Классическое естествознание.

Приложение

Классическое естествознание.

Основные понятия классической механики.

Механика – это часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механика, в свою очередь, делится на кинематику, динамику и статику.

Механическое движение – это изменение взаимного расположения тел или частей тела с течением времени.

Масса Классическое естествознание. - student2.ru – это скалярная физическая величина, количественно характеризующая инертные и гравитационные свойства материи.

Инертность – это стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Инертная масса характеризует способность тела сопротивляться изменению своего состояния (покоя или движения), например, во втором законе Ньютона

Классическое естествознание. - student2.ru .

Гравитационная масса характеризует способность тела создавать гравитационное поле, которое характеризуется векторной величиной Классическое естествознание. - student2.ru , называемой напряженностью. Напряженность гравитационного поля точечной массы равна:

Классическое естествознание. - student2.ru ,

Гравитационная масса характеризует способность тела взаимодействовать с гравитационным полем:

Классическое естествознание. - student2.ru .

принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс: каждая масса является одновременно и инертной и гравитационной.

Масса тела зависит от плотности вещества ρ и размеров тела (объема тела V):

Классическое естествознание. - student2.ru .

Понятие массы не тождественно понятиям веса и силы тяжести. Она не зависит от полей тяготения и ускорений.

Момент инерции – тензорная физическая величина, количественно характеризующая инертность твёрдого тела, проявляющуюся во вращательном движении.

при описании вращательного движения задать массу недостаточно. Инертность тела во вращательном движении зависит не только от массы, но и от ее распределения относительно оси вращения.

1. Момент инерции материальной точки

Классическое естествознание. - student2.ru ,

где m – масса материальной точки; r – расстояние от точки до оси вращения.

2. Момент инерции системы материальных точек

Классическое естествознание. - student2.ru .

3. Момент инерции абсолютно твердого тела

Классическое естествознание. - student2.ru .

Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или деформируется (изменяет свою форму или размеры).

Механика использует различные модели для описания механического движения.

Материальная точка (м.т.)– это тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Абсолютно твердое тело (а.т.т.) – это тело, которое в процессе движения не деформируется, то есть расстояние между любыми двумя точками в процессе движения остается неизменным.

Законы движения.

§ Первый закон ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Те системы отсчета, по отношению к которым выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО). Следовательно, первый закон Ньютона утверждает существование ИСО.

§ Второй закон Ньютона (основной закон динамики поступательного движения): скорость изменения импульса материальной точки (тела) равна сумме действующих на нее сил

Классическое естествознание. - student2.ru

§ Третий закон Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки

Классическое естествознание. - student2.ru ,

здесь Классическое естествознание. - student2.ru – сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; Классическое естествознание. - student2.ru – сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.

§ Закон всемирного тяготения:между любыми двумя материальными точками (телами) действуют силы взаимного притяжения Классическое естествознание. - student2.ru , прямо пропорциональные произведению масс Классическое естествознание. - student2.ru и Классическое естествознание. - student2.ru этих точек и обратно пропорциональные квадрату расстояния Классическое естествознание. - student2.ru между ними. Силы тяготения направлены вдоль прямой, проходящей через взаимодействующие материальные точки (тела).

Классическое естествознание. - student2.ru ,

здесь Классическое естествознание. - student2.ru – гравитационная постоянная. Классическое естествознание. - student2.ru .

Основные понятия классической электродинамики.

Источником электромагнитного поля является электрический заряд.

Электрический заряд – это свойство некоторых элементарных частиц вступать в электромагнитное взаимодействие.

Свойства электрического заряда:

1. Электрический заряд может быть положительным и отрицательным (принято считать, что протон заряжен положительно, а электрон – отрицательно).

2. Электрический заряд квантован. Квант электрического заряда – элементарный электрический заряд (е = 1,6×10–19 Кл). В свободном состоянии все заряды кратны целому числу элементарных электрических зарядов:

Классическое естествознание. - student2.ru

3. Закон сохранения заряда: суммарный электрический заряд замкнутой системы сохраняется во всех процессах, происходящих с участием заряженных частиц:

q1 + q2 +...+ qN = q1* + q2*+...+ qN*.

4. релятивистская инвариантность: величина полного заряда системы не зависит от движения носителей заряда (заряд движущейся и покоящейся частиц одинаков). Иными словами – во всех ИСО величина заряда любой частицы или тела одинакова.

Принцип суперпозиции.

Поля принято изображать с помощью силовых линий.

Силовая линия – это линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряженности поля.

 
  Классическое естествознание. - student2.ru

Для точечных неподвижных зарядов картина силовых линий электростатического поля показана на рис. 6.

Рис. 6

Вектор Классическое естествознание. - student2.ru напряженности электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Классическое естествознание. - student2.ru определяется по формуле (рис.7 а и б)

 
  Классическое естествознание. - student2.ru

Классическое естествознание. - student2.ru .

Рис. 7

магнитное поле существует и проявляется только в системе отсчета, относительно которой электрический заряд движется.

