Formule tout aussi accélérée. Mouvement uniformément accéléré

mouvement mécanique

mouvement mécanique est le processus de changement de position d'un corps dans l'espace au fil du temps par rapport à un autre corps, que nous considérons comme immobile.

Le corps, traditionnellement pris pour immobile, est le corps de référence.

Organisme de référence est un corps par rapport auquel la position d'un autre corps est déterminée.

Système de référence- il s'agit d'un corps de référence, d'un système de coordonnées étroitement lié à celui-ci et d'un dispositif de mesure du temps de mouvement.

Trajectoire

trajectoire corporelle -cette ligne continue, qui est décrit par un mobile (considéré comme un point matériel) par rapport au référentiel choisi.

Distance parcourue

Distance parcourue est une valeur scalaire égale à la longueur de l'arc de la trajectoire parcourue par le corps en un certain temps.

en mouvement

En déplaçant le corps appelé un segment dirigé d'une ligne droite reliant la position initiale du corps à sa position ultérieure, une quantité vectorielle.

Vitesse de déplacement moyenne et instantanée Direction et module de la vitesse.

Vitesse - quantité physique, qui caractérise le taux de variation de la coordonnée.

Vitesse de déplacement moyenne- il s'agit d'une grandeur physique égale au rapport du vecteur de déplacement du point sur l'intervalle de temps pendant lequel ce déplacement s'est produit. direction du vecteur la vitesse moyenne coïncide avec la direction du vecteur de déplacement ∆S

Vitesse instantanée est une grandeur physique égale à la limite vers laquelle tend la vitesse moyenne avec une diminution infinie de l'intervalle de temps ∆t. Vecteur la vitesse instantanée est dirigée tangentiellement à la trajectoire. Module est égal à la dérivée première du chemin par rapport au temps.

Formule de trajectoire pour un mouvement uniformément accéléré.

Mouvement uniformément accéléré - c'est un mouvement dans lequel l'accélération est constante en amplitude et en direction.

Accélération du mouvement

Accélération du mouvement - une grandeur physique vectorielle qui détermine le taux de variation de la vitesse du corps, c'est-à-dire la première dérivée de la vitesse par rapport au temps.

Accélérations tangentielles et normales.

Accélération tangentielle (tangentielle) est la composante du vecteur accélération dirigée le long de la tangente à la trajectoire en un point donné de la trajectoire. L'accélération tangentielle caractérise le changement de modulo de vitesse lors d'un mouvement curviligne.

Direction vecteurs d'accélération tangentielle une se trouve sur le même axe que le cercle tangent, qui est la trajectoire du corps.

Accélération normale- est une composante du vecteur d'accélération dirigée le long de la normale à la trajectoire du mouvement en un point donné de la trajectoire du corps.

Vecteur perpendiculaire à la vitesse linéaire de déplacement, dirigée selon le rayon de courbure de la trajectoire.

Formule de vitesse pour un mouvement uniformément accéléré

Première loi de Newton (ou loi d'inertie)

Il existe de tels référentiels par rapport auxquels des corps isolés en mouvement progressif conservent leur vitesse inchangée en valeur absolue et en direction.

référentiel inertiel est un tel système de référence, par rapport auquel un point matériel, libre de toute influence extérieure, repose ou se déplace en ligne droite et uniformément (c'est-à-dire à vitesse constante).

Dans la nature, il y a quatre type d'interaction

1. Gravitationnelle (force gravitationnelle) est l'interaction entre les corps qui ont une masse.

2. Électromagnétique - valable pour les corps chargés électriquement, responsables de forces mécaniques telles que la force de frottement et la force élastique.

3. Forte - l'interaction est à courte portée, c'est-à-dire qu'elle agit à une distance de l'ordre de la taille du noyau.

4. Faible. Une telle interaction est responsable de certains types d'interaction entre les particules élémentaires, de certains types de désintégration β et d'autres processus se produisant à l'intérieur d'un atome, d'un noyau atomique.

Poids - est une caractéristique quantitative des propriétés inertes du corps. Il montre comment le corps réagit aux influences extérieures.

Force - est une mesure quantitative de l'action d'un corps sur un autre.

Deuxième loi de Newton.

La force agissant sur le corps est égale au produit de la masse corporelle et de l'accélération conférée par cette force : F=ma

mesuré en

La quantité physique égale au produit de la masse du corps et de la vitesse de son mouvement s'appelle élan du corps (ou quantité de mouvement). La quantité de mouvement du corps est une grandeur vectorielle. L'unité SI de la quantité de mouvement est kilogramme-mètre par seconde (kg m/s).

Expression de la deuxième loi de Newton en termes de changement de quantité de mouvement du corps

Mouvement uniforme - c'est un mouvement à vitesse constante, c'est-à-dire lorsque la vitesse ne change pas (v \u003d const) et qu'il n'y a pas d'accélération ou de décélération (a \u003d 0).

Mouvement rectiligne - c'est un mouvement en ligne droite, c'est-à-dire que la trajectoire du mouvement rectiligne est une ligne droite.

Mouvement uniformément accéléré - mouvement dans lequel l'accélération est constante en amplitude et en direction.

Troisième loi de Newton. Exemples.

Épaule de force.

Épaule de force est la longueur de la perpendiculaire d'un point fictif O à la force. Le centre fictif, point O, sera choisi arbitrairement, les moments de chaque force sont déterminés par rapport à ce point. Il est impossible de choisir un point O pour déterminer les moments de certaines forces, et de le choisir ailleurs pour trouver les moments d'autres forces !

On sélectionne le point O à un endroit arbitraire, on ne change plus son emplacement. Alors le bras de gravité est la longueur de la perpendiculaire (segment d) sur la figure

Moment d'inertie tél.

Moment d'inertie J(kgm 2) - un paramètre similaire à signification physique masse en mouvement de translation. Il caractérise la mesure de l'inertie des corps tournant autour d'un axe de rotation fixe. Le moment d'inertie d'un point matériel de masse m est égal au produit de la masse par le carré de la distance du point à l'axe de rotation : .

Le moment d'inertie d'un corps est la somme des moments d'inertie des points matériels qui composent ce corps. Il peut être exprimé en termes de poids corporel et de dimensions.

Théorème de Steiner.

Moment d'inertie J corps par rapport à un axe fixe arbitraire est égal à la somme du moment d'inertie de ce corps JC par rapport à un axe qui lui est parallèle, passant par le centre de masse du corps, et le produit de la masse corporelle m par distance carrée entre essieux :

JC- moment d'inertie connu autour de l'axe passant par le centre de masse du corps,

J- le moment d'inertie souhaité autour d'un axe parallèle,

m- masse corporelle,

- la distance entre les axes indiqués.

Loi de conservation du moment cinétique. Exemples.

Si la somme des moments des forces agissant sur un corps tournant autour d'un axe fixe est égale à zéro, alors le moment cinétique est conservé (loi de conservation du moment cinétique):
.

La loi de conservation du moment cinétique est très claire dans les expériences avec un gyroscope équilibré - un corps en rotation rapide à trois degrés de liberté (Fig. 6.9).

C'est la loi de conservation du moment cinétique qui est utilisée par les danseurs sur glace pour modifier la vitesse de rotation. Ou plus exemple célèbre- Le banc de Joukovski (Fig. 6.11).

Travail forcé.

Le travail de la force -mesure de l'action d'une force dans la transformation d'un mouvement mécanique en une autre forme de mouvement.

