Физика в ЛШ-2012 Лекция 2 14 августа 2012 г.
Физика в ЛШ-2012Лекция 2
14 августа 2012 г.
Что вообще происходит?
ЛШ-2012
СУНЦ НГУ
НГУ
…
раздолбаи …
МГУ, МФТИ, …
СО РАНБизнесТехнологии Заграница
раздолбаи …
1. Олимпиада по физике PASSED2. Лекции (4 штуки)
◦ Школьная физика – 3 IN PROGRESS◦ Физические демонстрации – 1◦ Слушаем, записываем и запоминаем◦ Задаём вопросы
3. Семинары (5 штук) IN PROGRESS◦ Решаем задачки◦ Задаём вопросы◦ Слушаем и пытаемся понять!
4. Контрольная по физике!
Квест «Физика в ЛШ-2012»
Научно-популярные лекции◦ Тёмная материя и тёмная энергия во Вселенной –
9 августа (сегодня!), 15:00, МА◦ Элементарные частицы, бозон Хиггса и Большой
адронный коллайдер – 15 августа, 15:00, БФА Физбой Конкурс фантастических проектов Экскурсия в Институт ядерной физики СО
РАН
Бонус-пак для фанатов
Кинематика PASSED◦ Как тела движутся
Динамика IN PROGRESS◦ Почему тела движутся
Статика IN PROGRESS◦ Когда тела НЕ движутся
Законы сохранения IN PROGRESS ◦ Что не меняется в процессе
движения тел?
◦ Молекулярная физика◦ Жидкости и газы
Что мы будем изучать?
Кинематика изучает движение тел Основные понятия:
◦ Координата◦ Перемещение◦ Скорость◦ Ускорение
Векторные величины!
Отличаем виды движенияи их уравнения
Краткое содержаниепредыдущей серии
К динамиту отношения почти не имеет
Изучает причины движения тел◦ Основная причина движения – действие сил
Основные понятия:◦ сила◦ импульс тела◦ масса тела
Динамика
Координаты + время
Прицеплены к материальным телам◦ Могут двигаться друг относительно друга
Инерциальные и неинерциальные◦ Существуют ли инерциальные СО? – см. бонус-
пак
Векторные величины разные в разных СО!
Системы отсчёта
Что такое вес?◦ Сила, приложенная к опоре или подвесу◦ Измеряется в ньютонах
Что такое масса?◦ Показатель состава тела, не зависит от
условий◦ Измеряется в килограммах
Масса и вес – в чём разница?
Определяет «количество движения»◦ P = mV
Векторная величина!
Измеряется в кг•м/с или Н•с◦ Специальную единицу пока не придумали
Изменение импульса –результат действия силы
Импульс тела
Причина движения тел◦ Результат воздействия поля◦ Чёткое определение – только на 2 курсе ФФ
Измеряется в ньютонах◦ 1 Н = 1 кг•м/с2
Законы Ньютона:◦ Первый: про инерциальные системы отсчёта◦ Второй: связь силы и ускорения – F = ΔP/Δt =
ma◦ Третий: про действие и противодействие
Что есть Сила?
Инструкция по эксплуатации
Сила
Импульс
Массу
Ускорение
меняет придаёт
действует на
придаёт
F = ΔP/Δt = ma
В простом случае◦ F = mg
В сложном случае◦ F = - G m1m2 / R2
◦ В ещё более сложном случае – система из 10 уравнений Эйнштейна
Антигравитация? – на самом деле бывает!◦ Подробнее – на 6 курсе ФФ НГУ
Невесомость: нет веса (но не массы!)
Сила тяготения
Центростремительное ускорение◦ aц = v2/R◦ направление – к центру
Для вращения тела нужно обеспечить aц
◦ например, за счёт притяжения
Центробежной силы не бывает!◦ во всём виновата инерция
Движение по окружности
А ТЫ ПИШЕШЬКОНСПЕКТ ЛЕКЦИИ?
Противодействие весу тела◦ не даёт телу просочиться внутрь стола
Сила реакции опоры
Зависит от силы реакции опоры◦ Fтр = μN◦ Направлена против движения тела
Сила трения покоя◦ от нуля до μN
Непотенциальная сила!
Сила трения
Сила, выталкивающаяпогруженные тела
= весу вытесненной воды◦ FА = ρжVg
Плотность тела > плотности воды – тонет Плотность тела < плотности воды – плавает
FА - mg = (ρЖ-ρТ) Vg
Сила Архимеда
Условия неподвижности тел
Отсутствие ускорения системы:◦ сумма действующих сил = 0
Отсутствие вращения системы:◦ сумма моментов действующих сил = 0
Момент силы = сила • плечо
Статика
Закон сохранения импульса◦ Всегда ли выполняется?
Закон сохранения энергии◦ Энергия – потенциальная, кинетическая, …◦ Всегда ли выполняется?
Какие ещё величины сохраняются в физике?
Законы сохранения
Определяет «количество движения»◦ P = mV
Векторная величина!
Изменение импульса – действие силы:◦ F = ΔP/Δt
В замкнутых системахимпульс сохраняется
Закон сохранения импульса
Что такое энергия?◦ Точное общее определение – 2 курс ФФ
Потенциальная энергия◦ зависит от положения тела◦ результат наличия поля
Кинетическая энергия◦ зависит от скорости тела
Внутренняя энергия◦ зависит от состояния и состава тела
Энергия
Гравитационное поле◦ E = mgh◦ E = - Gm1m2/R
Энергия сжатой пружины◦ E = k Δx2/2
Потенциальная энергия
Обладает любое движущееся тело◦ E = mv2/2
Скорость – величина векторная!◦ Кинетическая энергия зависит от системы
отсчёта
Минимальная энергия –в системе отсчётацентра масс
Кинетическая энергия
Полная энергия системы в механических процессах сохраняется.◦ А как же работа сил?◦ А как же сила трения?
Исключение: квантовые процессы◦ на очень короткое время закон сохранения энергии
может нарушаться
Закон сохранения энергии
Епот + Екин + Евн = const
Упругий удар◦ Например, бильярдные шарики◦ E = const, P = const
Неупругий удар◦ Например, кусочки пластилина
E ≠ const, P = const
Соударения тел
Закон сохранения энергии Закон сохранения импульса
m1v12/2 + m 2v2
2/2 = E0
P1 + P 2 = P0
◦ векторно!
Абсолютно упругий удар
Закон сохранения энергии – с потерями Закон сохранения импульса
E0 = m1v12/2 + m 2v2
2/2 + ΔE◦ энергия уходит в тепло
P0 = P1 + P 2
◦ векторно!
Абсолютно неупругий удар
Молекулярная физика◦ Вещества в жидкой и газообразной фазе◦ Какие ещё фазы веществ бывают?
Гидродинамика◦ Жидкости в трубах и стаканах
Расширение и сжатие газов◦ Тепловые двигатели и двигатели
внутреннего сгорания◦ Как получается тепло в батарее
и электричество в розетке?
Смотрите в следующей серии
Спасибо за внимание, приходите к нам ещё
15 августа (завтра!), 15:00Лекция про Большой адронный коллайдер и
бозоны Хиггса
Успехов!
THE END