направлению: \( \vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21} \). 6. Сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Закон тяготения: \( F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \). Сила тяжести у поверхности Земли: \( F_{тяж} = mg \). 7. Сила упругости. Закон Гука. Виды деформаций. Закон Гука: \( F_{упр} = -kx \), где \( k \) — жесткость, \( x \) — удлинение. Виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. 8. Сила трения. Трение скольжения: \( F_{тр} = \mu N \), где \( \mu \) — коэффициент трения, \( N \) — сила нормальной реакции опоры. Направлена против движения. 9. Импульс. Закон сохранения импульса (ЗСИ). Импульс тела: \( \vec{p} = m\vec{v} \). ЗСИ: В замкнутой системе векторная сумма импульсов тел остается постоянной: \[ m_1 \vec{v}_1 + m_2 \vec{v}_2 = m_1 \vec{v}'_1 + m_2 \vec{v}'_2 \] 10. Кинетическая и потенциальная энергии. Закон сохранения энергии (ЗСЭ). Кинетическая: \( E_k = \frac{mv^2}{2} \). Потенциальная (тяжести): \( E_p = mgh \). ЗСЭ: В замкнутой системе полная механическая энергия \( E = E_k + E_p \) сохраняется. 11. Равновесие тел. Условия равновесия. 1) Сумма всех сил равна нулю: \( \sum \vec{F} = 0 \). 2) Правило моментов: сумма моментов сил равна нулю: \( \sum M = 0 \), где \( M = F \cdot d \) (\( d \) — плечо силы). 12. Основные положения МКТ. Количество вещества. Положения: 1) Все тела состоят из частиц; 2) Частицы движутся хаотично; 3) Частицы взаимодействуют. Количество вещества: \( \nu = \frac{N}{N_A} = \frac{m}{M} \) (моль). \( N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \, \text{моль}^{-1} \). 13. Основное уравнение МКТ газов. \[ p = \frac{1}{3} n m_0 \overline{v^2} = \frac{2}{3} n \overline{E}_k \] Где \( p \) — давление, \( n \) — концентрация. 14. Абсолютная температура. Шкала Кельвина. Энергия молекул. \( T = t^\circ C + 273 \). Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа: \[ \overline{E}_k = \frac{3}{2} kT \] Где \( k = 1,38 \cdot 10^{-23} \, \text{Дж/К} \) (постоянная Больцмана). 15. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Уравнение Менделеева-Клапейрона: \( pV = \nu RT \). Изохорный (\( V=\text{const} \)): \( p/T = \text{const} \) (закон Шарля). Изобарный (\( p=\text{const} \)): \( V/T = \text{const} \) (закон Гей-Люссака). Изотермический (\( T=\text{const} \)): \( pV = \text{const} \) (закон Бойля-Мариотта). 16. Влажность воздуха. Психрометр. Абсолютная влажность \( \rho \) — плотность водяного пара. Относительная влажность: \( \phi = \frac{p}{p_{нас}} \cdot 100\% \). Прибор для измерения — психрометр. 17. Кристаллические и аморфные тела. Монокристаллы. Кристаллы имеют строгий порядок (решетку) и температуру плавления. Анизотропны. Аморфные тела (стекло, смола) не имеют решетки, текучи, изотропны. Монокристалл — одиночный крупный кристалл. 18. Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Внутренняя энергия идеального газа: \( U = \frac{3}{2} \nu RT \). Работа газа: \( A = p \Delta V \). 19. Количество теплоты. Уравнение теплового баланса. Нагрев: \( Q = cm\Delta t \). Плавление: \( Q = \lambda m \). Парообразование: \( Q = Lm \). Тепловой баланс: \( Q_{отд} + Q_{пол} = 0 \). 20. Первый и второй законы термодинамики. 1-й закон: \( Q = \Delta U + A \) (Теплота идет на изменение внутренней энергии и совершение работы). 2-й закон: Невозможно передать тепло от холодного тела к горячему без совершения работы. (Энтропия в замкнутой системе не убывает).