Exemples de formules pour le travail des forces.

le travail de la gravité ; travail de la gravité sur une surface inclinée

travail de force élastique

Le travail de la force de frottement

énergie mécanique du corps.

énergie mécanique est une grandeur physique qui est fonction de l'état du système et caractérise la capacité du système à effectuer un travail.

Caractéristique d'oscillation

Phase détermine l'état du système, à savoir la coordonnée, la vitesse, l'accélération, l'énergie, etc.

Fréquence cyclique caractérise le taux de changement de la phase d'oscillation.

L'état initial du système oscillatoire caractérise phase initiale

Amplitude d'oscillation A est le plus grand déplacement par rapport à la position d'équilibre

Période T- c'est la période de temps pendant laquelle la pointe effectue une oscillation complète.

Fréquence d'oscillation est le nombre d'oscillations complètes par unité de temps t.

La fréquence, la fréquence cyclique et la période d'oscillation sont liées comme

pendule physique.

pendule physique - un corps rigide capable d'osciller autour d'un axe qui ne coïncide pas avec le centre de masse.

Charge électrique.

Charge électrique est une grandeur physique qui caractérise la propriété des particules ou des corps à entrer dans des interactions de force électromagnétique.

La charge électrique est généralement désignée par les lettres q ou Q.

L'ensemble de tous les faits expérimentaux connus nous permet de tirer les conclusions suivantes :

Il existe deux sortes charges électriques, appelés classiquement positifs et négatifs.

· Les charges peuvent être transférées (par exemple, par contact direct) d'un corps à un autre. Contrairement à la masse corporelle, la charge électrique n'est pas une caractéristique inhérente à un corps donné. Le même corps dans conditions différentes peut avoir des frais différents.

Les charges du même nom se repoussent, contrairement aux charges qui s'attirent. Cela se manifeste aussi différence fondamentale forces électromagnétiques de la gravitation. Forces gravitationnelles sont toujours des forces d'attraction.

La loi de coulomb.

Le module de la force d'interaction de deux charges électriques stationnaires ponctuelles dans le vide est directement proportionnel au produit des amplitudes de ces charges et inversement proportionnel au carré de la distance qui les sépare.

Г est la distance entre eux, k est le coefficient de proportionnalité, en fonction du choix du système d'unités, en SI

La valeur indiquant combien de fois la force d'interaction des charges dans le vide est supérieure à celle dans un milieu s'appelle la permittivité du milieu E. Pour un milieu de permittivité e, la loi de Coulomb s'écrit :

En SI, le coefficient k s'écrit généralement comme suit :

Constante électrique, numériquement égale à

En utilisant la constante électrique, la loi de Coulomb a la forme :

champ électrostatique.

champ électrostatique - un champ créé par des charges électriques immobiles dans l'espace et inchangées dans le temps (en l'absence de courants électriques). Le champ électrique est type particulier matière, liée à des charges électriques et transférant les actions des charges les unes aux autres.

Les principales caractéristiques du champ électrostatique :

tension

potentiel

Exemples de formules pour l'intensité de champ de corps chargés.

1. L'intensité du champ électrostatique créé par une surface sphérique uniformément chargée.

Soit une surface sphérique de rayon R (Fig. 13.7) portant une charge q uniformément répartie, c'est-à-dire la densité de charge de surface en tout point de la sphère sera la même.

Nous enfermons notre surface sphérique dans une surface symétrique S de rayon r>R. Le flux vectoriel d'intensité à travers la surface S sera égal à

D'après le théorème de Gauss

En conséquence

En comparant cette relation avec la formule de l'intensité du champ d'une charge ponctuelle, nous pouvons conclure que l'intensité du champ à l'extérieur de la sphère chargée est la même que si la charge entière de la sphère était concentrée en son centre.

Pour des points situés à la surface d'une sphère chargée de rayon R, par analogie avec l'équation ci-dessus, on peut écrire

Traçons par le point B, situé à l'intérieur de la surface sphérique chargée, la sphère S de rayon r

2. Champ électrostatique de la balle.

Soit une boule de rayon R, uniformément chargée de densité apparente.

En tout point A, situé à l'extérieur de la balle à une distance r de son centre (r>R), son champ est similaire au champ d'une charge ponctuelle située au centre de la balle.

Puis en dehors du ballon

et sur sa surface (r=R)

Au point B, situé à l'intérieur de la boule à des distances r de son centre (r>R), le champ n'est déterminé que par la charge enfermée à l'intérieur de la sphère de rayon r. Le flux vectoriel d'intensité à travers cette sphère est égal à

d'autre part, d'après le théorème de Gauss

D'une comparaison des dernières expressions, il s'ensuit

où est la permittivité à l'intérieur de la sphère.

3. Intensité du champ d'un filament rectiligne infini uniformément chargé (ou cylindre).

Supposons qu'une surface cylindrique creuse de rayon R soit chargée d'une masse linéique constante .

Dessinons une surface cylindrique coaxiale de rayon Le flux du vecteur intensité à travers cette surface

D'après le théorème de Gauss

À partir des deux dernières expressions, nous déterminons l'intensité du champ créé par un fil uniformément chargé :

Supposons que le plan ait une étendue infinie et que la charge par unité de surface soit égale à σ. Des lois de symétrie, il s'ensuit que le champ est dirigé partout perpendiculairement au plan, et s'il n'y a pas d'autres charges externes, alors les champs des deux côtés du plan doivent être les mêmes. Limitons une partie du plan chargé à une boîte cylindrique imaginaire, de sorte que la boîte soit coupée en deux et que ses génératrices soient perpendiculaires, et que deux bases, ayant chacune une aire S, soient parallèles au plan chargé (figure 1.10).

flux vectoriel total ; la tension est égale au vecteur multiplié par l'aire S de la première base, plus le vecteur flux à travers la base opposée. Flux de tension à travers surface latérale cylindre est nul, car les lignes de tension ne les croisent pas.

Ainsi, d'autre part, d'après le théorème de Gauss

En conséquence

Mais alors l'intensité du champ d'un plan infini uniformément chargé sera égale à

Cette expression n'inclut pas les coordonnées, donc le champ électrostatique sera uniforme et sa force en tout point du champ est la même.

5. L'intensité du champ créé par deux plans parallèles infinis, chargés de manière opposée avec la même densité.

Comme on peut le voir sur la figure 13.13, l'intensité du champ entre deux plans parallèles infinis ayant densités de surface charges et sont égaux à la somme des intensités de champ créées par les plaques, c'est-à-dire

De cette façon,

En dehors de la plaque, les vecteurs de chacun d'eux sont dirigés dans des directions opposées et s'annulent. Par conséquent, l'intensité du champ dans l'espace entourant les plaques sera égale à zéro E=0.

Électricité.

Électricité - mouvement dirigé (ordonné) de particules chargées

Forces tierces.

Forces tierces- des forces de nature non électrique, provoquant le déplacement de charges électriques à l'intérieur d'une source de courant continu. Toutes les forces autres que les forces de Coulomb sont considérées comme externes.

fem Tension.

Force électromotrice (EMF) - une grandeur physique qui caractérise le travail des forces externes (non potentielles) dans les sources de courant continu ou alternatif. Dans une conduite fermée Circuit EMF est égal au travail de ces forces pour déplacer une charge positive unitaire le long du contour.

