Формулы по физике 11 класс для сдачи егэ

3 сентября 2022

В закладки

Обсудить

Жалоба

Все формулы по физике для ЕГЭ

В сборник включены все формулы базового курса школьной программы по физике.

Они полностью соответствуют кодификатору ЕГЭ — перечню всех теоретических фактов, которыми должен владеть выпускник школы, сдающий физику. Формулы, отмеченные звёздочками, рекомендуется запомнить и применять при решении задач. Но они не входят в кодификатор ЕГЭ. Поэтому при оформлении развёрнутого решения заданий второй части экзамена эти формулы необходимо вывести самостоятельно.

formuls.pdf

Основные формулы ЕГЭ по физике. Подробные школьные формулы по физике

27.09.2013

Замечательный сборник всех-всех школьных формул по физике. Этот материал является основой для подготовки к ЕГЭ и успешной сдачи экзаменов в 11 классе.

В сборнике рассмотрены все разделы школьной физике, к каждой формуле сделано подробное описание с формулировкой закона или правила.

Для тех, кому нужны формулы в виде шпаргалок — есть отдельный краткий сборник формул по физике. 

Смотреть в PDF:

Или прямо сейчас: Скачайте в pdf файле.

Сдай ЕГЭ! Бесплатные материалы для
подготовки каждую неделю!

null

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных
данных согласно 152-ФЗ. Подробнее

ВСЕ ФОРМУЛЫ ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ

Наконец-то! Большой подарок всем, кто сдает ЕГЭ по физике или
готовит к нему.

Шпаргалка с формулами для подготовки к ЕГЭ по физике.

  • Полная
  • Уникальная
  • Современная
  • Цветная
  • И очень крутая

Не знаешь, как решить задачу? Просто подставь эти формулы!

Вышлем на email бесплатно!

В нашей Шпаргалке:

  • Все темы ЕГЭ-2021. Все необходимое для сдачи ЕГЭ. И ничего лишнего!
  • Авторская таблица. Формулы запоминаются сами собой!
  • Все формулы тщательно отобраны и проверены. Ошибок нет.

Просто. Понятно. Логично. Хорошо структурировано. И отлично
оформлено!

Вышлем на email

бесплатно!

Автор – Вадим Муранов, преподаватель физики. Победитель всероссийского конкурса «Учитель года», преподаватель физики с 24-летним опытом работы, автор и ведущий Онлайн-курса подготовки к ЕГЭ в ЕГЭ-Студии.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Кинематика 2

Динамика 3

Статика и гидростатика 4

Механические колебания и волны 5

Молекулярно-кинетическая теория 5

Термодинамика газа 7

Термодинамика жидких и твердых тел. Теплообмен и фазовые переходы 7

Тепловые двигатели 7

Электростатика 8

Постоянный ток 8

Магнитное поле 9

Электромагнитная индукция 9

Электромагнитные колебания и волны 10

Геометрическая оптика 10

Волновая оптика. Дифракционная решётка 11

Квантовая оптика. Фотоны. Фотоэффект 11

Атомная и ядерная физика 11

Астрономия 12

Мы используем файлы cookie, чтобы персонализировать контент, адаптировать и оценивать результативность рекламы, а также обеспечить безопасность. Перейдя на сайт, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.

Первый закон Ньютона. Масса. Сила

При движении тела по траектории его скорость v может изменяться по модулю и направлению. Это означает, что тело двигается с некоторым ускорением a. В кинематике не ставится вопрос о физической причине, вызвавшей ускорение движения тела. Как показывает опыт, любое изменение скорости тела возникает под влиянием других тел. Динамика рассматривает действие одних тел на другие как причину, определяющую характер движения тел.

Взаимодействием тел принято называть взаимное влияние тел на движение каждого из них.

Раздел механики, изучающий законы взаимодействия тел, называется динамикой.

