Углубленные экзаменационные билеты по физике и ответы (11 класс) (стр. 9 из 10)

Билет № 14

Гидродинамика – раздел гидромеханики, изучает движение жидкостей и воздействие их на обтекаемые ими твердые тела. Теоретические методы гидродинамики основаны на решении точных или приблизительных ур-й, описывающих физ. явл-я в движущихся жидкости или газе. Для кораблей, самолётов, ракет. Аэродинамика- раздел аэромеханики, в кот. изучаются законы движения газа(воздуха) и силы, возникаюшие на поверхности обтекаемые газом тело. Осн. Задачи – определ. Сил, действ. на движ-ся в газе тело, распределения давления на его поверхности; изучение направления струй воздуха вокруг него.

Уравнение Бернулли: Давление в жидкости, текущей по горизонтальной трубе переменного сечения, больше в тех сечениях потока, в которых скорость ее движения меньше, и наоборот, давление меньше в тех сечениях, в которых скорость больше. E₂ – E₁ = ΔA = (p₁ – p₂)ΔV,;

---уравнение Бернули. ; Если сечение потока жидкости достаточно велико, то уравнение Бернулли следует применять к линиям тока, т. е. линиям, вдоль которых перемещаются частицы жидкости при стационарном течении. Например, при истечении идеальной несжимаемой жидкости из отверстия в боковой стенке или дне широкого сосуда линии тока начинаются вблизи свободной поверхности жидкости и проходят через отверстие.

Значение работ Н. Е. Жуковского в развитии авиации рус. учёный, основоположник современной аэродинамики. Член-корреспондент академии наук Питера. Труды по теории авиации. Исследования по механики тв. тела, гидравлике, прикладной механики. Участник создания аэродинамического института в Кучино под Москвой(1904). Теория возникновения подъёмной силы крыла при обтекании потока воздуха.

Подъёмная сила крыла самолёта Из-за специального профиля крыла и наличия угла атаки, т. е. угла наклона крыла по отношению к набегающему потоку воздуха, скорость воздушного потока над крылом оказывается больше, чем под крылом. Поэтому на рис. 1.22.4 линии тока над крылом располагаются ближе друг к другу, чем под крылом. Из уравнения Бернулли следует, что давление в нижней части крыла будет больше, чем в верхней; в F. результате появляется сила F_y, действующая на крыло. Вертикальная составляющая этой силы называется подъемной силой. Подъемная сила позволяет скомпенсировать силу тяжести, действующую на самолет, и тем самым она обеспечивает возможность полета тяжелых летательных аппаратов в воздухе. Горизонтальная составляющая F_x представляет собой силу сопротивления среды. Теория подъемной силы крыла самолета была создана Н. Е. Жуковским. Он показал, что существенную роль при обтекании крыла, играют силы вязкого трения в поверхностном слое. В результате их действия возникает круговое движение (циркуляция) воздуха вокруг крыла (зеленые стрелки на рис. 1.22.4). В верхней части крыла скорость циркулирующего воздуха складывается со скоростью набегающего потока, в нижней части эти скорости направлены в противоположные стороны. Это и приводит к возникновению разности давлений и появлению подъемной силы. Циркуляция воздуха, обусловленная силами вязкого трения, возникает и вокруг вращающегося тела.

Электромагнитная природа света.

Свет- электромагнитные волны, которые лежат (400¸800)10^-9м. Световые волны излучаются электронами. Электроны в спокойном состоянии не излучают свет, для этого им нужно сообщить дополнительную порцию энергии, и чтобы свет не исчезал необходим приток энергии.

Методы измерения скорости света Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить фран. Физику И. Физо(1879). В опыте Физо свет от источника, пройдя через линзу и падал на полу прозрачную пластинку. После отражения от пластинки сфокусированный узкий пучок направлялся на периферию, быстровращающегося зубчатого колеса. Пройдя между зубцами свет достигал дальное зеркало. Отразившись от зеркала свет, прежде чем попасть в глаз наблюдателя должен был пройти опять межу зубцами. Когда колесо вращалось медленно, свет, отражённый от зеркала был виден. При увеличении скорости вращения он постепенно исчезал. Пока свет, прошедший между двумя зубцами шёл от зеркала и обратно, колесо успевало повернуться так, что на месте прорези вставал зубец и свет переставал быть видимым. При дальнейшим увеличении скорости вращения свет снова становился видимым. Очевидно, что за время распространения света от зеркала и обратно колесо успело повернуться на столько, что на место прежней прорези становилась др. прорезь. Зная это время и расстояние межу колесом и зеркалом можно определить скорость света.( l=8.6 км u=313000 км/с).