EMF peut être exprimé en termes de tension champ électrique forces extérieures

Tension (U) est égal au rapport du travail du champ électrique sur le mouvement de la charge
à la valeur de la charge transférée dans la section de circuit.

Unité de mesure de la tension dans le système SI :

Force actuelle.

Courant (I)- une quantité scalaire égale au rapport de la charge q qui a traversé section transversale conducteur, à l'intervalle de temps t pendant lequel le courant a circulé. L'intensité du courant indique la quantité de charge qui traverse la section transversale du conducteur par unité de temps.

la densité actuelle.

Densité de courant j - un vecteur dont le module est égal au rapport de l'intensité du courant traversant une certaine zone, perpendiculaire à la direction du courant, à la valeur de cette zone.

L'unité SI de la densité de courant est l'ampère par mètre carré(A/m2).

Loi d'Ohm.

Le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Loi de Joule-Lenz.

Au passage courant électriqueà travers le conducteur, la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur est directement proportionnelle au carré du courant, à la résistance du conducteur et au temps pendant lequel le courant électrique a traversé le conducteur.

Interaction magnétique.

Interaction magnétique- cette interaction est l'ordre des charges électriques en mouvement.

Un champ magnétique.

Un champ magnétique- il s'agit d'un type particulier de matière, à travers lequel s'effectue l'interaction entre les particules en mouvement chargées électriquement.

Force de Lorentz et force d'Ampère.

Force de Lorentz- force agissant latéralement champ magnétique sur une charge positive se déplaçant à une vitesse (ici, est la vitesse du mouvement ordonné des porteurs de charge positifs). Module de force de Lorentz :

Puissance de l'ampli est la force avec laquelle un champ magnétique agit sur un conducteur sous tension.

Le module de force Ampère est égal au produit de l'intensité du courant dans le conducteur et du module du vecteur d'induction magnétique, de la longueur du conducteur et du sinus de l'angle entre le vecteur d'induction magnétique et le sens du courant dans le conducteur .

La force Ampère est maximale si le vecteur d'induction magnétique est perpendiculaire au conducteur.

Si le vecteur d'induction magnétique est parallèle au conducteur, le champ magnétique n'a aucun effet sur le conducteur avec le courant, c'est-à-dire La force d'Ampère est nulle.

La direction de la force d'Ampère est déterminée par la règle de la main gauche.

Loi Biot-Savart-Laplace.

Loi de Bio Savart Laplace- Le champ magnétique de tout courant peut être calculé comme la somme vectorielle des champs créés par des sections individuelles de courants.

Formulation

Laisser être DC s'écoule le long du contour γ, qui est dans le vide, est le point où le champ est recherché, alors l'induction du champ magnétique en ce point est exprimée par l'intégrale (dans le système SI)

La direction est perpendiculaire et, c'est-à-dire perpendiculaire au plan dans lequel ils se trouvent, et coïncide avec la tangente à la ligne d'induction magnétique. Ce sens peut être trouvé par la règle de recherche des lignes d'induction magnétique (règle de la vis droite) : le sens de rotation de la tête de vis donne le sens si le mouvement de translation de la vrille correspond au sens du courant dans l'élément . Le module du vecteur est déterminé par l'expression (dans le système SI)

Le potentiel vectoriel est donné par l'intégrale (dans le système SI)

Inductance de boucle.

Inductance - physique magnitude, numériquement égal à EMF auto-induction qui se produit dans le circuit lorsque le courant change de 1 ampère en 1 seconde.
De plus, l'inductance peut être calculée par la formule :

où F est le flux magnétique à travers le circuit, I est l'intensité du courant dans le circuit.

Unités SI pour l'inductance :

L'énergie du champ magnétique.

Le champ magnétique a de l'énergie. Tout comme un condensateur chargé a une réserve énergie électrique, dans la bobine, à travers les spires desquelles circule le courant, il y a un apport d'énergie magnétique.

Induction électromagnétique.

Induction électromagnétique - le phénomène d'apparition de courant électrique dans un circuit fermé lors du changement Flux magnétique le traversant.

La règle de Lenz.

La règle de Lenz

Se produisant en boucle fermée courant d'induction son champ magnétique contrecarre le changement du flux magnétique par lequel il est causé.

La première équation de Maxwell

2. Tout champ magnétique déplacé génère un champ électrique vortex (loi fondamentale de l'induction électromagnétique).

Deuxième équation de Maxwell :

Un rayonnement électromagnétique.

ondes électromagnétiques, rayonnement électromagnétique- perturbation se propageant dans l'espace (changement d'état) Champ électromagnétique.

3.1. Vague sont des vibrations qui se propagent dans l'espace au cours du temps.
ondes mécaniques ne peut se propager que dans un milieu (substance) : dans un gaz, dans un liquide, dans un solide. Les ondes sont générées par des corps oscillants qui créent une déformation du milieu dans l'espace environnant. Condition nécessaire car l'apparition des ondes élastiques est l'apparition au moment de la perturbation du milieu de forces l'empêchant, en particulier l'élasticité. Ils ont tendance à rapprocher les particules voisines lorsqu'elles s'éloignent et à les éloigner lorsqu'elles se rapprochent. Les forces élastiques, agissant sur les particules éloignées de la source de perturbation, commencent à les déséquilibrer. Vagues longitudinales caractéristique uniquement des milieux gazeux et liquides, mais transversal- également aux solides : la raison en est que les particules qui composent ces milieux peuvent se déplacer librement, puisqu'elles ne sont pas rigidement fixées, contrairement à solides. Respectivement, vibrations transversales fondamentalement impossible.

Les ondes longitudinales apparaissent lorsque les particules du milieu oscillent en s'orientant le long du vecteur de propagation de la perturbation. Les ondes transversales se propagent dans une direction perpendiculaire au vecteur d'impact. En bref : si dans un milieu la déformation provoquée par une perturbation se manifeste sous forme de cisaillement, de tension et de compression, alors nous parlons autour d'un corps solide, pour lequel les ondes longitudinales et transversales sont possibles. Si l'apparition d'un changement est impossible, le support peut être n'importe lequel.

Chaque onde se propage à une certaine vitesse. En dessous de vitesse des vagues comprendre la vitesse de propagation de la perturbation. La vitesse de l'onde étant une valeur constante (pour un milieu donné), la distance parcourue par l'onde est égale au produit de la vitesse par le temps de sa propagation. Ainsi, pour trouver la longueur d'onde, il faut multiplier la vitesse de l'onde par la période d'oscillations de celle-ci :

Longueur d'onde - la distance entre deux points de l'espace les plus proches l'un de l'autre où se produisent des oscillations dans la même phase. La longueur d'onde correspond à la période spatiale de l'onde, c'est-à-dire la distance que "parcourt" un point à phase constante dans un intervalle de temps égal à la période d'oscillation, donc

nombre d'onde(aussi appelé fréquence spatiale) est le rapport 2 π radian à longueur d'onde : analogue spatial de la fréquence circulaire.

Définition: le nombre d'onde k est le taux de croissance de la phase de l'onde φ le long de la coordonnée spatiale.

3.2. onde plane - une onde dont le front a la forme d'un plan.

Le front d'onde plan est de taille illimitée, le vecteur vitesse de phase est perpendiculaire au front. Une onde plane est une solution particulière de l'équation d'onde et un modèle commode : une telle onde n'existe pas dans la nature, puisque le front d'une onde plane commence à et se termine à , ce qui, évidemment, ne peut pas exister.