Законы динамики были открыты великим ученым И. Ньютоном (1687 г.). Три закона динамики, сформулированные Ньютоном, лежат в основе так называемой классической механики. Законы Ньютона следует рассматривать как обобщение опытных фактов. Выводы классической механики справедливы только при движении тел с малыми скоростями, значительно меньшими скорости света c.

Самой простой механической системой является изолированное тело, на которое не действуют никакие тела. Так как движение и покой относительны, в различных системах отсчета движение изолированного тела будет разным. В одной системе отсчета тело может находиться в покое или двигаться с постоянной скоростью, в другой системе это же тело может двигаться с ускорением.

Первый закон Ньютона (или закон инерции) из всего многообразия систем отсчета выделяет класс так называемых инерциальных систем.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых изолированные поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость неизменной по модулю и направлению.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Поэтому первый закон Ньютона называют законом инерции.

Впервые закон инерции был сформулирован Г. Галилеем (1632 г.). Ньютон обобщил выводы Галилея и включил их в число основных законов движения.

В механике Ньютона законы взаимодействия тел формулируются для класса инерциальных систем отсчета.

При описании движения тел вблизи поверхности Земли системы отсчета, связанные с Землей, приближенно можно считать инерциальными. Однако, при повышении точности экспериментов, обнаруживаются отклонения от закона инерции, обусловленные вращением Земли вокруг своей оси.

Примером тонкого механического эксперимента, в котором проявляется неинерциальность системы, связанной с Землей, служит поведение маятника Фуко. Так называется массивный шар, подвешенный на достаточно длинной нити и совершающий малые колебания около положения равновесия. Если бы система, связанная с Землей, была инерциальной, плоскость качаний маятника Фуко оставалась бы неизменной относительно Земли. На самом деле плоскость качаний маятника вследствие вращения Земли поворачивается, и проекция траектории маятника на поверхность Земли имеет вид розетки (рис. 1.7.1).

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-1.gif

Рисунок 1.7.1.

Поворот плоскости качаний маятника Фуко.

С высокой степенью точности инерциальной является гелиоцентрическая система отсчета (или система Коперника), начало которой помещено в центр Солнца, а оси направлены на далекие звезды. Эту систему использовал Ньютон при открытии закона всемирного тяготения (1682 г.).

Инерциальных систем существует бесконечное множество. Система отсчета, связанная с поездом, идущим с постоянной скоростью по прямолинейному участку пути, – тоже инерциальная система (приближенно), как и система, связанная с Землей. Все инерциальные системы отсчета образуют класс систем, которые движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно. Ускорения какого-либо тела в разных инерциальных системах одинаковы.

Итак, причиной изменения скорости движения тела в инерциальной системе отсчета всегда является его взаимодействие с другими телами. Для количественного описания движения тела под воздействием других тел необходимо ввести две новые физические величины – инертную массу тела и силу.

Масса – это свойство тела, характеризующее его инертность. При одинаковом воздействии со стороны окружающих тел одно тело может быстро изменять свою скорость, а другое в тех же условиях – значительно медленнее. Принято говорить, что второе из этих двух тел обладает большей инертностью, или, другими словами, второе тело обладает большей массой.

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то в результате изменяется скорость обоих тел, т. е. в процессе взаимодействия оба тела приобретают ускорения. Отношение ускорений двух данных тел оказывается постоянным при любых воздействиях. В физике принято, что массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны ускорениям:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984525-3.gif

В этом соотношении величины http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984525-4.gifи http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984540-5.gifследует рассматривать как проекции векторов a1  и a2 на ось OX (рис. 1.7.2). Знак «минус» в правой части формулы означает, что ускорения взаимодействующих тел направлены в противоположные стороны.

В Международной системе единиц (СИ) масса тела измеряется в килограммах (кг).

Масса любого тела может быть определена на опыте путем сравнения с массой эталона (mэт = 1 кг). Пусть m1 = mэт = 1 кг. Тогда

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984556-8.gif

Масса тела – скалярная величина. Опыт показывает, что если два тела с массами m1 и m2 соединить в одно, то масса m составного тела оказывается равной сумме масс m1 и m2 этих тел:

Это свойство масс называют аддитивностью.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-2.gif

Рисунок 1.7.2.

