1.      Czym się zajmuje kinematyka ?

Kinematyka zajmuje się opisem ruchu ciał bez uwzględnienia jego przyczyn, czyli sił. (jest wiec geometrią ruchu)

W kinematyce oprócz pojęć geometrycznych wprowadza się jeszcze
pojęcie czasu.

2.      Jakie ciało nazywamy punktem materialnym ?

Punktem materialnym nazywamy takie ciało, którego wymiary w porównaniu z innymi
(w rozpatrywanym układzie) można pominąć.

3.      Jakie są rodzaje toru ?

• Tor prostoliniowy - ruch prostoliniowy

• Tor krzywoliniowy - ruch krzywoliniowy

4.      Co to jest prędkość ?

Prędkość jest to odcinek toru (droga) którą przebywa punkt
w jednostce czasu.

5.      Co to jest przyspieszenie ?

Przyspieszenie jest to zmiana wektora prędkości w jednostce czasu.

Przyspieszenie ma zawsze zwrot do środka krzywizny toru.

6.      Wzór na wartość liczbową prędkości ?

Wartość liczbowa prędkości wynosi:

7. Wzór na wartość liczbową przyspieszenia ?

Wartość liczbowa przyspieszenia wynosi:

8.      Podział ruchu punktu w zależności od toru ?

a) krzywoliniowy

b) prostoliniowy

9.      Podział ruchu punktu w zależności od prędkości ?

a) v rośnie - ruch przyspieszony

znak
równa się znakowi

b) v maleje - ruch opóźniony

znak
równa się znakowi

10.  Podział ruchu punktu ze względu na współrzędną przyspieszenia stycznego?

a) a=0 ruch jednostajny

b) ruch jednostajnie zmienny

c) ruch zmienny

11.  Podział ruchu w zależności od kierownic ?

a) przesunięcie - kierownice proste równoległe

(ruch ten określany jest przez ruch jednego punktu ciała sztywnego)

b) ruch postępowy - kierownice krzywe do siebie równoległe

(ruch określony jest przez ruch jednego punktu ciała) - np. ruch tłoka, klatka dźwigu

c) ruch obrotowy - kierownice dwóch punktów ciała redukują się do punktów i wyznaczają oś obrotu

d) ruch płaski - kierownice leżą w płaszczyznach do siebie równoległych. Chwilowy ruch płaski można traktować jako chwilowy obrót dookoła tzw. Osi chwilowego obrotu. Suma ruchów chwilowych oddaje nam zatem ruch płaski.

e) ruch kulisty - kierownice jednego z punktów redukują się do punktu

f) ruch ogólny - kierownice dowolnie zorientowane w przestrzeni

12.  Ruch obrotowy ?

Nieruchome punkty A i B określają polożenie przechodzącej przez nie prostej

zwanej osią obrotu. Tor dowolnego punktu nie leżącego na osi obrotu jest

kołem.

Równanie ruchu obrotowego ciała sztywnego zapisujemy w postaci zależności kąta

obrotu od czasu:

13.  Prędkość i przyspieszenie kątowe ?

Prędkość kątowa jest to granica ilorazu różnicowego przy t dążącym do zera

Zmienność w czasie prędkości kątowej nazywamy przyspieszeniem kątowym.

14.  Prawa Newtona ?

I zasada dynamiki Newtona

Ciało pozostaje w stanie spoczynku lub w stanie stałej prędkości (zerowe przyspieszenie) gdy jest pozostawione samo sobie (działająca na nie siła wypadkowa jest równa zero)

a = 0, gdy Fwypadkowa = 0

gdzie: Fwypadkowa jest sumą wektorową wszystkich sił działających na ciało.

II zasada dynamiki Newtona

Tempo zmiany pędu ciała jest równe sile wypadkowej działającej na to ciało.

(W definicji F mówimy o pojedynczej sile, a tu mamy do czynienia z siłą wypadkową.)

III zasada dynamiki Newtona

Gdy dwa ciała oddziałują wzajemnie, to siła wywierana przez ciało drugie na ciało pierwsze jest równa i przeciwnie skierowana do siły, jaką ciało pierwsze działa na drugie.

Trzecia zasada stwierdza, że w przypadku sił oddziaływania między dwoma ciałami

15.  Zasada zachowania pędu ?

Jeżeli na jakiś układ ciał nie działają siły (oddziaływania) zewnętrzne, wtedy układ ten ma stały pęd.

Czyli, zapisując to wzorami:

jeżeli F = 0, to p = const

Lub jeszcze inaczej:

Zmienić pęd układu może tylko siła działająca z zewnątrz układu.

Zasada zachowania pędu może być traktowana jako alternatywna postać (sformułowanie) pierwszej zasady dynamiki Newtona, jako że omawiany przypadek braku siły zewnętrznej rozpatrywany jest w układzie inercjalnym

16.  Kręt punktu materialnego ?

Moment wektora pędu punktu materialnego względem punktu O nazywamy krętem punktu materialnego względem punktu O.

czyli:

K= Mo(F)

Równanie to jest matematycznym zapisem prawa zmienności krętu punktu materialnego.