L'équation de toute onde est une solution d'une équation différentielle appelée équation d'onde. L'équation d'onde de la fonction s'écrit :

· - Opérateur de Laplace ;

· - fonction souhaitée ;

· - rayon du vecteur du point désiré ;

- vitesse des vagues ;

· - temps.

surface d'onde est le lieu des points qui sont perturbés par la coordonnée généralisée dans la même phase. cas particulier surface d'onde - front d'onde.

MAIS) onde plane - c'est une onde dont les surfaces d'onde sont un ensemble de plans parallèles entre eux.

B) vague sphérique est une onde dont les surfaces d'onde sont un ensemble de sphères concentriques.

Rayon- surface linéaire, normale et ondulée. Sous la direction de propagation des ondes comprendre la direction des rayons. Si le milieu de propagation de l'onde est homogène et isotrope, les rayons sont des droites (de plus, si l'onde est plane - des droites parallèles).

Le concept de rayon en physique n'est généralement utilisé qu'en optique géométrique et en acoustique, car la manifestation d'effets non étudiés dans ces domaines fait perdre le sens du concept de rayon.

3.3. Caractéristiques énergétiques de la vague

Le milieu dans lequel se propage l'onde possède une énergie mécanique, qui se compose des énergies mouvement oscillatoire toutes ses particules. L'énergie d'une particule de masse m 0 se trouve par la formule : E 0 = m 0 Α 2 semaines 2/2. L'unité de volume du milieu contient n = p/m 0 particules est la densité du milieu). Par conséquent, une unité de volume du milieu a l'énergie w р = nЕ 0 = ρ Α 2 semaines 2 /2.

Densité d'énergie apparente(W p) est l'énergie du mouvement oscillatoire des particules du milieu contenu dans une unité de son volume :

Flux d'énergie(Ф) - une valeur égale à l'énergie transportée par l'onde à travers une surface donnée par unité de temps :

Intensité des vagues ou densité de flux d'énergie(I) - valeur, égal au débiténergie transportée par une onde à travers une unité de surface perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde :

3.4. onde électromagnétique

onde électromagnétique- le processus de propagation du champ électromagnétique dans l'espace.

Condition d'occurrence ondes électromagnétiques. Des changements dans le champ magnétique se produisent lorsque l'intensité du courant dans le conducteur change, et l'intensité du courant dans le conducteur change lorsque la vitesse des charges électriques qu'il contient change, c'est-à-dire lorsque les charges se déplacent avec une accélération. Par conséquent, des ondes électromagnétiques devraient apparaître lors du mouvement accéléré des charges électriques. À la vitesse de charge, zéro, il n'y a qu'un champ électrique. À un taux de charge constant, un champ électromagnétique est généré. Avec le mouvement accéléré de la charge, une onde électromagnétique est émise, qui se propage dans l'espace à une vitesse finie.

Les ondes électromagnétiques se propagent dans la matière avec une vitesse finie. Ici ε et μ sont la perméabilité diélectrique et magnétique de la substance, ε 0 et μ 0 sont les constantes électriques et magnétiques : ε 0 \u003d 8,85419 10 -12 F/m, μ 0 \u003d 1,25664 10 -6 Gn/m.

Vitesse des ondes électromagnétiques dans le vide (ε = μ = 1) :

Caractéristiques principales le rayonnement électromagnétique est considéré comme étant la fréquence, la longueur d'onde et la polarisation. La longueur d'onde dépend de la vitesse de propagation du rayonnement. La vitesse de groupe de propagation du rayonnement électromagnétique dans le vide est égale à la vitesse de la lumière, dans d'autres milieux cette vitesse est inférieure.

Le rayonnement électromagnétique est généralement divisé en gammes de fréquences (voir tableau). Il n'y a pas de transitions nettes entre les plages, elles se chevauchent parfois et les limites entre elles sont conditionnelles. La vitesse de propagation du rayonnement étant constante, la fréquence de ses oscillations est strictement liée à la longueur d'onde dans le vide.

Interférence des vagues. ondes cohérentes. Conditions de cohérence des vagues.

Longueur du trajet optique (OPL) de la lumière. Relation entre la différence de la r.d.p. vagues avec une différence de phase des oscillations causées par les vagues.

L'amplitude de l'oscillation résultante de l'interférence de deux ondes. Conditions des maxima et minima de l'amplitude lors de l'interférence de deux ondes.

Franges d'interférence et motif d'interférence sur un écran plat lorsque deux longues fentes parallèles étroites sont éclairées : a) avec une lumière rouge, b) avec une lumière blanche.

Mouvement uniformément accéléré appelé un tel mouvement dans lequel le vecteur d'accélération reste inchangé en amplitude et en direction. Un exemple d'un tel mouvement est le mouvement d'une pierre lancée à un certain angle par rapport à l'horizon (en ignorant la résistance de l'air). En tout point de la trajectoire, l'accélération de la pierre est égale à l'accélération chute libre. Ainsi, l'étude du mouvement uniformément accéléré est réduite à l'étude du mouvement rectiligne uniformément accéléré. Dans le cas d'un mouvement rectiligne, les vecteurs vitesse et accélération sont dirigés le long de la ligne droite du mouvement. Par conséquent, la vitesse et l'accélération dans les projections sur la direction du mouvement peuvent être considérées comme des quantités algébriques. Avec un mouvement rectiligne uniformément accéléré, la vitesse du corps est déterminée par la formule (1)

Dans cette formule, la vitesse du corps à t = 0 (vitesse de démarrage ), = const – accélération. Dans la projection sur l'axe des abscisses sélectionné, l'équation (1) s'écrira sous la forme : (2). Sur le graphique de projection de vitesse υ x ( t), cette dépendance a la forme d'une droite.

La pente du graphique de vitesse peut être utilisée pour déterminer l'accélération une corps. Les constructions correspondantes sont réalisées sur les Fig. pour le graphe I L'accélération est numériquement égale au rapport des côtés du triangle abc: .

Plus l'angle β qui forme le graphique de vitesse avec l'axe du temps est grand, c'est-à-dire plus la pente du graphique est grande ( raideur), plus l'accélération du corps est grande.

Pour le graphique I: υ 0 \u003d -2 m / s, une\u003d 1/2 m/s 2. Pour le graphique II: υ 0 \u003d 3 m / s, une\u003d -1/3 m/s 2.

Le graphique de vitesse vous permet également de déterminer la projection du déplacement s du corps pendant un certain temps t. Allouons un petit intervalle de temps Δt sur l'axe du temps. Si cette période de temps est suffisamment petite, alors le changement de vitesse sur cette période est faible, c'est-à-dire que le mouvement pendant cette période de temps peut être considéré comme uniforme avec une certaine vitesse moyenne, qui est égale à la vitesse instantanée υ du corps au milieu de l'intervalle Δt. Par conséquent, le déplacement Δs pendant le temps Δt sera égal à Δs = υΔt. Ce déplacement est égal à la zone ombrée de la Fig. rayures. En divisant l'intervalle de temps de 0 à un certain instant t en petits intervalles Δt, on peut obtenir que le déplacement s pour un temps donné t avec un mouvement rectiligne uniformément accéléré est égal à l'aire du trapèze ODEF. Les constructions correspondantes sont réalisées sur les Fig. pour l'annexe II. Le temps t est pris égal à 5,5 s.

