Кінематика поступального руху

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

 

Методичні вказівки

 

до контрольної роботи №1 з фізики.

Механіка. Молекулярна фізика. Термодинаміка. Електродинаміка.

 

 

Для студентів інженерно-технічних спеціальностей

заочної форми навчання

 

 

Методичні вказівки до контрольної роботи №1 з фізики. Механіка. Молекулярна фізика. Термодинаміка. Електродинаміка. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей заочної форми навчання./ Укладачі: О. І. Денисова, А.В.Єршов, В.К.Манько.–Запоріжжя: ЗНТУ, 2010. – 66 с.

 

 

Укладачі: О. І. Денісова, ст. викладач.

А.В.Єршов, доцент.

В.К.Манько, доцент.

 

 

Рецензент: В. Г. Корніч, доцент, к. ф.–м. н.

 

Затверджено

на засіданні кафедри фізики Протокол № 2 від 25 жовтня 2010 р

ВСТУП

 

Вказівки призначені для студентів заочників усіх інженерно-технічних спеціальностей з метою допомоги їм самостійно виконати контрольну роботу. Для цього приводиться коротка теоретична частина і наведені приклади розв’язку типових задач. Крім цього приведена програма теоретичного курсу та задачі для контрольних робіт.

Контрольну роботу (КР) потрібно виконувати в окремому зошиті об’ємом близько 20 аркушів. Умову задачі переписувати пов­ністю. Розв’язок задачі супроводжувати вичерпним, але коротким текстовим поясненням. При необхідності потрібно робити малюнок. Роз­в’язок виконувати в загальному вигляді. Обов’язково перевірити розмірність та зробити необхідний числовий розрахунок. Розв’язок закінчу­ється словом “Відповідь”, після якого вона і записується.

Здається (і захищається) КР безпосередньо викладачу, який приз­на­чений для даних навчальних груп кафедрою. Захист КР відбуваєть­ся в процесі індивідуальної співбесіди викладача зі студентом.

Необхідний варіант контрольної роботи студент вибирає за ос­та­нньою цифрою номера своєї залікової книжки. Загальна кількість за­дач в контрольній роботі 15. Із них 5 задач з механіки, 5 задач з молекулярної фізики та 5 задач з електродинаміки.

МЕХАНІКА

 

Кінематика поступального руху

Головна задача кінематики – визначення аналітичного вигляду функції = f(t), де - радіус-вектор тіла в обраній системі відліку, тобто вектор, проведений з початку координат в точку, де в даний момент часу знаходиться тіло (рис.1.1).

 

z S

A _D

B

 

O x

 

 

y

 

Рисунок 1.1

 

= x + y + z , де , , - одиничні вектори напрямів (орти); x, y, z – координати точки.

D = ₂ - ₁ - переміщення за час Dt (переміщення - це вектор, проведений з точки, де у початковий момент часу знаходиться тіло, у точку, де знаходиться тіло в кінцевий момент часу).

Траєкторія – це лінія, яку проводить у просторі кінець радіус-вектора .

S – шлях, пройдений тілом, довжина траєкторії від А до В.

= D /Dt – середня векторна швидкість руху.

Миттєва швидкість: = d /dt = V_x + V_y + V_z ,

де V_x = dx/dt, V_x = dy/dt, V_z = dz/dt - проекції швидкості V на осі координат.

Модуль вектора швидкості:

V =

Середня скалярна швидкість:

V_ср = S/(t₂ - t₁) = 1/(t₂ - t₁) ^.

= D /Dt – середнє прискорення,

= d / dt = = d² / dt² – миттєве прискорення.

Прискорення характеризує зміну швидкості за величиною і за напрямком.

Якщо ввести одиничний вектор за допомогою якого запишемо = V ^. , де V – модуль швидкості, то = ^. + V ^. , тобто вектор прискорення є сумою двох векторів:

= ^. - тангенціальне прискорення,

= V ^. = (V² / R^.) - нормальне прискорення,

R – радіус кривизни траєкторії,

- орт нормалі до траєкторії, спрямований в той бік, в який повертається вектор .

= + = V² / R ^. + ^. - повне прискорення.

|a| = - модуль повного прискорення.