Сравнение масс двух тел.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984603-9.gif

Сила – это количественная мера взаимодействия тел. Сила является причиной изменения скорости тела. В механике Ньютона силы могут иметь различную физическую причину: сила трения, сила тяжести, упругая сила и т. д. Сила является векторной величиной. Векторная сумма всех сил, действующих на тело, называется равнодействующей силой.

Для измерения сил необходимо установить эталон силы и способ сравнения других тел с этим эталоном.

В качестве эталона силы можно взять пружину, растянутую до некоторой заданной длины. Модуль силы F0, с которой эта пружина при фиксированном растяжении действует на прикрепленное к ее концу тело, называют эталоном силы. Способ сравнения других тел с эталоном состоит в следующем: если тело под действием измеряемой силы F и эталонной силы F0 остается в покое (или движется равномерно и прямолинейно), то силы равны по модулю F = F0 (рис. 1.7.3).

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-3.gif

Рисунок 1.7.3.

Сравнение силы F с эталоном F = F0.

Если измеряемая сила F больше (по модулю) эталонной силы, то можно соединить две эталонные пружины параллельно (рис. 1.7.4). В этом случае измеряемая сила равна 2F0. Аналогично могут быть измерены силы 3F0, 4F0 и т. д.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-4.gif

Рисунок 1.7.4.

Сравнение силы F с эталоном. F = 2F0.

Измерение сил, меньших 2F0, может быть выполнено по схеме, показанной на рис. 1.7.5.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-5.gif

Рисунок 1.7.5.

Сравнение силы F с эталоном. 2Fcosα.

Эталонная сила в Международной системе единиц называется ньютон (Н).

На практике нет необходимости все измеряемые силы сравнивать с эталоном силы. Для измерения сил используют пружины, откалиброванные описанным выше способом. Такие откалиброванные пружины называются динамометрами. Сила измеряется по растяжению динамометра (рис. 1.7.6).

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph7/images/1-7-6.gif

Рисунок 1.7.6.

Измерение силы по растяжению пружины. При равновесии http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217984697-18.gif

1.8. Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона – основной закон динамики. Этот закон выполняется только в инерциальных системах отсчета.

Приступая к формулировке второго закона, следует вспомнить, что в динамике (см. §1.7) вводятся две новые физические величины – масса тела m и сила F, а также способы их измерения. Первая из этих величин – масса m – является количественной характеристикой инертных свойств тела. Она показывает, как тело реагирует на внешнее воздействие. Вторая – сила F– является количественной мерой действия одного тела на другое.

Второй закон Ньютона – это фундаментальный закон природы; он является обобщением опытных фактов, которые можно разделить на две категории:

  1. Если на тела разной массы подействовать одинаковой силой, то ускорения, приобретаемые телами, оказываются обратно пропорциональны массам:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987259-3.gif

  1. Если силами разной величины подействовать на одно и то же тело, то ускорения тела оказываются прямо пропорциональными приложенным силам:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987259-4.gif

Обобщая подобные наблюдения, Ньютон сформулировал основной закон динамики:

Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987275-5.gif

Это и есть второй закон Ньютона. Он позволяет вычислить ускорение тела, если известна его масса m и действующая на тело сила F:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987322-7.gif

В Международной системе единиц (СИ) за единицу силы принимается сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2. Эта единица называется ньютоном (Н). Ее принимают в СИ за эталон силы  

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987384-8.gif

Если на тело одновременно действуют несколько сил (например, F1, F2, F3 ) и то под силой F в формуле, выражающей второй закон Ньютона, нужно понимать равнодействующую всех сил:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987447-13.gif

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph8/images/1-8-1.gif

Рисунок 1.8.1.