(3) - la formule résultante vous permet de déterminer le déplacement avec un mouvement uniformément accéléré si l'accélération n'est pas connue.

Si nous substituons l'expression de la vitesse (2) dans l'équation (3), alors nous obtenons (4) - cette formule est utilisée pour écrire l'équation du mouvement du corps : (5).

Si nous exprimons à partir de l'équation (2) le temps de mouvement (6) et substituons à l'égalité (3), alors

Cette formule vous permet de déterminer le mouvement à un moment de mouvement inconnu.

Et le temps de déplacement, vous pouvez retrouver la distance parcourue :

En remplaçant dans cette formule l'expression V cf = V/2, on trouvera le chemin parcouru lors d'un mouvement de repos uniformément accéléré :

Si, cependant, nous remplaçons dans la formule (4.1) l'expression V cf = V 0 /2, on obtient alors le chemin parcouru lors du freinage :

Les deux dernières formules incluent des vitesses V 0 et V. Remplacer l'expression V=at dans la formule (4.2), et l'expression V 0 =at - dans la formule (4.3), on obtient

La formule résultante est valable à la fois pour un mouvement uniformément accéléré à partir d'un état de repos et pour un mouvement à vitesse décroissante, lorsque le corps s'arrête à la fin de la trajectoire. Dans ces deux cas, la distance parcourue est proportionnelle au carré du temps du mouvement (et pas seulement du temps, comme c'était le cas avec le mouvement uniforme). Le premier à établir ce modèle fut G. Galileo.

Le tableau 2 donne les formules de base décrivant la vitesse uniformément accélérée mouvement rectiligne.


Galileo n'a jamais vu son livre, qui décrivait la théorie du mouvement uniformément accéléré (ainsi que plusieurs de ses autres découvertes). quand il a été publié. Le scientifique de 74 ans était déjà aveugle. Galileo a pris très mal la perte de la vue. "Vous pouvez imaginer," écrit-il, "comment je suis peiné quand je réalise que c'est le ciel, ce monde et l'univers, qui, par mes observations et des preuves claires, ont été agrandis cent mille fois par rapport à ce que les gens pensaient elles l'étaient. » Les sciences dans tous les siècles passés, maintenant pour moi ont été tellement diminuées et réduites.

Cinq ans plus tôt, Galilée avait été jugé par l'Inquisition. Ses vues sur la structure du monde (et il adhérait au système copernicien, dans lequel le Soleil, et non la Terre, occupait une place centrale) avaient longtemps été détestées par les ministres de l'église. En 1614, le prêtre dominicain Caccini déclara Galilée hérétique et les mathématiques une invention du diable. Et en 1616, l'Inquisition déclara officiellement que "la doctrine attribuée à Copernic selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil, tandis que le Soleil se tient au centre de l'Univers, ne se déplaçant pas d'est en ouest, est contraire à l'Écriture Sainte, et donc il ne peut être ni défendu ni accepté pour la vérité." Le livre de Copernic, décrivant son système du monde, a été interdit et Galilée a été averti que s'il "ne se calme pas, il sera emprisonné".

Mais Galilée "ne s'est pas calmé". "Il n'y a pas de plus grande haine au monde", a écrit le scientifique, "que l'ignorance de la connaissance". Et en 1632, son célèbre livre "Dialogue sur les deux principaux systèmes du monde - ptolémaïque et copernicien" est publié, dans lequel il donne de nombreux arguments en faveur du système copernicien. Cependant, seuls 500 exemplaires de cet ouvrage furent vendus, puisque quelques mois plus tard, sur ordre du Pape
L'éditeur romain du livre reçut l'ordre de suspendre la vente de cet ouvrage.

À l'automne de la même année, Galilée reçoit l'ordre de l'Inquisition de venir à Rome, et après un certain temps, un scientifique malade de 69 ans est emmené dans la capitale sur une civière. Ici, dans la prison de l'Inquisition , Galileo est contraint de renoncer à ses vues sur la structure du monde, et le 22 juin 1633 dans un monastère romain Minerva Galileo lit et signe le texte préparé de la renonciation

"Moi, Galileo Galilei, fils de feu Vincenzo Galilei de Florence, âgé de 70 ans, personnellement traduit en justice et agenouillé devant Vos Eminences, révérends seigneurs des cardinaux, inquisiteurs généraux contre l'hérésie dans le monde chrétien, ayant devant moi la sainte l'Évangile et lui imposant les mains, je jure que j'ai toujours cru, je crois maintenant et avec l'aide de Dieu je continuerai à croire en tout ce que la sainte Église Catholique et Apostolique Romaine reconnaît, définit et prêche"

Selon la décision du tribunal, le livre de Galilée a été interdit et lui-même a été condamné à une peine d'emprisonnement pour une durée indéterminée. Cependant, le pape a gracié Galilée et a remplacé son emprisonnement par l'exil. Galilée a déménagé à Arcetri et ici, en résidence surveillée, a écrit le livre "Conversations et preuves mathématiques concernant deux nouvelles branches de la science liées à la mécanique et au mouvement local "En 1636, le manuscrit du livre fut envoyé en Hollande, où il fut publié en 1638. Avec ce livre, Galilée résuma ses nombreuses années recherche physique La même année, Galilée est devenu complètement aveugle. Parlant du malheur qui est arrivé au grand scientifique, Viviani (l'élève de Galilée) a écrit : "Il avait de graves sécrétions oculaires, de sorte qu'après quelques mois, il était complètement aveugle - oui , dis-je, sans ses yeux, qui derrière court instant ont vu plus dans ce monde que tous les yeux humains au cours des siècles passés n'ont pu voir et observer"

L'inquisiteur florentin qui a rendu visite à Galilée dans sa lettre à Rome a déclaré qu'il l'avait trouvé dans un état très grave Sur la base de cette lettre, le pape a autorisé Galilée à retourner chez lui à Florence. Ici, on lui a immédiatement remis l'ordre "Sous peine de réclusion à perpétuité dans une vraie prison et d'excommunication de ne pas sortir dans la ville et à personne, qui que ce soit, de ne pas parler de l'opinion maudite sur le double mouvement de la Terre"

Galilée ne resta pas longtemps chez lui. Quelques mois plus tard, il reçut à nouveau l'ordre de venir à Arcetri. Il lui restait environ quatre ans à vivre. Le 8 janvier 1642, à quatre heures du matin, Galilée mourut.

1. Quelle est la différence entre un mouvement uniformément accéléré et un mouvement uniforme ? 2. Quelle est la différence entre la formule de chemin pour un mouvement uniformément accéléré et la formule de chemin pour Mouvement uniforme? 3. Que savez-vous de la vie et de l'œuvre de G. Galileo ? En quelle année est-il né ?

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graphique de dépendance Vermont) pour ce cas est illustré à la Fig.1.2.1. Intervalle de temps Δt dans la formule (1.4) on peut en prendre n'importe lequel. Attitude ∆V/∆t n'en dépend pas. Puis ΔV=Δt. En appliquant cette formule à l'intervalle de à propos de= 0 jusqu'à un certain point t, vous pouvez écrire une expression pour la vitesse :

V(t)=V0 + at. (1.5)

Ici V0– valeur de vitesse à à propos de= 0. Si les directions de la vitesse et de l'accélération sont opposées, alors elles parlent d'un mouvement uniformément lent (Fig. 1.2.2).

Pour un mouvement uniformément lent, on obtient de même

V(t) = V0 – at.