Уравнение волны W=Li²/2+q²/2C; Þ(Li²/2)`+(q<sup>2</sup>/2C)`=0;Þ (Li²/2)`=

-(q²/2C)`ÞL/2*2ii`=-1/2Cqq`. Производная заряда по времени представляет собой силу тока в данный момент времени: i=lim<sub>Dt®0</sub>Dq/Dt=q`;ÞLi`I=-qi/C; производная силы тока по времени есть не что иное, как вторая производная заряда по времени, подобно тому, как производная скорости(ускорение) есть вторая производная по времени. Подставив в уравнение i`=q``и разделив левую и правую части этого ур-я на Li, получим основное ур-е, описывающее свободные электромагнитные кол-я в контуре: q``=-1/LC*q.

Билет № 15

Понятие о колебательном движении.

Колебание- движение, при котором тело (материальная точка) поочередно смещается то в одну, то в другую сторону. Условия, необходимые для наличия колебаний:

1)наличие возвращающей силы, возникшей в системе в результате выведения ее из положения равновесия;

2)отсутствие трения в системе (или очень мало);

3)система должна обладать инертностью.

Период и частота колебаний.

Период- время одного полного колебания; T=2pÖm/k¢, T=2pÖl/g¢. Частота- число полных колебаний за единицу времени. 1Герц (Гц)- частота такого колебательного движения, при котором колеблющееся тело совершает одно полное колебание за одну секунду. [Гц]=[1/с]

Гармонические колебания.

Гармонические колебания- колебания, при которых величина смещения тела от положения равновесия с течением времени подчиняется законам: x=Asin(wt+j₀), x=Acos(wt+j₀).

Закон свободных гармонических колебаний: x=Asin(wt+j₀), x=Acos(wt+j₀); u=x¢(t)=Аwcos(wt+j₀); a=u¢(t)=-Аw²sin(wt+j₀).

Гармонические колебания характеризуют:

1)период- время одного полного колебания; T=2pÖm/k¢, T=2pÖl/g¢;

2)амплитуда- максимальное смещение от положения равновесия;

3)частота- число полных колебаний за единицу времени. 1Герц (Гц)- частота такого колебательного движения, при котором колеблющееся тело совершает одно полное колебание за одну секунду.

Смещение, амплитуда и фаза при гармонических колебаниях.

Смещение тела относительно положения равновесия можно определить в любой момент по формуле: x=Asin(wt+j₀), x=Acos(wt+j₀). Амплитуда- максимальное смещение от положения равновесия. Фаза колебаний- это все, что стоит под знаком синуса или косинуса. Она определяется величиной, измеряемой долей периода, прошедшей от начала колебания.

Свободные колебания.

Свободные колебания- колебания, возникшие в системе под действием внутренних сил этой системы после того, как она была выведена из положения равновесия. Внутренние силы- силы, действующие между телами внутри рассматриваемой системы.

Колебания груза на пружине.

Система, состоящая из тела, скрепленного с пружиной. После выведения этой системы из состояния равновесия пружина окажется деформированной, а на тело будет действовать сила упругости- тело будет колебаться.

Математический маятник.

Математический маятник- подвешенный к тонкой нити груз, размеры которого много меньше длины нити, а его масса много больше массы нити (т.е. груз можно считать материальной точкой, а нить невесомой).

Периоды их колебаний.

Fупр.+Fтяж.=F, проектируем на ось.

F=0-mgsina=-mgx/l=-kx=ma

-kx=ma Þa=-kx/m;

k/m=w²; w=Ök/m¢=2p/T

Период колебаний груза на пружине: T=2pÖm/k¢

Так как k=mg/l, то период колебаний математического маятника T=2pÖl/g¢.

Превращение энергии при гармонических колебаниях.

t=0: выведение тела из положения равновесия, сообщение телу потенциальной энергии, нет скорости тела ; E_P=kx²/2.

t=T/8: возникает у тела скорость под действием силы упругости.

t=T/4: прохождение телом положение равновесия с мах скоростью.

t=3T/8: тело смещается в противоположную сторону.

t=T/2: тело смещается в крайнее положение, нет скорости тела.

Затухающие колебания.

Любые колебания являются затухающими, если они не имеют источника энергии извне. Этому способствует сила трения.

Вынужденные колебания.

Вынужденные колебания- колебания системы, которые вызываются действием на нее внешней силы, периодически изменяющейся с течением времени. F=F₀sinwt, F=F₀coswt.

Резонанс.

Резонанс- резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты вынуждающей силы, действующей на систему, с частотой свободных колебаний.

2)Интерференция света.