Сила http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987447-14.gif– равнодействующая силы тяжести http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987478-15.gifи силы нормального давления http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987478-16.gifдействующих на лыжницу на гладкой горе. Сила http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217987525-17.gifвызывает ускорение лыжника.

Если равнодействующая сила F0 =0 то тело будет оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Таким образом, формально второй закон Ньютона включает как частный случай первый закон Ньютона, однако первый закон Ньютона имеет более глубокое физическое содержание – он постулирует существование инерциальных систем отсчета.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/models/screensh/BodiesOnBlock.jpg

Модель. Движение тел на легком блоке.

1.9. Третий закон Ньютона

В §1.7 понятие массы тела было введено на основе опытов по измерению ускорений двух взаимодействующих тел: массы взаимодействующих тел обратно пропорциональны численным значениям ускорений

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989931-1.gif

В векторной форме это соотношение принимает вид

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989931-2.gif

Знак «минус» выражает здесь тот опытный факт, что ускорения взаимодействующих тел всегда направлены в противоположные стороны. Согласно второму закону Ньютона, ускорения тел вызваны силами http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989947-3.gifи http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989947-4.gifвозникающими при взаимодействии тел. Отсюда следует:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989947-5.gif

Это равенство называется третьим законом Ньютона.

Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Силы, возникающие при взаимодействии тел, всегда имеют одинаковую природу. Они приложены к разным телам и поэтому не могут уравновешивать друг друга. Складывать по правилам векторного сложения можно только силы, приложенные к одному телу.

Рис. 1.9.1 иллюстрирует третий закон Ньютона. Человек действует на груз с такой же по модулю силой, с какой груз действует на человека. Эти силы направлены в противоположные стороны. Они имеют одну и ту же физическую природу – это упругие силы каната. Сообщаемые обоим телам ускорения обратно пропорциональны массам тел.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph9/images/1-9-1.gif

Рисунок 1.9.1.

Третий закон Ньютона. http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989962-6.gif

Силы, действующие между частями одного и того же тела, называются внутренними. Если тело движется как целое, то его ускорение определяется только внешней силой. Внутренние силы исключаются из второго закона Ньютона, так как их векторная сумма равна нулю. В качестве примера рассмотрим рис. 1.9.2, на котором изображены два тела с массами m1 и m2, жестко связанные между собой невесомой нерастяжимой нитью и двигающиеся с одинаковым ускорением a как единое целое под действием внешней силы F. Между телами действуют внутренние силы, подчиняющиеся третьему закону Ньютона: http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989994-9.gifДвижение каждого тела зависит от сил взаимодействия между ними. Второй закон Ньютона, примененный к каждому телу в отдельности, дает:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989994-10.gif

Складывая левые и правые части этих уравнений и принимая во внимание, что http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217989994-11.gifи http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217990009-12.gifполучим:

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/javagifs/63135217990009-13.gif

Внутренние силы исключились из уравнения движения системы двух связанных тел.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph9/images/1-9-2.gif

Рисунок 1.9.2.

Исключение внутренних сил.

http://www.college.ru/physics/courses/op25part1/content/models/screensh/blockOnFrless.jpg

Модель. Движение связанных брусков.

1.3. Законы Ньютона

Первый закон Ньютона. Если на тело не действуют силы или их действие скомпенсировано, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.

Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Масса тела – количественная мера его инертности. В СИ она измеряется в килограммах.

Системы отсчета, в которых выполняется первый закон Ньютона, называются инерциальными. Системы отсчета, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, называются неинерциальными.

Сила – количественная мера взаимодействия тел. Сила – векторная величина и измеряется в ньютонах (Н). Сила, которая производит на тело такое же действие, как несколько одновременно действующих сил, называется равнодействующей этих сил.

Второй закон Ньютона. Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе:

D:localcontentjavagifs63166822076383-1.gifили D:localcontentjavagifs63166822076383-2.gif

Если два тела взаимодействуют друг с другом, то ускорения этих тел обратно пропорциональны их массам.

D:localcontent1chapter1sectionparagraph3images100301.gif

Рисунок 1.3.1.