Analysons la dérivation de la formule du déplacement d'un corps lors d'un mouvement uniformément accéléré. Notez que dans ce cas, le déplacement et la distance parcourue sont le même nombre.

Considérez une courte période de temps Δt. De la définition de la vitesse moyenne Vcp = ∆S/∆t tu peux trouver le chemin ∆S = V cp ∆t. La figure montre que le chemin ∆S numériquement égal à l'aire rectangle avec largeur Δt et hauteur VCP. Si l'intervalle de temps Δt choisissez assez petit, la vitesse moyenne sur l'intervalle Δt coïncide avec la vitesse instantanée en point médian. ∆S ≈ V∆t. Ce rapport est plus précis, moins Δt. Décomposition à plein temps mouvements pour des intervalles aussi petits et étant donné que le chemin complet S est la somme des chemins parcourus pendant ces intervalles, vous pouvez vous assurer que sur le graphique des vitesses elle est numériquement égale à l'aire du trapèze :

S= ½ (V 0 + V)t,

en remplaçant (1.5), on obtient pour un mouvement uniformément accéléré :

S \u003d V 0 t + (à 2 / 2)(1.6)

Pour un ralenti uniforme L calculé comme ceci :

L= V 0 t–(à 2/2).

analysons tâche 1.3.

Laissez le graphique de vitesse avoir la forme illustrée à la Fig. 1.2.4. Dessinez des graphiques qualitativement synchrones de la trajectoire et de l'accélération en fonction du temps.

Élève:- Je n'ai jamais rencontré le concept de "graphiques synchrones", je ne comprends pas non plus vraiment ce que signifie "dessiner avec une haute qualité".

– Les graphiques synchrones ont les mêmes échelles le long de l'axe des abscisses, sur lequel le temps est tracé. Les graphiques sont disposés les uns sous les autres. Les graphiques synchrones sont pratiques pour comparer plusieurs paramètres à la fois à un moment donné. Dans ce problème, nous décrirons le mouvement qualitativement, c'est-à-dire sans tenir compte de valeurs numériques spécifiques. Pour nous, il suffit amplement d'établir si la fonction diminue ou augmente, quelle forme elle a, si elle a des ruptures ou des ruptures, etc. Je pense que nous devrions commencer à raisonner ensemble.


Divisez la durée totale du mouvement en trois intervalles VO, BD, DE. Dites-moi, quelle est la nature du mouvement sur chacun d'eux et par quelle formule calculera-t-on la distance parcourue ?

Élève:- Emplacement sur VO le corps se déplaçait uniformément avec une vitesse initiale nulle, donc la formule du chemin est :

S 1 (t) = at2/2.

L'accélération peut être trouvée en divisant le changement de vitesse, c'est-à-dire longueur UN B, pour une période de temps VO.

Élève:- Emplacement sur BD le corps se déplace uniformément avec une vitesse V 0 acquise en fin de section VO. Formule de chemin - S=Vt. Il n'y a pas d'accélération.

S 2 (t) = à 1 2 /2 + V 0 (t–t1).

Compte tenu de cette explication, écrivez une formule pour le chemin sur le site DE.

Élève:- Dans la dernière section, le mouvement est uniformément lent. Je vais argumenter comme ça. Jusqu'au moment t 2 le corps a déjà parcouru une distance S 2 \u003d à 1 2 / 2 + V (t 2 - t 1).

Il faut y ajouter une expression pour le cas également lent, étant donné que le temps est compté à partir de la valeur t2 on obtient la distance parcourue, en temps t - t 2 :

S 3 \u003d V 0 (t–t 2)–/2.

Je prévois la question de savoir comment trouver l'accélération une une . Cela équivaut CD/DE. On obtient ainsi le chemin parcouru en temps t>t 2

S (t)= à 1 2 /2+V 0 (t–t 1)– /2.

Élève:- Dans la première section, nous avons une parabole avec des branches pointant vers le haut. Sur la seconde - une ligne droite, sur la dernière - également une parabole, mais avec des branches vers le bas.

Votre dessin est inexact. Le graphique de chemin n'a pas de plis, c'est-à-dire que les paraboles doivent être accouplées en douceur avec une ligne droite. Nous avons déjà dit que la vitesse est déterminée par la tangente de la pente de la tangente. D'après votre dessin, il s'avère qu'à l'instant t 1 la vitesse a deux valeurs à la fois. Si vous construisez une tangente à gauche, alors la vitesse sera numériquement égale à TGα, et si vous vous approchez du point de droite, alors la vitesse est égale à TGβ. Mais dans notre cas, la vitesse est une fonction continue. La contradiction est levée si le graphe est construit de cette manière.

Il existe une autre relation utile entre S, un V Et V 0 . Nous supposerons que le mouvement se produit dans une direction. Dans ce cas, le mouvement du corps depuis le point de départ coïncide avec le chemin parcouru. En utilisant (1.5), exprimer le temps t et l'exclure de l'égalité (1.6). C'est ainsi que vous obtenez cette formule.

Élève:V(t) = V0 + à, moyens,

t = (V–V0)/a,

S = V 0 t + à 2 /2 = V 0 (V– V 0)/a + a[(V– V 0)/a] 2 = .

Enfin nous avons :

S= . (1.6a)

Histoire.

Une fois, alors qu'il étudiait à Göttingen, Niels Bohr était mal préparé pour un colloque et sa performance s'est avérée faible. Bor, cependant, ne s'est pas découragé et a conclu avec un sourire :

« J'ai entendu tant de mauvais discours ici que je vous demande de considérer le mien comme une vengeance.

La partie de la mécanique dans laquelle le mouvement est étudié sans tenir compte des causes qui provoquent tel ou tel caractère du mouvement s'appelle cinématique.
Mouvement mécanique appelé un changement de position d'un corps par rapport à d'autres corps
Système de référence appeler le corps de référence, le repère qui lui est associé et l'horloge.
Organisme de référence appelé le corps, par rapport auquel la position des autres corps est considérée.
point matériel est appelé un corps dont les dimensions dans ce problème peuvent être négligées.
trajectoire appelée ligne mentale, qui, au cours de son mouvement, décrit un point matériel.

Selon la forme de la trajectoire, le mouvement est divisé en :
mais) rectiligne- la trajectoire est un segment de droite ;
b) curviligne- la trajectoire est un segment de la courbe.

Façon- c'est la longueur de la trajectoire que décrit le point matériel pendant une période de temps donnée. Il s'agit d'une valeur scalaire.
en mouvement est un vecteur reliant la position initiale d'un point matériel à sa position finale (voir Fig.).

Il est très important de comprendre en quoi le chemin diffère du mouvement. La différence la plus importante est que le mouvement est un vecteur avec le début au point de départ et la fin à la destination (peu importe la route empruntée par ce mouvement). Et le chemin est, au contraire, une valeur scalaire qui reflète la longueur de la trajectoire parcourue.

