Билет №11.

Вес – сила, с которой тело действует на опору или подвес. Вес часто путают с силой тяжести и с массой. Разберём причины этой путаницы.

Рассмотрим рисунок 1: тело стоит на неподвижной подставке. На тело действуют силы тяжести и нормальной реакции опоры. Эти силы уравновешены и тело неподвижно (по второму закону Ньютона). Тело действует на подставку с силой P – вес. По третьему закону Ньютона вес должен быть равен силе реакции опоры (и быть равной с ней природы, т.е. электромагнитной).

Вес равен силе реакции опоры и одновременно силе тяжести. Этот случай чаще всего встречается в жизни, и если убрать g, то вес будет равен массе (как бы равен). Отсюда путаница: «сколько весит ёжик?» «1 килограмм» 

Е сли тело стоит на движущейся с ускорением направленным вниз подставке (рис. 2), то ситуация выглядит так:

Вес, как видим меньше силы тяжести, а при равенстве ускорения движения ускорению свободного падения и вообще вес будет равен 0 – невесомость. Невесомость достигается на орбитальном космическом корабле (он находится в состоянии свободного падения с ускорением g) или просто на машине, которая очень быстро движется по неровной поверхности. Она постоянно «взлетает» на кочках.

Если ускорение подставки направлено вверх (рис.3), то вес становится больше силы тяжести – наступает перегрузка. Перегрузки испытывают лётчики и космонавты, при подъёме своих кораблей. Боковые перегрузки испытывают гонщики на поворотах.

2. Принцип действия тепловых машин заключается в следующем. Нагреватель передает рабочему телу теплоту, вызывая повышение его температуры. Рабочее тело совершает работу над каким-либо механическим устройством, например, приводит во вращение турбину, и далее отдает холодильнику теплоту, возвращаясь в исходное состояние. Величина представляет собой количество теплоты, передаваемое холодильником рабочему телу, и имеет отрицательное значение. Отметим, что наличие холодильника и передача ему части полученной от нагревателя теплоты, является обязательным, так как иначе работа тепловой машины невозможна. Действительно, для получения механической работы необходимо наличие потока, в данном случае потока теплоты. Если же холодильник будет отсутствовать, то рабочее тело неизбежно придет в тепловое равновесие с нагревателем, и поток теплоты прекратится.

Нагреватель Qн → рабочее тело A=Qн-Qx → холодильник Qx.

Под идеальной понимается тепловая машина, имеющая максимальный к.п.д. при заданных значениях нагревателя T₁ и холодильника T₂. КПД идеального теплового двигателя: Ап / Qз = Qн – Qx / Qн = 1 – Qx – Qн = 1 – Тх / Тн.

Цикл Карно.

Билет №12.

1. Сила трения – сила, возникающая при соприкосновении поверхностей тел, препятствующая их относительному перемещению, направленная вдоль поверхности соприкосновения. Природа силы трения - электромагнитная. Это означает, что причиной её возникновения являются силы взаимодействия между частицами, из которых состоит вещество. Второй причиной возникновения силы трения является шероховатость поверхности. Выступающие части поверхностей задевают друг за друга и препятствуют движению тела. Именно поэтому для движения по гладким (полированным) поверхностям требуется прикладывать меньшую силу, чем для движения по шероховатым. Трение принимает участие (и притом весьма существенное) там, где мы о нём даже не подозреваем. При контакте твердых тел возможны три вида трения – трения покоя, трения скольжения, трения качения.

Сила трения покоя – сила, трения, препятствующая возникновению движения одного тела по поверхности другого: Fтр.п. = -F. = µп*N (µп – коэффициент трения покоя). Трение покоя – трения, возникающее при отсутствии относительного перемещения соприкасающихся тел.

Сила трения скольжения – сила, возникающая при относительном перемещении соприкасающихся тел. Fтр = µN, µ - коэффициент трения скольжения.

Трением качения называют сопротивление, возникающее при качении одного тела по поверхности другого. Fтр.кач. = µкач * N.

Во-первых, трение бывает отнюдь не всегда твердым, хотя именно от него в тысячах ситуаций стремятся избавиться. Например, смазывают детали механизмов и машин, чтобы уменьшить их износ и не терять впустую энергию, уходящую на бесполезный нагрев. Однако без трения мы не могли бы ходить, колёса машин без толку крутились бы на месте, бельевые прищепки не могли бы ничего удержать и. т. д.

Во-вторых, во время скольжения одного предмета по другому происходит словно бы зацепление микроскопических бугорков друг за друга. Но если бы этих бугорков не было, то это не значило бы, что сдвинуть предмет или тащить его стало бы легче. Возник бы так называемый эффект прилипания, который легко обнаружить, пытаясь, скажем, сдвинуть стопку книг в глянцевой обложке вдоль поверхности полированного стола. Значит, не будь трения, не было бы этих крошечных попыток каждой частички вещества удержать подле себя соседок. То есть вещество развалилось бы до мельчайших деталек, как рассыпался бы на части от сотрясения домик из детского конструктора. При отсутствии трения гвозди и винты выскальзывали бы из стен, не одной вещи нельзя было бы удержать в руках, никакой вихрь никогда бы не прекращался, никакой звук не умолка, а звучал бы бесконечным эхом, неослабно отражаясь, например, от стен комнаты.

2. Внутренняя энергия зависит от температуры тела, его агрегатного состояния, от химических, атомных и ядерных реакций. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от положения этого тела относительно других тел. Внутреннюю энергию можно изменить путем совершения работы и теплопередачи. Если над телом совершается работа, то внутренняя энергия тела увеличивается; если же это тело совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается.

Закон: кол-во теплоты сообщенное газу расходуется на изменение внут.энергии газа и работы, совершенной газами. Q = ∆ U + A

Q = mc∆t чтобы нагреть тело, с – удельная теплоемкость

=m*r, r – удел.теплота парообр. (для испарения тела)

=m* λ, λ – удел.теплота плавления ( для плавления тела)

=m*q, q – удел.теплота сгорания.

Закон для изопроцессов.

∆ U = 1,5*u*R*∆ t

1) Изотерма. Т=с. ∆ Т = 0, ∆ U=0

Q = A.

2) V = c. изохора. А = 0.

Q = ∆ U

3) P = c. изобара

A = P*∆ V= u*R*∆ t

Q = 1,5*u*R*∆ t + P*∆ V = 1,5*u*R*∆ t + u*R*∆ t = 2,5 u*R*∆ t = 2,5 P*∆ V.

4) адиабатный процесс – процесс, происходящий без теплообмена с внешней средой. Q = 0, A = - ∆ U. Работа совершается только за счет остывания газа. А.п. – P*V^i+2 / i

( PV изогнутая)