Взаимодействие двух тел.

Третий закон Ньютона. Силы, с которыми тела взаимодействуют друг с другом, равны по модулю и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны.

Динамика.

В кинематике непосредственно решается основная задача механики: по известным начальным условиям и характеру движения определяется положение тела в любой момент времени. Кинематика не отвечает на вопрос: почему движение тела имеет тот или иной характер, в чем причина изменения характера движения.

Основная задача динамики: определение характера движения (ускорения) по заданным взаимодействиям. Обратная задача: зная характер движения, определить характер взаимодействия.

Основное утверждение механики: изменение скорости тела (ускорение) всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо других тел.

Свободным телом называется тело, на которые не действуют другие тела или поля. При решении некоторых задач тело можно считать свободным, если внешние воздействия имеются, но они уравновешены.

При изучении поступательного движения твердого тела рассматривается движение центра инерции (центра масс) тела.

Т.к. движение относительно, то механические задачи можно решить только в определенных системах отсчета (СО). Поэтому при формулировании законов динамики необходимо:

1. Задать критерий выбора СО;

2. Решить основную задачу;

3. Установить связь между взаимодействующими телами.

Эти задачи решаются системой                      законов Ньютона                                                     (опубликованы в 1687 г. в   книге «Математические начала     натуральной философии»).      Законы Ньютона – это обобщение многочисленных наблюдений,                                    особенно Г. Галилея.

Инерция.

Аристотель: для движения необходимо воздействие одних тел на другие.

Галилей: взаимодействие необходимо только для изменения характера движения. При отсутствии воздействий тело будет двигаться прямолинейно и равномерно бесконечно долго. В реальной жизни мы действуем на тело (прикладываем силу) для преодоления трения (сопротивления).

Инерция – явление сохранения скорости телом при отсутствии или компенсации внешних воздействий:

т.е., если , то  — тело движется прямолинейно и равномерно или покоится.

инерция

Масса.

Инертность —  свойство различных материальных объектов приобретать разные ускорения при одинаковых внешних воздействиях со стороны других тел. Присуща разным телам в разной степени. Свойство инертности показывает, что для изменения скорости тела необходимо время (расстояние). Чем труднее изменить скорость тела, тем оно инертнее.

Масса – скалярная величина, являющаяся мерой инертности тела при поступательном движении. (При вращательном движении — момент инерции). Чем инертнее тело, тем больше его масса. Определенная таким образом масса называется инертной (в отличие от гравитационной массы, определяющейся из закона Всемирного тяготения).

Опыт. Как бы ни происходило взаимодействие тел, выполняется равенство: . При этом направления векторов ускорений противоположны!

Вывод:  

ускорение обратно пропорционально массе тела   (при заданном взаимодействии).

Единица масса в СИ: килограмм (кг) – основная (эталонная) единица.

Эталон — платиново-ирридиевый цилиндр. Хранится в г. Севр (Франция).

Массу тела можно определить:

эталон массы

1. По взаимодействию с эталоном. , где аэт – ускорение эталона при его взаимодействии с телом.

2. По плотности: . Плотность – скалярная физическая величина, численно равная массе единице объема вещества. Характеристика данного вещества (табличная величина). Единицы плотности в СИ.

3. Практически массу определяют на весах (взвешиванием).

Свойство массы – аддитивность, т.е. масса тела равна сумме масс его частей.

СИЛА.

Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия тел. Обозначение: .

Существует 4 основных типа взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое.

Все взаимодействия являются проявлениями этих основных типов.

Примеры сил: сила тяжести, сила упругости, вес тела, сила трения, выталкивающая (архимедова) сила, подъемная сила.

Сила характеризуется:

1. Величиной (модулем);

2. Направлением;

3. Точкой приложения.