Mouvement rectiligne uniforme appelé un mouvement dans lequel un point matériel effectue les mêmes mouvements pendant des intervalles de temps égaux
La vitesse du mouvement rectiligne uniforme appelé le rapport du mouvement au temps pendant lequel ce mouvement s'est produit :


Pour mouvement inégal utiliser la notion vitesse moyenne. Souvent injecté vitesse moyenne comment quantité scalaire. Il s'agit de la vitesse d'un tel mouvement uniforme, dans lequel le corps parcourt le même chemin en même temps qu'avec un mouvement irrégulier :


Vitesse instantanée appelée vitesse du corps en un point donné de la trajectoire ou ce moment temps.
Mouvement rectiligne uniformément accéléré- il s'agit d'un mouvement rectiligne dans lequel la vitesse instantanée pour tous les intervalles de temps égaux change de la même quantité

accélération appelé le rapport du changement de la vitesse instantanée du corps au temps pendant lequel ce changement s'est produit :

La dépendance de la coordonnée du corps au temps dans un mouvement rectiligne uniforme a la forme : x = x 0 + V x t, où x 0 est la coordonnée initiale du corps, V x est la vitesse de déplacement.
chute libre appelé mouvement uniformément accéléré avec une accélération constante g \u003d 9,8 m / s 2 indépendante de la masse du corps qui tombe. Il se produit uniquement sous l'influence de la gravité.

La vitesse en chute libre est calculée par la formule :

Le déplacement vertical est calculé par la formule :

L'un des types de mouvement d'un point matériel est le mouvement en cercle. Avec un tel mouvement, la vitesse du corps est dirigée le long d'une tangente tracée au cercle au point où se trouve le corps (vitesse linéaire). La position d'un corps sur un cercle peut être décrite à l'aide d'un rayon tracé du centre du cercle au corps. Le mouvement du corps lorsqu'il se déplace le long d'un cercle est décrit en tournant le rayon du cercle reliant le centre du cercle au corps. Le rapport de l'angle de rotation du rayon à l'intervalle de temps pendant lequel cette rotation s'est produite caractérise la vitesse de déplacement du corps autour du cercle et s'appelle vitesse angulaire ω:

La vitesse angulaire est liée à la vitesse linéaire par la relation

où r est le rayon du cercle.
Le temps qu'il faut à un corps pour accomplir une révolution s'appelle période de circulation. L'inverse de la période - la fréquence de circulation - ν

Étant donné que le module de vitesse ne change pas pendant un mouvement circulaire uniforme, mais que la direction de la vitesse change, il y a une accélération pendant un tel mouvement. Il est appelé accélération centripète , il est dirigé le long du rayon vers le centre du cercle :

Concepts de base et lois de la dynamique

La partie de la mécanique qui étudie les causes qui ont provoqué l'accélération des corps s'appelle dynamique

Première loi de Newton :
Il existe de tels référentiels par rapport auxquels le corps garde sa vitesse constante ou est au repos si aucun autre corps n'agit sur lui ou si l'action d'autres corps est compensée.
La propriété d'un corps à maintenir un état de repos ou un mouvement rectiligne uniforme avec des forces externes équilibrées agissant sur lui est appelée inertie. Le phénomène de maintien de la vitesse d'un corps avec des forces externes équilibrées est appelé inertie. systèmes de référence inertiels appelés systèmes dans lesquels la première loi de Newton est satisfaite.

Le principe de relativité de Galilée :
dans tout systèmes inertiels référence dans les mêmes conditions initiales, tous les phénomènes mécaniques se déroulent de la même manière, c'est-à-dire obéir aux mêmes lois
Poids est une mesure de l'inertie du corps
Force est une mesure quantitative de l'interaction des corps.

Deuxième loi de Newton :
La force agissant sur un corps est égale au produit de la masse du corps et de l'accélération conférée par cette force :
$F↖(→) = m⋅a↖(→)$

L'addition des forces consiste à trouver la résultante de plusieurs forces, qui produit le même effet que plusieurs forces agissant simultanément.

Troisième loi de Newton :
Les forces avec lesquelles deux corps agissent l'un sur l'autre sont situées sur la même ligne droite, sont égales en grandeur et opposées en direction:
$F_1↖(→) = -F_2↖(→) $

La loi III de Newton souligne que l'action des corps les uns sur les autres a le caractère d'une interaction. Si le corps A agit sur le corps B, alors le corps B agit également sur le corps A (voir figure).


Ou en bref, la force d'action est égale à la force de réaction. La question se pose souvent : pourquoi un cheval tire-t-il un traîneau si ces corps interagissent avec forces égales? Ceci n'est possible que par l'interaction avec le troisième corps - la Terre. La force avec laquelle les sabots reposent sur le sol doit être supérieure à la force de frottement du traîneau sur le sol. Sinon, les sabots glisseront et le cheval ne bougera pas.
Si le corps est soumis à une déformation, des forces apparaissent qui empêchent cette déformation. De telles forces sont appelées forces élastiques.

la loi de Hookeécrit sous la forme

où k est la raideur du ressort, x est la déformation du corps. Le signe "-" indique que la force et la déformation sont dirigées dans des directions différentes.

Lorsque les corps se déplacent les uns par rapport aux autres, des forces apparaissent qui entravent le mouvement. Ces forces sont appelées forces de frottement. Distinguer frottement statique et frottement glissant. force de frottement de glissement calculé selon la formule

où N est la force de réaction du support, µ est le coefficient de frottement.
Cette force ne dépend pas de la surface des corps frottants. Le coefficient de frottement dépend du matériau à partir duquel les corps sont fabriqués et de la qualité de leur traitement de surface.

Frottement de repos se produit lorsque les corps ne bougent pas les uns par rapport aux autres. La force de frottement statique peut varier de zéro à une valeur maximale

Forces gravitationnelles appelées les forces avec lesquelles deux corps quelconques sont attirés l'un vers l'autre.

Droit la gravité:
deux corps quelconques sont attirés l'un vers l'autre avec une force qui est directement proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.

Ici R est la distance entre les corps. La loi de la gravitation universelle sous cette forme vaut soit pour des points matériels, soit pour des corps sphériques.

poids appelée la force avec laquelle le corps appuie sur un support horizontal ou étire la suspension.

La force de gravité est la force avec laquelle tous les corps sont attirés vers la Terre :

Avec un support fixe, le poids du corps est égal en valeur absolue à la force de gravité :

Si un corps se déplace verticalement avec une accélération, son poids changera.
Lorsqu'un corps se déplace avec une accélération vers le haut, son poids

On peut voir que le poids du corps est supérieur au poids du corps au repos.

Lorsqu'un corps se déplace avec une accélération vers le bas, son poids

Dans ce cas, le poids corporel Moins de poids corps au repos.

apesanteur appelé un tel mouvement du corps, dans lequel son accélération est égale à l'accélération de la chute libre, c'est-à-dire un = g. Ceci est possible si une seule force agit sur le corps - la force de gravité.
satellite terrestre artificiel est un corps avec une vitesse V1 suffisante pour se déplacer en cercle autour de la Terre
Une seule force agit sur le satellite de la Terre - la gravité, dirigée vers le centre de la Terre
première vitesse cosmique- c'est la vitesse qu'il faut rapporter au corps pour qu'il tourne autour de la planète selon une orbite circulaire.

où R est la distance du centre de la planète au satellite.
Pour la Terre, près de sa surface, la première vitesse d'échappement est

1.3. Concepts de base et lois de la statique et de l'hydrostatique

Un corps (point matériel) est dans un état d'équilibre si la somme vectorielle des forces agissant sur lui est égale à zéro. Il existe 3 types de bilan : stable, instable et indifférent. Si, lorsqu'un corps est mis hors d'équilibre, il se produit des forces qui tendent à ramener ce corps, ce équilibre stable. Si des forces apparaissent qui tendent à éloigner encore plus le corps de la position d'équilibre, cela position précaire; si aucune force n'apparaît - indifférent(Voir figure 3).


