![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Понятие о физической картине мира.Стр 1 из 7Следующая ⇒
Пути развития физики. Наблюдение - гипотеза - эксперимент – опыт - теория или закон.
Наблюдение представляет собой целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, в ходе которого человек получает первичную информацию об окружающем мире. Наблюдения проводятся непосредственно и с помощью технических средств. Результаты наблюдений фиксируются в описании.
Научная гипотеза ( греч. hypothesis – основание, предположение) – предсказанное утверждение, предположение или догадка. Гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдение. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт, или же опровергают с помощью ряда экспериментов или опытов. Эксперимент или опыт – представляет собой целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на интересующийся объект или явления для изучения его различных сторон, связей и отношений. Эксперимент позволяет увидетьобъект или процесс в чистом виде, исключает воздействие посторонних факторов. Основная задача эксперимента заключается в проверке гипотез и выводов теории, имеющих фундаментальное и прикладное значение. Благодаря наблюдениям или поставленным опытам были открыты законы. Теория подводит итог всему сказанному и рисует перспективы для дальнейшего исследования. Теория – система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. Теории формулируются, разрабатываются и проверяются в соответствии с научным методом. Закон - вербальное или математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями.
Физика тесно связана с математикой: математика представляет аппарат, с помощью которого физические законы могут быть точно сформулированы. Физические теории почти всегда формулируются в виде математических выражений, причем используются более сложные разделы математики, чем обычно в других науках. И наоборот, развитие многих областей математики стимулировалось потребностями физических теорий.
Понятие о физической картине мира. Под физической картиной мира понимают целостную систему представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, возникающую в результате обобщения основных естественнонаучных теорий. 4. Понятие о величине и измерении. Измерение – это определение количественных значений (характеристик) изучаемых сторон или свойств объекта с помощью специальных технических устройств. Всё, что можно измерить, называется величиной. Все физические величины с их основными единицами измерения составляют Международную систему единиц СИ, которая состоит из основных и производных величин. Основные: длина, масса, время, температура, сила тока, сила света, молярная масса. Производными величинами являются все остальные; например: площадь, скорость, сила, давление и т.д. Единица измерения производной величины выражается через основные. Например. Скорость [u]=м / с u=S / t Сила [ F ] = H = F = m× g Измерение бывает прямым и косвенным. При прямом измерении значении физической величины определяется непосредственным сравнением с её единицей измерения. При косвенном измерении значении величины определяется по формуле.
Лекционный материал к занятию № 3
Раздел 1. «МЕХАНИКА»
Механика – раздел физики, изучающий механическое движение тел и их взаимодействия.
Тема 1.1. Кинематика. Кинематика – раздел механики, в котором изучаются виды движения тел без учета их массы и действующих на него сил.
Понятие механического движения. Изменение положения тел в пространстве относительно других тел называется м е х а н и ч е с к и м д в и ж е н и е м. Механическое движение бывает поступательным и вращательным. При поступательном движении все точки тела движутся одинаково. При вращательном движении - по окружности. Любое движение тела относительно, т.е. зависит от выбора системы отсчета. В с и с т е м у о т с ч е т а входит тело, относительно которого происходит движение, система координат, связанная с этим телом, часы, отсчитывающие время. Тело, размерами которого можно пренебречь, в рассматриваемых условиях называется м а т е р и а л ь н о й т о ч к о й. Кинематические элементы материальной точки: траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение. Т р а е к т о р и я - линия, описываемая телом в процессе движения. П у т ь - S, расстояние, пройденное телом. [ S ] = м П е р е м е щ е н и е - вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела. С к о р о с т ь - u, величина, характеризующая быстроту движения. [u] = м /с У с к о р е н и е - а, величина, характеризующая изменение скорости. [ a ] = м /с2
Контрольные вопросы. 1. Что называется механическим движением? Назовите виды движения. 2. Что входит в систему отсчета? 3. Что называется материальной точкой? 4. Что характеризует скорость и ускорение? Какой буквой обозначаются и в каких единицах измеряются?
Лекционный материал к занятию № 4
Поступательное движение. В и д ы д в и ж е н и й в з а в и с и м о с т и: 1. от траектории - прямолинейное и криволинейное; 2. от скорости: равномерное, равноускоренное. a) равномерное - движение, при котором точка за любые равные промежутки времени совершает одинаковые промежутки пути.
u = const
t, c
б) равноускоренное, т.е. тело движется с ускорением а;
u = u0 + a· t - уравнение скорости;
Равноускоренное движение бывает равноускоренным и равнозамедленным. При равноускоренном движении скорость увеличивается, a > 0, направление
u = u0 + аt u0
0 t, c Если график расположен ближе к оси u, то тело движется с большим ускорением, если ближе к оси t, то с меньшим ускорением.