Из опыта по взаимодействию следует:  или . Величина  характеризует действие второго тела на первое, а величина — характеризует действие первого тела на второе. Т.к. взаимодействие одно и то же, то величину, равную произведению массы тела на ускорение, полученное в данном взаимодействии, можно принять за меру взаимодействия: . Внимание: вектора ускорения и силы всегда сонаправлены!

Т.к. сила – векторная величина, то силы складываются векторно (правила параллелограмма и треугольника). Складывать можно только силы, приложенные к одному телу. Сила, равная векторной сумме всех действующих на тело сил, называется равнодействующей: .

Единицы силы:

СИ:  Сила равна одному ньютону, если тело массой 1 кг приобретает ускорение 1м/с2.

Измерение силы: силы измеряются динамометром по сравнению величины измеряемой силы с силой упругости пружины. Используется линейная зависимость между величиной силы упругости и удлинением пружины.

Для правильного измерения силы необходимо, чтобы при измерении

 тела покоились или двигались прямолинейно и равномерно! 

Динамометр градуируется известной силой тяжести.

динамометр

1-й закон Ньютона.

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если на него не действуют другие тела или их действия скомпенсированы.

Другая формулировка: существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно или покоится, если равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю.

Роль 1-го закона – он определяет, в каких СО выполняются законы динамики.

Инерциальные системы отсчета.

СО, в которых выполняется 1-й закон Ньютона, называются инерциальными системами отсчета (ИСО). 

Свойство ИСО: все СО, движущиеся прямолинейно и равномерно относительно данной ИСО, тоже являются инерциальными. СО, движущиеся относительно любой ИСО с ускорением, являются неинерциальными

В реальной жизни абсолютной ИСО не существует. СО можно считать инерциальной с той или иной степенью точности в определенных задачах. Например, Землю можно считать ИСО при исследовании движения автомобиля и нельзя – при исследовании полета ракеты (необходимо учитывать вращение).

Принцип относительности Галилея.

Все ИСО – равноправны: законы механики одинаковы во всех ИСО.

Опыт: чем больше сила, тем больше изменение скорости тела (ускорение) — .

2-й закон Ньютона.

Ускорение, полученное телом в результате взаимодействия, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела:.       Выражение справедливо для любых сил любой природы.

Непосредственно решает основную задачу динамики.

Сила (равнодействующая сил) определяет только ускорение тела. Величины скорости и перемещения могут быть любыми в зависимости от начальных условий.

Третий закон Ньютона.

Из опыта: 1. .

2. Ускорения взаимодействующих тел направлены по одной прямой в противоположных направлениях. Вывод:  или .

 Любые два тела взаимодействуют силами одной природы направленными вдоль одной прямой, равными по величине и противоположными по направлению.

Свойства этих сил:

1. Всегда действуют парами.

2. Одной природы.

3. Приложены к разным телам! (F1— к первому телу, F2 – ко второму телу). Нельзя складывать! Не уравновешивают друг друга!

3-й закон Ньютона

Система законов динамики. Законы Ньютона выполняются в системе, т.е. одновременно и только в инерциальных системах отсчета. 1-й закон позволяет отобрать ИСО. 2-й закон позволяет по известным силам найти ускорение тела. 3-й закон позволяет связать между собой взаимодействующие тела. Все эти законы следуют из опыта.

применение 3 з-на Ньютона

ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЬЮТОНА

I. Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in direсtum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare.

Закон I. Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние.

Первый закон представляет для точного перевода некоторые затруднения, именно – по отношению к словам «perseverare» и «nisi quateous». Слово «perseverare», включает в себе понятие о стойкости или упорстве в сохранении чего-либо. Но, кроне того, оно может включать и понятие о длительности сохранения или пребывания, и в этом смысле оно или, точнее говоря, соответствующее ему существительное «perseverantia» употреблено Ньютоном в пояснение понятия об абсолютном времени, где сказано прямо: «duratio seu perseverantia existentiae», т. е. «длительность или продолжительность существования» Сообразно тому, какой смысл придать слову «perseverare», надо придавать и смысл словам «nisi quatenus», т. е. «ограничения в смысле времени или в смысле количества», и тогда их надо переводить или слонами: «до тех пор пока» или просто «пока» – в первом случае, и словами: «кроме того поскольку» или просто «поскольку не» – во втором. Таким образом, в первом толковании первый закон можно перевести так: «Всякое тело продолжает пребывать в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока приложенные силы не понудят его изменить это состояние». Во втором толковании этот закон можно перевести так: «Всякое тело удерживает свое состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние».