Pochodna krętu punktu materialnego względem danego bieguna równa jest momentowi sił działających na dany punkt względem tego bieguna.

17.  Definicja i wzór na pracę ?

Praca siły F na przesunięciu elementarnym dr, lub inaczej pracą elementarną siły F nazywamy iloczyn skalarny wektora siły i wektora dr .

18.  Od czego nie zależy praca sił ciężkości ?

Praca siły ciężkości nie zależy od kształtu toru po którym przesuwa się punkt jej przyłożenia

19.  Definicja i wzór na moc ?

Mocą siły nazywamy stosunek elementarnej pracy wykonanej przez
te siłę do czasu , w którym ta praca została wykonana.

20.  Energia kinetyczna ?

Energią kinetyczna punktu materialnego nazywamy połowę iloczynu jego masy
i kwadratu prędkości.

[E]=[N m]=[J]

21.  Zasada zachowania energii mechanicznej ?

Prawo zachowania energii mechanicznej:

Energia mechaniczna punktu materialnego poruszającego się w polu potencjalnym ma wartość stała.

22.  Co nazywamy wahadłem matematycznym ?

Wahadło matematyczne to punkt materialny zawieszony na nierozciągliwej i nieważkiej nici. Jest to idealizacja wahadła fizycznego.

Kiedy ciało wytrącimy z równowagi to zaczyna się ono wahać w płaszczyźnie poziomej pod wpływem siły ciężkości. Jest to ruch okresowy.

23.  Co nazywamy wahadłem fizycznym ?

Wahadło fizyczne - dowolne ciało sztywne zawieszone tak, że może się wahać wokół pewnej osi przechodzącej przez to ciało

24.  Wzór na częstość drgań ?

25.  Definicja i  wzór prawa powszechnego ciążenia ?

Dwie masy przyciągają się siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas,
a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu ich odległości.

m1,m2- masy ciał przyciągających się,

r- odległość miedzy masami,

G- stała ciążenia powszechnego (stała grawitacji).

26.  Opis doświadczenia Cavendisha ?

Cavendish chciał wyznaczyć stałą grawitacji G w laboratorium niezależnie od masy Ziemi i tym samym uniknąć błędu związanego z szacowaniem gęstości Ziemi.

Wykorzystał on fakt, że siła potrzebna do skręcenia długiego, cienkiego włókna kwarcowego o kilka stopni jest bardzo mała. Cavendish najpierw wykalibrował włókna,
a następnie zawiesił na nich pręt z dwiema małymi kulkami ołowianymi na końcach (rysunek a).

Następnie w pobliżu każdej z kulek umieścił większą kulę ołowianą i zmierzył precyzyjnie kąt o jaki obrócił się pręt (rysunek b).

Stała G została wyznaczona doświadczalnie przez Cavendisha przy pomocy tzw. wagi skręceń i wynosi:

Mając już godną zaufania wartość G, Cavendish wyznaczył Mz z równania:

27.  Od czego nie zależy praca w polu grawitacyjnym ?

Wartość pracy w polu grawitacyjnym nie zależy od drogi

28.  Potencjał pola grawitacyjnego ?

Potencjałem V pola grawitacyjnego w danym punkcie nazywamy stosunek pracy wykonanej przez siły tego pola przy przemieszczaniu masy z danego punktu w nieskończoność do wielkości tej masy.

Ep= m V

Ep - energia potencjalna

m - masa ciała

V - stała grawitacji

29.  Na czym oparta jest mechanika relatywistyczna ?

Mechanika relatywistyczna oparta na szczególnej teorii względności (opracowanej przez Einsteina) - wykorzystuje się w zjawiskach atomowych, jądrowych i w astrofizyce gdzie prędkości są zbliżone do prędkości światła.

30.  Transformacja Galileusza ?

Dwa różne inercjalne

układy odniesienia,

poruszające się względem

siebie

Wzory przekładające wyniki obserwacji jednego obserwatora na spostrzeżenia drugiego, równania noszą nazwę transformacji Galileusza.

31.  Dylatacja czasu ?

Zjawisko dylatacji czasu jest własnością samego czasu i dlatego spowolnieniu ulegają wszystkie procesy fizyczne gdy są w ruchu. Dotyczy to również reakcji chemicznych, więc i np. biologicznego starzenia się.

32.  Stałość przedziału czasoprzestrzennego ?

Wyobraźmy sobie pręt o dł. np. .20m. umieszczony w układzie współrzędnych w taki sposób, że rzut tego odcinka na oś x wynosi Δx, a na oś y Δy. Jeśli teraz ktoś znajdzie się w drugim układzie współrzędnych, obróconym względem pierwszego o kąt α, to spoglądając na ten odcinek z tego układu mierzy jego współrzędne jako Δx^' i Δy^'. Czy jest to dla nas dziwne? Oczywiście nie. Możemy także przetłumaczyć opis w jednym układzie na opis w drugim (znaleźć transformację)

Δx^' =Δx cosα + Δy sinα

Δy^'=-Δx sinα + Δy cosα

Poszczególne wyniki obserwacji Δx i Δy dla jednego człowieka, oraz, odpowiednio, Δx' i Δy' dla drugiego są różne, lecz suma ich kwadratów tj. długość pręta jest taka sama.

