Одиннадцатый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Motion in two and three dimensions  1.1.3. Перемещение и Расстояние  1.1.4. Скорость и вектор скорости  1.1.5. Ускорение и замедление  1.1.6. Графический анализ движения  1.1.7. Уравнения движения (расширенные выводы)  1.1.8. Свободное падение и терминальная скорость  1.1.9. Projectile motion  1.1.10. Относительная скорость в одномерном и двумерном пространстве  1.1.11. Motion of a car on an inclined plane  1.2. Dynamics  1.2.1. Законы движения Ньютона и их применения  1.2.2. Инерция и первый закон Ньютона  1.2.3. Force and types of force  1.2.4. Static and kinetic friction  1.2.5. Круговое движение и центростремительное ускорение  1.2.6. Неравномерное круговое движение  1.2.7. Банкинг дорог и кривых  1.2.8. Импульс и момент  1.2.9. Сохранение импульса в одномерной и двумерной пространстве  1.2.10. Применения третьего закона Ньютона  1.3. Работа, Энергия и Мощность  1.3.1. Работа, выполняемая постоянной и переменной силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая и потенциальная энергия  1.3.4. Гравитационная и упругая потенциальная энергия  1.3.5. Сохранение механической энергии  1.3.6. Мощность и мгновенная мощность  1.3.7. Эффективность машин  1.3.8. Работа, выполненная консервативными и неконсервативными силами  1.4. Вращательное движение  1.4.1. Крутящий момент и угловое ускорение  1.4.2. Равновесие вращения  1.4.3. Момент инерции и его применения  1.4.4. Угловой момент и его сохранение  1.4.5. Kinetic energy of rolling motion and rotation  1.4.6. Теорема параллельных и перпендикулярных осей  1.4.7. Динамика вращательного движения
  2. Гравитационная сила  2.1. Универсальное тяготение  2.1.1. Newton's law of universal gravitation  2.1.2. Гравитационное поле и потенциал  2.1.3. Изменение ускорения из-за гравитации  2.1.4. Kepler's laws of planetary motion  2.1.5. Orbital mechanics and satellites  2.1.6. Скорость ухода и орбитальная скорость  2.1.7. Weightlessness and free fall  2.1.8. Gravitational potential energy and energy in orbits  2.1.9. Черные дыры и гравитационное линзирование
  3. Свойства вещества  3.1. Механика жидкости  3.1.1. Плотность и давление в жидкостях  3.1.2. Pascal's theory and applications  3.1.3. Принцип Архимеда и плавучесть  3.1.4. Уравнение Бернулли и его применения  3.1.5. Continuity equation and the Venturi effect  3.1.6. Surface tension and capillarity  3.1.7. Вязкость и закон Пуазейля  3.1.8. Число Рейнольдса и турбулентность  3.2. Упругость и деформация  3.2.1. Hooke's law and the stress-strain relation  3.2.2. Модуль упругости и его применения  3.2.3. Deformation and yield strength of solids
  4. Thermal physics  4.1. Тепло и температура  4.1.1. Thermometric properties and temperature scale  4.1.2. Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов  4.1.3. Система теплообмена  4.1.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  4.1.5. Скрытая теплота и фазовый переход  4.2. Кинетическая теория газов  4.2.1. Молекулярная модель газов  4.2.2. Кинетическое объяснение температуры  4.2.3. Уравнение идеального газа и отклонения  4.2.4. Mean free path and Maxwell–Boltzmann distribution  4.3. Законы термодинамики  4.3.1. Нулевой закон и тепловое равновесие  4.3.2. Первый закон и внутренняя энергия  4.3.3. The Second Law and Entropy  4.3.4. Цикл Карно и тепловые двигатели  4.3.5. Холодильники и тепловые насосы
  5. Волны и колебания  5.1. Простое гармоническое движение  5.1.1. Уравнения гармонических колебаний  5.1.2. Энергия в МГД  5.1.3. Damped and forced oscillations  5.1.4. Резонанс и приложения  5.1.5. Pendulum and spring-mass system  5.2. Волновое движение  5.2.1. Типы механических волн  5.2.2. Волновое движение и перенос энергии  5.2.3. Superposition Principle and Standing Waves  5.2.4. Reflection, Refraction and Diffraction  5.2.5. Эффект Доплера в звуке и свете  5.2.6. Pulsations and interference
  6. Electricity and Magnetism  6.1. Электростатика  6.1.1. Электрический заряд и его сохранение  6.1.2. Закон Кулона и его применение  6.1.3. Электрическое поле и электрический поток  6.1.4. Электрический потенциал и потенциальная энергия  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Электрический ток  6.2.1. Закон Ома и электрическое сопротивление  6.2.2. Сопротивление и температурная зависимость  6.2.3. Законы Кирхгофа и анализ цепей  6.2.4. Электрическая мощность и эффективность  6.2.5. Combination of resistors  6.3. Magnetism and Electromagnetism  6.3.1. Магнитные поля и их источники  6.3.2. Магнитная сила на движущиеся заряды  6.3.3. Electromagnetic induction  6.3.4. Законы Фарадея и Ленца  6.3.5. Индуктивность и трансформатор  6.3.6. Переменный ток и его применение
  7. Оптика  7.1. Отражение и преломление  7.1.1. Законы отражения и преломления  7.1.2. Зеркала и линзы  7.1.3. Total internal reflection and optical fiber  7.2. Волновая оптика  7.2.1. Интерференция и дифракция  7.2.2. Двойной щелевой эксперимент Юнга  7.2.3. Поляризация света
  8. Modern Physics  8.1.1. Photoelectric effect and Einstein's theory  8.1.2. Двойственность волны и частицы  8.1.3. Heisenberg's uncertainty principle  8.1.4. Эффект Комптона  8.2. Atomic and Nuclear Physics  8.2.1. Атомная модель и уровни энергии  8.2.2. Радиоактивный распад и период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и синтез
  9. Электроника и связь  9.1. Semiconductors  9.1.1. pn junction and diode  9.1.2. Транзисторы и логические элементы  9.1.3. Интегральные схемы и их применения  9.2. Communication Systems  9.2.1. Основы аналоговой и цифровой связи  9.2.2. Беспроводная и оптическая связь  9.2.3. Модуляция и демодуляция