u = u0 - аt 0 t, c
Частным случаем прямолинейного равноускоренного движения является свободное падение тела. Это движение происходит с одинаковым для всех тел ускорением свободного падения g = 9, 81 м / с2 Контрольные вопросы. 1. Назовите виды движения в зависимости от траектории и скорости. 2. Что можно сказать про скорость и ускорение при равномерном, равноускоренном и равнозамедленном движении? 3. Формулы скорости и пути при равномерном и равноускоренном движении. Лекционный материал к занятию № 6
Свободное – значит без сопротивления воздуха, в вакууме. В этом случае на движение не влияют форма и размеры тела, его масса. Впервые подробно изучал Г. Галилей (1564-1642). Частный случай равноускоренного движения. a º g – одинаково для всех тел. Для задач: g = 10 м/с2. Обозначение перемещения: s = h (высота). Свободное падение gy> 0
Тело брошено вертикально вверх gy< 0
Лекционный материал к занятию № 7
Вращательное движение Движение, при котором все точки тела движутся по окружности, называется вращательным. Криволинейное движение - движение тела, траектория которого представляет собой кривую линию. Любое криволинейное движение можно представить как движение тела по окружностям с различными радиусами.
![]()
[ ω ] = рад/с (радиан в секунду) ω Угловая скорость показывает, на какой угол поворачивается тело за единицу времени. υ = ω R – формула связи линейной скорости с угловой R – радиус-вектор, м υ – линейная скорость, м/с Линейная скорость направлена по касательной в каждой точке к окружности. При движении тела по окружности скорость постоянно изменяет свое направление, следователь тело движется с ускорением а.
Ускорение состоит из двух составляющих: тангенциального и нормального ускорения. Тангенциальное (касательное) ускорение, aτ – Характеризует изменение значения скорости и направленно по касательной к траектории, т.е. направление тангенциального ускорения совпадает с направлением линейной скорости. Нормальное ускорение an – направленно вдоль нормали к окружности в данной точке т.е по радиусу.(перпендикулярно линейной скорости). Характеризует изменение скорости по направлению. Полное ускорение:
При движении тела по окружности с постоянной скоростью u = const, следовательно, aτ = 0 и тело обладает только нормальным ускорением an, которое направлено по радиусу к центру. Это ускорение называется центростремительным ац, т.е. an = aц.
Контрольные вопросы. 1. Какая величина характеризует вращательное движение? Что она характеризует? 2. Как направлены и что характеризует касательное и тангенциальное ускорения? 3. Формула связи линейной скорости с угловой.
Лекционный материал к занятию № 9
Тема 1.2. Динамика. Динамика – раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения. Взаимодействие тел. Принцип суперпозиции сил. Законы динамики Ньютона. Динамические характеристики:
[F] = H =
Равнодействующая сил Fр - векторная сумма всех сил, действующих на тело.
Fр = F1 + F2 +... + Fn = å Fi
Масса - скалярная величина, мера и н е р т н о с т и тела. [ m ] = кг.
В основе динамики лежат три закона Ньютона.
Такие системы отсчета называются инерциальными (ИСО).
Свойство тел сохранять свою скорость постоянной при отсутствии действия других тел называется инерцией. Инертность – свойство присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению их скорости (как по модулю, так и по направлению).
Направление силы и ускорения всегда совпадают. 3-й закон Ньютона. Тела действуют друг на друга с силами, равными по абсолютной величине и противоположными по направлению.
F1 = - F2 Свойства этих сил: 1. Всегда действуют парами. 2. Одной природы. 3. Силы приложены к разным телам! (F1 – к первому телу, F2 – ко второму телу). Нельзя складывать! Не уравновешивают друг друга!
Механика, в которой рассматриваются тела, движущиеся с небольшими скоростями, называется классической механикой. В классической механике выполняются законы Ньютона. Механика, в которой рассматриваются тела, движущиеся со скоростями близкими к скорости света, называется релятивистской механикой. Скорость света в вакууме с = 300000 км/с. В релятивистской механике законы Ньютона не выполняются.
Контрольные вопросы. 1. Дать понятие силы и массы. 2. Какое движение и состояние описывает первый и второй законы Ньютона? 3. Какие ограничения существуют у законов Ньютона?
Лекционный материал к занятию № 10
Виды сил. 1. Силы упругой деформации Силы упругой деформации возникают при деформации тела под внешним воздействием. Деформация - изменение размеров и формы тела под действием внешних сил. Упругая деформация – деформация, которые полностью исчезают после прекращения действия сил. Пластическая деформация - деформация, которая не исчезает после действия сил.
Виды деформаций. (тросы, цепи) (колонны, стены) (болты, заклёпки) (гайки, волы, оси) (мосты, балки)
Примеры сил упругости: 1. Сила упругости пружины и для малых упругих деформаций растяжения и сжатия выполняется закон Гука, инаправлена в сторону противоположную перемещению частиц тела.
kупр - коэффициент упругости (жесткости) пружины, Н/м Dх - изменение длины пружины, м.
2.
3. Сила натяжения – Т или Fнат направлена вдоль нити или троса от тела.
|