43. Различают следующие виды трения: Назовите и поясните.

Различают следующие виды трения: Назовите и поясните;

Поясните понятие – сила трения. Назовите и поясните виды трения.

При перемещении одного тела по поверхности другого всегда возникает сила, препятствующая движению. Она-то и называется силой трения.

Сила трения всегда направлена против движения, то есть всегда является силой сопротивления, поэтому выполняемая ею работа всегда отрицательна.

Различают следующие виды трения.

1. Трение покоя, которое проявляется в том случае, когда тело, находящееся в состоянии покоя, приводится в движение. Коэффициент трения покоя обозначают . Ok

2. Трение скольжения, возникающее при наличии движения тела. Оно меньше трения покоя.

3. Трение качения, которое проявляется в том случае, когда тело катится по опоре. Это трение значительно меньше трения скольжения.

44. Поясните понятие – гелиоэнергетика. Приведите примеры.

Гелиоэнергетика - (Гелиоэнергетика) - получение электрической или тепловой энергии за счет солнечной энергии, одно из самых перспективных направлений нетрадиционной энергетики. Различают два основных варианта Гелиоэнергетика: физический и биологический. При физическом варианте Гелиоэнергетика энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. Исследования по Гелиоэнергетика частично финансируются Всемирным банком по программе.

Солнечные коллекторы широко применяются в Японии, Израиле, Турции, Греции, на Кипре, в Египте для нагревания воды и отопления. Ряд предприятий РФ изготовляют несколько типов солнечных сушилок для сельскохозяйственных продуктов, которые позволяют сократить затраты энергии на единицу сухого продукта на 40%. Выпускаются в РФ и усовершенствованные плоские солнечные коллекторы и комплексные водонагревательные установки.   Солнечные элементы (фотоэлектрические преобразователи, ФЭП) широко используются в космических аппаратах. Однако более экономичнаГелиоэнергетика с использованием системы зеркал, которые нагревают масло в трубах солнечных электростанций (СЭС). Энергия, получаемая на СЭС, в 5-7 раз дешевле, чем энергия ФЭП. Недостатком СЭС являются лишь очень большие затраты металла на их сооружение (в пересчете на единицу производимой энергии они в 10-12 раз выше, чем при производстве энергии на ТЭС или АЭС). Затраты цемента при этом еще выше: в 50-70 раз. СЭС занимают большие площади, и потому их строительство перспективно только в пустынях. Так, к югу от Лос-Анджелеса построена СЭС мощностью 80 МВт, причем затраты на ее строительство быстро окупились, получаемая энергия на 1/3 дешевле, чем энергия АЭС

ТЕМА-2

45. Кинетическая и потенциальная энергия материального объекта – как они определены?

Кинети́ческая эне́ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек в выбранной системе отсчёта. Кинетическая энергия движущегося тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости. Кинетическая энергия характеризует состояние движущегося тела и не зависит от координат тела, а также от того взаимодействует ли это тело с другими телами или нет. Направление скорости также не оказывает влияние на кинетическую энергию. приращение кинетической энергии частицы при некотором перемещении равно алгебраической сумме работ всех сил, действующих на частицу на том же перемещении. При этом для кинетической энергии совершенно не важно, о каком виде сил идет речь. Это может быть сила тяготения, упругости или трения. Если работа силы положительна ,то есть кинетическая энергия возрастает, скорость тела увеличивается и работа расходуется на то, чтобы сообщить частице дополнительную скорость. Если работа силы отрицательна, то есть кинетическая энергия убывает, скорость тела уменьшается и работа расходуется на то, чтобы преодолеть, к примеру, сопротивление упругих сил или противодействовать силе тяготения.

Потенциальная энергия— скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия, по крайней мере, двух тел. Поэтому применить это понятие к одному (к так называемому изолированному телу) нельзя. Для полей гравитационных сил потенциальная энергия определяется формулой : U_(G ) (r)= (-Gm1M2)/r В однородном поле тяжести потенциальная энергия определяется как: U(z)=mgz Потенциальная энергия в поле упругой силы определяется как: U_U (r)=〖kr〗^2/2 Следует обратить внимание, что потенциальная энергия U(r) - это функция, которая определяется с точностью до некоторой произвольной постоянной С, зависящей от того, каким образом был выбран нулевой уровень состояния системы (нулевой уровень потенциальной энергии). Падающее тело h1>h2 совершает положительную работу, а его потенциальная энергия убывает. Если тело поднимается вверх h1<h2, то однородная сила тяжести совершает отрицательную работу и потенциальная энергия при этом увеличивается. Потенциальные силы это такие силы, работа которых при перемещении частицы зависит только от начального и конечного положения частицы в пространстве. Работа таких сил равна убыли потенциальной энергии.

46. Что такое силы упругости и когда они возникают?