Szczególna teoria względności, że czas jest ściśle powiązany z odległością i naprawdę żyjemy w 4-wymiarowej przestrzeni; czasoprzestrzeni. Co więcej, podobna wielkość jak odległość w przykładzie też istnieje: jest nią przedział czasoprzestrzenny
który jest niezmiennikiem transformacji Lorenzta, czyli jest taki sam w dwóch układach.

33.  Różnice pomiędzy prędkością klasyczną a relatywistyczną ?

Porównanie zależności prędkości ciała od czasu działania siły w mechanice klasycznej i relatywistycznej jest pokazane na rysunku poniżej.

W przeciwieństwie do opisu klasycznego, z powyższej zależności wynika, że cząstki nie da się przyspieszać w nieskończoność działając stałą siłą.

34.  Równoważność masy i energii ?

Einstein pokazał, że zasada zachowania energii jest spełniona w mechanice relatywistycznej pod warunkiem, że pomiędzy masą i całkowitą energią ciała zachodzi związek:

gdzie m zależy od prędkości ciała V zgodnie z równaniem

To znane powszechnie równanie Einsteina opisuje równoważność masy i energii. Wynika z niego, że ciało w spoczynku ma zawsze pewną energię związaną z jego masa spoczynkową:

Energię kinetyczną ciała poruszającego się z prędkością V obliczamy odejmując od energii całkowitej energię spoczynkową (nie związaną z ruchem):

Mechanika relatywistyczna wiąże energię kinetyczną z przyrostem masy ciała.

35.  Definicja ruchu drgającego ?

Ruchem drgającym(drganiami) nazywa się każdy ruch, który charakteryzuje się powtarzalnością w czasie wielkości fizycznych określających ten ruch.
Ruch odbywa się po tym samym torze.

36.  Definicja ruchu drgającego periodycznego ?

Ruchem drgającym periodycznym (drgania okresowe) nazywa się ruch wtedy, kiedy wartości wielkości fizycznych zmieniające się podczas drgań powtarzają się w równych odstępach czasu.

37.  Definicja ruchu drgającego harmonicznego ?

Ruchem drgającym harmonicznie (drgania harmoniczne) nazywa się ruch wtedy, gdy wielkości fizyczne zmieniają się w czasie zgodnie z funkcjami harmonicznymi (sinus, cosinus). Ma to miejsce wtedy gdy działająca siła jest proporcjonalna do wychylenia i skierowana do położenia równowagi, określona np. prawem Hooke`a.

38.  Siła harmoniczna definicja i wzór ?

Działającą na ciało siłę, która jest proporcjonalna do przesunięcia ciała od początku układu i która jest skierowana ku początkowi układu, nazywamy siłą harmoniczną lub siłą sprężystości.

F = - kx

gdzie x jest przesunięciem od położenia równowagi.

39.  Drgania wymuszone ?

40.  Rezonans ?

W szczególności gdy częstość siły wymuszającej osiągnie odpowiednią częstotliwość, to amplituda drgań może wzrosnąć gwałtownie nawet przy niewielkiej wartości siły wymuszającej. Zjawisko to nazywamy rezonansem.

41.  Wzór na częstotliwość ?

f=1/T

T - okres

F - częstotliwość

42.  Wzór na okres drgań ?

Funkcja cosၷt lub sinၷt powtarza się po czasie T dla którego ၷT = 2ၰ.

Ta szczególna wartość czasu jest zdefiniowana jako okres T :

T = 2ၰ/ၷ

Liczba drgań w czasie t jest równa:

n = t/T

43.  Rodzaje fal ?

44.  Zasada Huyghensa ?

Teoria Huyghensa oparta jest na konstrukcji geometrycznej (zwanej zasadą Huyghensa), która pozwala przewidzieć gdzie znajdzie się czoło fali w dowolnej chwili w przyszłości, jeżeli znamy jej obecne położenie.

Zasada ta głosi,że wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal kulistych. Położenie czoła fali po czasie t będzie dane przez powierzchnię styczną do tych fal kulistych.

45.  Prawo odbicia fal ?

Kąt padania jest równy kątowi odbicia.

Promień fali padającej, promień fali odbitej i prosta prostopadła (normalna) płaszczyzny odbijającej leżą w jednej płaszczyźnie.

46.  Prawo załamania fal ?

Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania, zwany współczynnikiem załamania n ośrodka drugiego względem pierwszego, jest równy stosunkowi prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku pierwszym do prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku drugim. w obu ośrodkach. Promień fali padającej, promień fali załamanej i prosta prostopadła (normalna) do granicy ośrodków leżą w jednej płaszczyźnie.

47.  Zasada superpozycji ?

Wychylenie w danym punkcie jest sumą wychyleń wszystkich przebiegających przez ten punkt fal.

48.  Fale stojące ?

---