В первом толковании будет оттенено, что одного только времени недостаточно для изменения состояния покоя или равномерного и прямолинейного движения тела, необходимо еще действие силы. Во втором – что тело лишь постольку удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, поскольку внешние силы ему в том не препятствуют.

Пример 1. Брошенное тело продолжает удерживать свое движение, поскольку его не замедляет сопротивление воздуха и поскольку сила тяжести не побуждает это тело двигаться вниз.

Пример 2. Волчок, коего части, вследствие взаимного сцепления, отвлекают друг друга от прямолинейного движения, не перестает вращаться (равномерно), поскольку это вращение не замедляется сопротивлением воздуха. Большие же массы планет и комет, встречая меньшее сопротивление в свободном пространстве, сохраняют свое как поступательное, так и вращательное движение в продолжение гораздо большего времени.

II. Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua visilia imprimitur.

Закон II. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Если какая-нибудь сила производит некоторое количество движения, то двойная сила произведет двойное, тройная – тройное, будут ли они приложены разом все вместе, или же последовательно и постепенно. Это количество движения, которое всегда происходит по тому же направлению, как и производящая его сила, если тело уже находилось в движении, при совпадении направлений прилагается к количеству движения тела, бывшему ранее, при противоположности – вычитается, при наклонности – прилагается наклонно и соединяется с бывшим ранее, сообразно величине и направлению каждого из них.

Как при формулировке, так и при пояснении второго закона, подразумевается, что продолжительность действия силы или постоянная, или одна и та же для сравниваемых сил. В непосредственной связи со вторым законом находится лемма, в которой показывается, что в пределе для бесконечно малых промежутков времени изменения скорости тела, а значит, и количества движения, производимые силой, пропорциональны времени, пройденное же телом по направлению силы пространство пропорционально квадрату времени. Эта лемма, в связи «со вторым законом» и с понятием об «ускорении» в его теперешнем смысле, и устанавливает пропорциональность силы ускорению.

III. Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

Закон III. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Если что-либо давит на что-нибудь другое или тянет его, то оно само этим последним давится или тянется. Если кто нажимает пальцем на камень, то и палец его также нажимается камнем. Если лошадь тащит камень, привязанный к канату, то и, обратно, она с равным усилием оттягивается к камню, ибо натянутый канат своею упругостью производит одинаковое усилие на лошадь в сторону камня, и на камень в сторону лошади.

И насколько этот канат препятствует движению лошади вперед, настолько же он побуждает движение вперед камня. Если какое-нибудь тело, ударившись в другое тело, изменяет своею силою его количество движения на сколько-нибудь, то оно претерпит от силы второго тела в своем собственном количестве движения то же самое изменение, но обратно направленное, ибо давления этих тел друг на друга постоянно равны. От таких взаимодействий всегда происходят равные изменения не скоростей, а количеств движения, предполагая, конечно, что тела никаким другим усилиям не подвергаются. Изменения скоростей, происходящие также в противоположные стороны, будут обратно пропорциональны массам тел, ибо количества движения получают равные изменения.

По книге: И. Ньютон. Математические начала натуральной философии. пер. с лат. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989.

Используемые сайты:

http://www.college.ru/physycs/courses/

http://physics.5ballov.ru

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Формулы по теории вероятности для егэ шпаргалки
  • Формулы по теории вероятности для егэ профиль математика
  • Формулы по стереометрии для егэ профиль математика 2022
  • Формулы по планиметрии для егэ профиль математика 2022
  • Формулы по озз к экзамену