Следовательно, при растяжении и сжатии тела в нем возникнут силы, стремящиеся восстановить первоначальные размеры тела. Эти силы называются силами упругости.

Силы упругости также возникают при изгибе и кручении тела, так как и в этих случаях изменяется взаимное расположение атомов.

Изменение размеров и формы тела под действием внешней силы называют деформацией. Сила упругости, возникающая при деформации, направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела, вызванного деформацией. При деформации соприкасающихся тел сила упругости перпендикулярна к поверхности соприкосновения. Деформация называется упругой, если после прекращения действия силы деформация полностью исчезает. Упругие тела – стальная пружина.

ТЕМА-2

47. Что называют деформацией? Зависимость силы упругости от величины деформации выражается Законом Гука. Сформулируйте его.

Изменение размеров и формы тела под действием внешней силы называют деформацией. Сила упругости, возникающая при деформации, направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц тела, вызванного деформацией. При деформации соприкасающихся тел сила упругости перпендикулярна к поверхности соприкосновения. Деформация называется упругой, если после прекращения действия силы деформация полностью исчезает. Упругие тела – стальная пружина.

Зависимость силы упругости от величины деформации выражается Законом Гука, по имени английского ученого З. Гука (1635 -1703). Сила упругости , возникающая при упругой деформации, пропорциональна деформации тела:

,

где - радиус вектор частицы А тела относительно точки О;

к – жесткость упругого тела.

48. Что называют силовым полем ?

Силово́е по́ле в физике — это векторное поле в пространстве, в каждой точке которого на пробную частицу действует определённая по величине и направлению сила (вектор силы).Технически различают (как это делается и для других видов полей)

• стационарные поля, величина и направление которых могут зависеть исключительно от точки пространства (координат x, у, z), и

• нестационарные силовые поля, зависящие также от момента времени t.

Также

• однородное силовое поле, для которого сила, действующая на пробную частицу, одинакова во всех точках пространства и

• неоднородное силовое поле, не обладающее таким свойством.

Наиболее простым для исследования является стационарное однородное силовое поле, но оно же представляет собой и наименее общий случай.

СИЛОВОЕ ПОЛЕ - часть пространства (ограниченная или неограниченная), в каждой точке к-рой на помещённую туда материальную частицу действует определённая по численной величине и направлению сила, зависящая только от координат х, у, z этой точки. Такое С. п. наз. стационарным; если сила поля зависит и от времени, то С. п. наз. нестационарным; если сила во всех точках С. п. имеет одно и то же значение, т. е. не зависит ни от координат, ни от времени, С. п. наз. однородным

ТЕМА-2

49. Какое поле называется потенциальным.? Как называются силы такого поля ?

Если в стационарном силовом поле работа сил поля на траектории перемещения частицы между двумя любыми точками пространства не зависит от формы траектории, а зависит только от положения этих точек, то такое силовое поле называется потенциальным.

Сами силы такого поля называются консервативными.

50. Что называют диссипативными силами? Приведите примеры.

Диссипативные силы – силы,при действии которых на механическую систему её

полная механическая энергия убывает (то есть диссипирует) ,переходя в другие

,немеханические формы энергии.

Любая диссипативная сила может быть представлена в виде

,

где - положительный коэффициент, зависящий в общем случае от скорости;

- скорость данной частицы относительно другой частицы (среды), с которой она взаимодействует. Сила всегда направлена противоположно вектору .

Примеры:

• Силы вязкого или сухого трения;

• Сила аэродинамического сопротивления воздуха;

• Сила трения скольжения; (Если коэффициент трения скольжения шина сухой асфальт (коэффициент сцепления) в зависимости от типа используемой резины составляет 0,7 – 0,9, то коэффициент сцепления при влажном состоянии дороги – 0.4, при снеге -0.3, при укатанном снеге – 0.25, при зеркально гладком льду -0,1. Очевидно, что тормозной путь увеличивается на скользких покрытиях; например, при торможении на гололеде тормозной путь в 9 раз больше по сравнению с торможением на сухом асфальте. Соответственно, для обеспечения того же уровня безопасности движения по наледи необходимо во столько же раз снизить скорость транспортного средства (рис). На укатанном снегу при самой обычной скорости 60-80 км/ч автомобиль будет скользить 55-100 м.)

ТЕМА-2

51.Какую систему обычно называют консервативной?

Консервативная система— физическая система, работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии, то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна.

Примером консервативной системы служит солнечная система. В земных условиях, где неизбежно наличие сил сопротивления (трения, сопротивления среды и др.), вызывающих убывание механической энергии и переход её в другие формы энергии, например в тепло, консервативные системы осуществляются лишь грубо приближённо. Например, приближённо можно считать консервативной системой колеблющийся маятник, если пренебречь трением в оси подвеса и сопротивлением воздуха.