Движущийся электрический заряд создает и электрическое и магнитное поля (единое электромагнитное поле). Силовая характеристика магнитного поля – индукция Классическое естествознание. - student2.ru – связана с напряженностью электрического поля Классическое естествознание. - student2.ru соотношением

Классическое естествознание. - student2.ru .

Поэтому индукция магнитного поля медленно Классическое естествознание. - student2.ru движущегося точечного заряда равна

Классическое естествознание. - student2.ru .

 
  Классическое естествознание. - student2.ru

Силовая линия магнитного поля строится так, чтобы в каждой точке силовой линии вектор Классическое естествознание. - student2.ru был направлен по касательной к этой линии. Силовые линии магнитного поля замкнуты (рис.8). Это говорит о том, что магнитное поле – вихревое поле.

Рис. 8

А если поле создает не один, а несколько точечных зарядов? Влияют ли заряды друг на друга или каждый из зарядов системы вносит свой вклад в результирующее поле независимо от остальных? Будет ли электромагнитное поле, создаваемое i-м зарядом в отсутствии остальных зарядов таким же, как и поле создаваемое i-м зарядом в присутствии остальных зарядов?

Принцип суперпозиции: электромагнитное поле произвольной системы зарядов есть результат сложения полей, которые создавались бы каждым из элементарных зарядов этой системы в отсутствии остальных:

Классическое естествознание. - student2.ru и Классическое естествознание. - student2.ru .

Приложение

Классическое естествознание.

Основные понятия классической механики.

Механика – это часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механика, в свою очередь, делится на кинематику, динамику и статику.

Механическое движение – это изменение взаимного расположения тел или частей тела с течением времени.

Масса Классическое естествознание. - student2.ru – это скалярная физическая величина, количественно характеризующая инертные и гравитационные свойства материи.

Инертность – это стремление тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Инертная масса характеризует способность тела сопротивляться изменению своего состояния (покоя или движения), например, во втором законе Ньютона

Классическое естествознание. - student2.ru .

Гравитационная масса характеризует способность тела создавать гравитационное поле, которое характеризуется векторной величиной Классическое естествознание. - student2.ru , называемой напряженностью. Напряженность гравитационного поля точечной массы равна:

Классическое естествознание. - student2.ru ,

Гравитационная масса характеризует способность тела взаимодействовать с гравитационным полем:

Классическое естествознание. - student2.ru .

принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс: каждая масса является одновременно и инертной и гравитационной.

Масса тела зависит от плотности вещества ρ и размеров тела (объема тела V):

Классическое естествознание. - student2.ru .

Понятие массы не тождественно понятиям веса и силы тяжести. Она не зависит от полей тяготения и ускорений.

Момент инерции – тензорная физическая величина, количественно характеризующая инертность твёрдого тела, проявляющуюся во вращательном движении.

при описании вращательного движения задать массу недостаточно. Инертность тела во вращательном движении зависит не только от массы, но и от ее распределения относительно оси вращения.

1. Момент инерции материальной точки

Классическое естествознание. - student2.ru ,

где m – масса материальной точки; r – расстояние от точки до оси вращения.

2. Момент инерции системы материальных точек

Классическое естествознание. - student2.ru .

3. Момент инерции абсолютно твердого тела

Классическое естествознание. - student2.ru .

Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или деформируется (изменяет свою форму или размеры).

Механика использует различные модели для описания механического движения.

Материальная точка (м.т.)– это тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Абсолютно твердое тело (а.т.т.) – это тело, которое в процессе движения не деформируется, то есть расстояние между любыми двумя точками в процессе движения остается неизменным.

Законы движения.

§ Первый закон ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, воздействие со стороны других тел не заставит ее изменить это состояние.

Те системы отсчета, по отношению к которым выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО). Следовательно, первый закон Ньютона утверждает существование ИСО.

§ Второй закон Ньютона (основной закон динамики поступательного движения): скорость изменения импульса материальной точки (тела) равна сумме действующих на нее сил

Классическое естествознание. - student2.ru

§ Третий закон Ньютона: всякое действие материальных точек (тел) друг на друга носит характер взаимодействия; силы, с которыми материальные точки действуют друг на друга, всегда равны по модулю, противоположно направлены и действуют вдоль прямой, соединяющей эти точки

Классическое естествознание. - student2.ru ,

здесь Классическое естествознание. - student2.ru – сила, действующая на первую материальную точку со стороны второй; Классическое естествознание. - student2.ru – сила, действующая на вторую материальную точку со стороны первой. Эти силы приложены к разным материальным точкам (телам), всегда действуют парами и являются силами одной природы.

§ Закон всемирного тяготения:между любыми двумя материальными точками (телами) действуют силы взаимного притяжения Классическое естествознание. - student2.ru , прямо пропорциональные произведению масс Классическое естествознание. - student2.ru и Классическое естествознание. - student2.ru этих точек и обратно пропорциональные квадрату расстояния Классическое естествознание. - student2.ru между ними. Силы тяготения направлены вдоль прямой, проходящей через взаимодействующие материальные точки (тела).

Классическое естествознание. - student2.ru ,

здесь Классическое естествознание. - student2.ru – гравитационная постоянная. Классическое естествознание. - student2.ru .

Наши рекомендации