Lorsque nous ne parlons pas d'un point matériel, mais d'un corps pouvant avoir un axe de rotation, alors pour atteindre une position d'équilibre, en plus de l'égalité à zéro de la somme des forces agissant sur le corps, il faut que la somme algébrique des moments de toutes les forces agissant sur le corps soit égale à zéro.

Ici d est le bras de la force. Épaule de force d est la distance entre l'axe de rotation et la ligne d'action de la force.

Condition d'équilibre du levier :
la somme algébrique des moments de toutes les forces faisant tourner le corps est égale à zéro.
Par pression ils appellent grandeur physique égale au rapport de la force agissant sur le site perpendiculairement à cette force à la superficie du site :

Pour les liquides et les gaz est valable Loi de Pascal :
la pression est répartie dans toutes les directions sans changement.
Si un liquide ou un gaz se trouve dans le champ de gravité, alors chaque couche supérieure appuie sur les couches inférieures, et à mesure que le liquide ou le gaz y est immergé, la pression augmente. Pour les liquides

où ρ est la densité du liquide, h est la profondeur de pénétration dans le liquide.

Le liquide homogène dans les vases communicants est fixé au même niveau. Si un liquide de densités différentes est versé dans les genoux des vases communicants, le liquide de densité plus élevée est installé à une hauteur inférieure. Dans ce cas

Les hauteurs des colonnes de liquide sont inversement proportionnelles aux densités :

Presse hydraulique est un récipient rempli d'huile ou d'un autre liquide, dans lequel deux trous sont coupés, fermés par des pistons. Les pistons ont zone différente. Si une certaine force est appliquée à un piston, la force appliquée au deuxième piston s'avère différente.
De cette façon, Presse hydraulique sert à convertir la grandeur de la force. Comme la pression sous les pistons doit être la même, alors

Puis A1 = A2.
Un corps immergé dans un liquide ou un gaz est soumis à une force de flottabilité ascendante du côté de ce liquide ou de ce gaz, appelée le pouvoir d'Archimède
La valeur de la force flottante est fixée loi d'Archimède: un corps immergé dans un liquide ou un gaz est soumis à une force de flottabilité dirigée verticalement vers le haut et égale au poids du liquide ou du gaz déplacé par le corps :

où ρ liquide est la densité du liquide dans lequel le corps est immergé ; V submergé - le volume de la partie submergée du corps.

État flottant du corps- un corps flotte dans un liquide ou un gaz lorsque la force de flottabilité agissant sur le corps est égale à la force de gravité agissant sur le corps.

1.4. Lois de conservation

élan du corps appelée grandeur physique égale au produit de la masse du corps par sa vitesse :

La quantité de mouvement est une grandeur vectorielle. [p] = kg m/s. Parallèlement à l'élan du corps, ils utilisent souvent impulsion de force. C'est le produit de la force par sa durée.
La variation de quantité de mouvement d'un corps est égale à la quantité de mouvement de la force agissant sur ce corps. Pour un système de corps isolé (un système dont les corps n'interagissent qu'entre eux), loi de conservation de la quantité de mouvement: la somme des impulsions des corps d'un système isolé avant l'interaction est égale à la somme des impulsions des mêmes corps après l'interaction.
travail mécanique appelée grandeur physique égale au produit de la force agissant sur le corps, du déplacement du corps et du cosinus de l'angle entre la direction de la force et le déplacement :

Pouvoir est le travail effectué par unité de temps.

La capacité d'un corps à effectuer un travail est caractérisée par une quantité appelée énergie. L'énergie mécanique est divisée en cinétique et potentiel. Si un corps peut effectuer un travail en raison de son mouvement, on dit qu'il a énergie cinétique. L'énergie cinétique du mouvement de translation d'un point matériel est calculée par la formule

Si un corps peut effectuer un travail en changeant sa position par rapport à d'autres corps ou en changeant la position de parties du corps, il a énergie potentielle. Un exemple d'énergie potentielle : un corps élevé au-dessus du sol, son énergie est calculée par la formule

où h est la hauteur de l'ascenseur

Énergie du ressort comprimé :

où k est la constante du ressort, x est la déformation absolue du ressort.

La somme des énergies potentielle et cinétique est énergie mécanique. Pour un système isolé de corps en mécanique, loi de conservation de l'énergie mécanique: si les forces de frottement (ou autres forces conduisant à la dissipation d'énergie) n'agissent pas entre les corps d'un système isolé, alors la somme des énergies mécaniques des corps de ce système ne change pas (loi de conservation de l'énergie en mécanique) . S'il existe des forces de frottement entre les corps d'un système isolé, alors pendant l'interaction une partie de l'énergie mécanique des corps est transférée en énergie interne.

1.5. Vibrations mécaniques et ondes

fluctuation sont appelés mouvements qui ont un degré ou un autre de répétition dans le temps. Les oscillations sont dites périodiques si les valeurs des grandeurs physiques qui changent au cours du processus d'oscillations se répètent à intervalles réguliers.
Vibrations harmoniques de telles oscillations sont appelées dans lesquelles la quantité physique oscillante x change selon la loi du sinus ou du cosinus, c'est-à-dire

La valeur A, égale à la plus grande valeur absolue de la grandeur physique oscillante x, est appelée amplitude d'oscillation. L'expression α = ωt + ϕ détermine la valeur de x à un instant donné et s'appelle la phase d'oscillation. Période T Le temps qu'il faut à un corps oscillant pour faire une oscillation complète est appelé. La fréquence des oscillations périodiques appelé le nombre d'oscillations complètes par unité de temps :

La fréquence est mesurée en s -1 . Cette unité est appelée hertz (Hz).

Pendule mathématique est un point matériel de masse m suspendu à un fil inextensible en apesanteur et oscillant dans un plan vertical.
Si une extrémité du ressort est fixe immobile et qu'un corps de masse m est attaché à son autre extrémité, alors lorsque le corps est hors d'équilibre, le ressort s'étirera et le corps oscillera sur le ressort dans un sens horizontal ou vertical. avion. Un tel pendule est appelé pendule à ressort.

La période d'oscillation d'un pendule mathématique est déterminé par la formule

où l est la longueur du pendule.

La période d'oscillation de la charge sur le ressort est déterminé par la formule

où k est la raideur du ressort, m est la masse de la charge.

Propagation des oscillations dans les milieux élastiques.
Un milieu est dit élastique s'il existe des forces d'interaction entre ses particules. Les ondes sont le processus de propagation des oscillations dans les milieux élastiques.
La vague s'appelle transversal, si les particules du milieu oscillent dans des directions perpendiculaires à la direction de propagation des ondes. La vague s'appelle longitudinal, si les oscillations des particules du milieu se produisent dans le sens de propagation des ondes.
Longueur d'onde la distance entre deux points les plus proches oscillant dans la même phase s'appelle :

où v est la vitesse de propagation des ondes.

les ondes sonores appelées ondes, dans lesquelles se produisent des oscillations avec des fréquences de 20 à 20 000 Hz.
La vitesse du son est différente selon les environnements. La vitesse du son dans l'air est de 340 m/s.
ondes ultrasonores appelées ondes dont la fréquence d'oscillation dépasse 20 000 Hz. Les ondes ultrasonores ne sont pas perçues par l'oreille humaine.

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