![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Билет №1
- •Билет №2
- •Билет №3
- •Билет №4
- •Билет №5
- •1)Равнопеременное вращательное движение. Связь линейных величин с угловыми.
- •Билет №6
- •1)Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Движение тела, брошенного под углом к горизонту.
- •Билет №7
- •1)Первый, второй третий законы Ньютона. Инерциальная система отсчета.
- •Билет №8
- •.Динамика вращательного движения. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент инерции тела. Момент импульса.
- •2)Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса.
- •Билет №10
- •1)Силы в природе. Сила всемирного тяготения. Гравитационная постоянная. Сила тяжести. Движение искусственных спутников. Первая космическая скорость.
- •Билет №11
- •1)Вес тела. Невесомость и перегрузки. Вес тела, движущегося с ускорением.
- •Билет № 12
- •1)Сила трения. Природа силы трения. Роль силы трения.
- •Билет №13
- •1)Импульс тела. Импульс силы. Изменение импульса системы взаимодействующих тел. Закон сохранения импульса.
- •8.314472 - Универсальная газовая постоянная численно равна работе 1 моля идеального газа при изобарном нагревании на 1 к.
- •Билет №14
- •1)Работа силы. Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии.
- •Билет №15
- •1)Работа силы тяжести. Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли. Потенциальная энергия тела в гравитационном поле.
- •Билет №16
- •1)Работа силы упругости. Потенциальная энергия деформированной пружины.
- •Билет №17
- •1)Полная энергия тела. Изменение энергии системы тел под действием внешних сил. Закон сохранения полной механической энергии.
- •Билет №18
- •1)Механическая работа и мощность. Кпд (на примере наклонной плоскости).
- •Билет №19
- •1)Равновесие твердых тел при отсутствии вращения. Условие равновесия тела с закрепленной осью вращения. Момент силы. Условие равновесия твердого тела.
- •2) Основное уравнение мкт газов.
- •Билет №20
- •1)Передача давления газами и жидкостями. Закон Паскаля. Действие жидкостей газов на погруженное в него тело. Сила Архимеда и причины её возникновения. Условие плавания тела.
2)Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Теорема Гаусса.
По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела. Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не вносит заметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика E - напряженность электрического поля. Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора E совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:
Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В соответствии с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю
Это поле называется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора Eзависит от знака заряда Q: если Q > 0, то вектор E направлен по радиусу от заряда, если Q < 0, то вектор E направлен к заряду. Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора E в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии (рис. 4.2.1). При изображении электрического поля с помощью силовых линий, их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.
Силовые линии кулоновских полей положительных и отрицательных точечных зарядов изображены на рис. 4.2.2. Так как электростатическое поле, создаваемое любой системой зарядов, может быть представлено в виде суперпозиции кулоновских полей точечных зарядов, изображенные на рис. 4.2.2. поля можно рассматривать как элементарные структурные единицы («кирпичики») любого электростатического поля. Рисунок 4.2.2. Силовые линии кулоновских полей. К
где r – модуль радиус-вектора r . В качестве примера применения принципа суперпозиции полей на рис. 4.2.3. изображена картина силовых линий поля электрического диполя – системы из двух одинаковых по модулю зарядов разного знака q и –q, расположенных на некотором расстоянии l.
Во
многих задачах электростатики требуется
определить электрическое поле
Рисунок 4.2.5. Электрическое поле заряженной нити.
П
Вектор E везде направлен по радиусу R Это следует из симметрии задачи. Уже этот простой пример показывает, что прямой путь определения поля по заданному распределению зарядов приводит к громоздким математическим расчетам. В ряде случаев можно значительно упростить расчеты, если воспользоваться теоремой Гаусса, которая выражает фундаментальное свойство электрического поля. |
Экспериментально установленные закон Кулона и принцип суперпозиции позволяют полностью описать электростатическое поле заданной системы зарядов в вакууме. Однако, свойства электростатического поля можно выразить в другой, более общей форме, не прибегая к представлению о кулоновском поле точечного заряда.
Введем новую физическую величину, характеризующую электрическое поле – поток Φ вектора напряженности электрического поля. Понятие потока вектора E аналогично понятию потока вектора скорости v при течении несжимаемой жидкости. Пусть в пространстве, где создано электрическое поле, расположена некоторая достаточно малая площадка ΔS. Произведение модуля вектора E на площадь ΔS и на косинус угла α между вектором E и нормалью n к площадке называется элементарным потоком вектора напряженности через площадку ΔS (рис. 4.3.1):
ΔΦ = EΔScos α = EnΔS, |
где En – модуль нормальной составляющей поля E
1 |
Рисунок 4.3.1. К определению элементарного потока ΔΦ. |
Рассмотрим
теперь некоторую произвольную замкнутую
поверхность S. Если разбить эту поверхность
на малые площадки ΔSi,
определить элементарные потоки
поля
E
через эти
малые площадки, а затем их просуммировать,
то в результате мы получим поток Φ
вектора E
через замкнутую поверхность S
(рис. 4.3.2):
|
В
случае замкнутой поверхности всегда
выбирается
внешняя нормаль.
Рисунок 4.3.2.
Вычисление потока Ф через произвольную замкнутую поверхность S.
Теорема Гаусса утверждает:
Поток вектора напряженности электростатического поля E через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, расположенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную ε0.
E*S=Q/E0 – Теорема Гаусса
Физический смысл состоит в том, что электрическое поле всегда имеет источник и источником является заряд
Используя теорему Гаусса, можно в ряде случаев легко вычислить напряженность электрического поля вокруг заряженного тела, если заданное распределение зарядов обладает какой-либо симметрией и общую структуру поля можно заранее угадать.