Одиннадцатый класс ↓


Механика


Механика — это раздел физики, который изучает движение объектов и силы, влияющие на движение. Она помогает нам понимать, как и почему движутся объекты, и позволяет предсказывать будущее движение, исходя из начальных условий. Механика является основополагающей концепцией в физике, используя идеи из математики и физики, такие как скорость, ускорение, сила и энергия, чтобы описывать движение.

Типы механики

Механика может быть широко разделена на две категории:

  • Динамика: Раздел, который изучает движение без учета его причин. Он включает параметры, такие как перемещение, скорость и ускорение.
  • Кинематика: В отличие от динамики, динамика рассматривает силы и моменты, влияющие на движение.

Динамика

Кинематика описывает движение, используя определенные термины:

  • Перемещение: Это векторная величина, представляющая изменение положения объекта. Если объект перемещается из точки A в точку B, то прямая линия между A и B — это перемещение.
  • Скорость: Это скорость изменения перемещения. Это также векторная величина. Скорость можно выразить формулой: v = Δx / Δt
  • Скорость: В отличие от скорости, скорость — это скалярная величина, измеряющая полное расстояние, пройденное за время.
  • Ускорение: Это скорость изменения скорости с течением времени. Если скорость увеличивается, объект ускоряется. Если скорость уменьшается, это называется торможением или отрицательным ускорением. Формула: a = Δv / Δt

Визуальный пример

        <svg width="400" height="110"> <rect x="10" y="10" width="30" height="30" style="fill:blue;" /> <text x="50" y="35" fill="black">→ движение >→ Перемещение</text> </svg>
        <svg width="400" height="110"> <rect x="10" y="10" width="30" height="30" style="fill:blue;" /> <text x="50" y="35" fill="black">→ движение >→ Перемещение</text> </svg>

В то время как кинематика рассматривает только то, как движутся объекты, динамика рассматривает причины движения:

Законы движения Ньютона

Неотъемлемая часть динамики — это законы движения Ньютона, которые заключаются в следующем:

  1. Первый закон (Закон инерции): Тело, находящееся в состоянии покоя, продолжает находиться в покое, а тело, движущееся с постоянной скоростью, продолжает движение, если на него не действует внешняя сила. Этот закон подчеркивает концепцию инерции, то есть стремление тела сопротивляться изменению своего состояния движения. Например, книга, лежащая на столе, будет оставаться в покое, если не приложить силу для ее перемещения.
  2. Второй закон (Закон ускорения): Ускорение тела пропорционально действующей на него результирующей силе и обратно пропорционально массе тела. Он может быть математически выражен как: F = m * a, где 'F' — сила, 'm' — масса и 'a' — ускорения.
  3. Третий закон (Действие и противодействие): Для каждого действия есть равное и противоположное противодействие. Это значит, что силы всегда приходят парами. Например, когда вы толкаете стену, стена также толкает с одинаковой силой.

Визуальный пример

        <svg width="400" height="180"> <line x1="50" y1="80" x2="350" y2="80" style="stroke:rgb(99,99,99);stroke-width:2"></line> <circle cx="70" cy="80" r="20" style="fill:lime;stroke:purple;stroke-width:2" /> <line x1="70" y1="60" x2="70" y2="0" style="fill:none;stroke:red;stroke-width:2" /> <text x="80" y="30" fill="red"><- Сила</text> </svg>
        <svg width="400" height="180"> <line x1="50" y1="80" x2="350" y2="80" style="stroke:rgb(99,99,99);stroke-width:2"></line> <circle cx="70" cy="80" r="20" style="fill:lime;stroke:purple;stroke-width:2" /> <line x1="70" y1="60" x2="70" y2="0" style="fill:none;stroke:red;stroke-width:2" /> <text x="80" y="30" fill="red"><- Сила</text> </svg>

Работа, энергия и мощность

Энергия — важная концепция в динамике и тесно связана с работой и мощностью:

Работа

Работа выполняется, когда сила, приложенная к объекту, вызывает перемещение. Формула для работы: Работа = сила * перемещение * cos(θ) Здесь θ — это угол между направлением силы и направлением перемещения.

Энергия

Энергия — это способность выполнять работу, и она может принимать несколько форм:

  • Кинетическая энергия: Энергия объекта из-за его движения. Она выражается как: KE = 1/2 m v², где 'm' — масса и 'v' — скорость.
  • Потенциальная энергия: Энергия, накопленная из-за положения или состояния объекта. Например, гравитационная потенциальная энергия: PE = m * g * h, где 'm' — масса, 'g' — ускорение свободного падения и 'h' — высота.

Мощность

Мощность — это скорость выполнения работы или передачи энергии. Формула: Мощность = работа / время

Законы сохранения

В механике существует несколько законов сохранения, таких как:

Сохранение энергии

Этот закон утверждает, что полная энергия в замкнутой системе остается постоянной с течением времени. Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена; она только изменяет форму. Например, когда мяч падает, его гравитационная потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию.

Сохранение импульса

Полный импульс замкнутой системы остается постоянным, если на нее не действует внешняя сила. Импульс — это произведение массы на скорость: p = m * v

Визуальный пример: Преобразование энергии

        <svg width="200" height="200"> <line x1="50" y1="100" x2="150" y2="100" stroke="blue" stroke-width="4" /> <text x="80" y="80" fill="black">Потенциальная энергия</text> <text x="80" y="120" fill="black">Кинетическая энергия</text> <text x="80" y="140" fill="green">Полная энергия остается постоянной</text> </svg>
        <svg width="200" height="200"> <line x1="50" y1="100" x2="150" y2="100" stroke="blue" stroke-width="4" /> <text x="80" y="80" fill="black">Потенциальная энергия</text> <text x="80" y="120" fill="black">Кинетическая энергия</text> <text x="80" y="140" fill="green">Полная энергия остается постоянной</text> </svg>

Применения механики

Механика — это не только теория; она имеет множество применений в реальном мире, включая:

  • Инженерия: Понимание сил и движения необходимо для проектирования конструкций и машин.
  • Астрономия: Механика помогает объяснить движение небесных тел.
  • Повседневная жизнь: От вождения автомобиля до занятий спортом, механика играет важную роль в понимании движения.

Заключение

Понимание механики вводит фундаментальные концепции, которые формируют более широкий курс физики. От движения автомобилей на дороге до планет в космосе, механика помогает нам понять и отображать физическое движение.


Одиннадцатый класс → 1


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

Следующий (1.1) →
Динамика

Комментарии 



Механика

https://www.physicsflow.com/g11/1?pfal=ru