Номер 2, страница 154 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Повторите материал главы 4 по следующему плану. Параграф 47. Примеры решения задач по теме «Закон сохранения механической энергии». Глава 4. Законы сохранения в механике - номер 2, страница 154.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Поскольку в вопросе не уточняется, о каких именно законах идет речь, будут сформулированы основные законы и формулы из трех фундаментальных разделов физики: классической механики, термодинамики и законов постоянного тока.

Законы Ньютона (классическая механика)

Первый закон Ньютона (закон инерции): Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело движется равномерно и прямолинейно или находится в состоянии покоя, если на него не действуют другие тела (силы) или их действие скомпенсировано.

Этот закон постулирует существование инерциальных систем отсчёта. Математически это означает, что если равнодействующая всех сил, приложенных к телу, равна нулю, то его ускорение также равно нулю, а скорость остается постоянной.

Формула: если $\vec{F}_{net} = 0$, то $\vec{a} = 0$ и $\vec{v} = \text{const}$.

Второй закон Ньютона: Ускорение, приобретаемое телом в инерциальной системе отсчета, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на это тело, и обратно пропорционально его массе.

Это основной закон динамики, связывающий силу с изменением движения тела.

Формула: $\vec{F}_{net} = m\vec{a}$.

Третий закон Ньютона: Тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению.

Этот закон описывает характер взаимодействия тел. Важно помнить, что эти силы приложены к разным телам.

Формула: $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$.

Ответ:

• Первый закон Ньютона: если $\vec{F}_{net} = 0$, то $\vec{v} = \text{const}$.

• Второй закон Ньютона: $\vec{F}_{net} = m\vec{a}$.

• Третий закон Ньютона: $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$.

Начала термодинамики

Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии): Изменение внутренней энергии $\Delta U$ системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы $A'$ внешних сил и количества теплоты $Q$, переданного системе.

Альтернативная формулировка: количество теплоты $Q$, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии $\Delta U$ и на совершение системой работы $A$ над внешними телами.

Формула: $Q = \Delta U + A$.

Второе начало термодинамики: Указывает направление возможных энергетических процессов. Имеет несколько эквивалентных формулировок.

Формулировка Клаузиуса: Невозможен процесс, единственным результатом которого является передача тепла от более холодного тела к более горячему.

Формулировка Кельвина: Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения одного теплового резервуара.

В изолированной системе энтропия $S$ не может убывать. Формула: $\Delta S \ge 0$.

Третье начало термодинамики (теорема Нернста): Энтропия любой системы при стремлении температуры к абсолютному нулю стремится к определённому конечному пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы.

Энтропия идеально упорядоченного кристалла при абсолютном нуле температуры равна нулю.

Формула: $\lim_{T \to 0} S = 0$.

Ответ:

• Первое начало термодинамики: $Q = \Delta U + A$.

• Второе начало термодинамики: $\Delta S \ge 0$ (для изолированных систем).

• Третье начало термодинамики: $\lim_{T \to 0} S = 0$.

Законы постоянного тока

Закон Ома для участка цепи: Сила тока $I$ на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению $U$ на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению $R$.

Формула: $I = \frac{U}{R}$.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи: Сила тока $I$ в полной цепи равна отношению электродвижущей силы (ЭДС) источника $\mathcal{E}$ к полному сопротивлению цепи, которое складывается из сопротивления внешней цепи $R$ и внутреннего сопротивления источника $r$.

Формула: $I = \frac{\mathcal{E}}{R+r}$.

Закон Джоуля–Ленца: Количество теплоты $Q$, выделяемое в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, равно произведению квадрата силы тока $I$, сопротивления проводника $R$ и времени $t$, в течение которого ток протекал через проводник.

Формула: $Q = I^2 R t$.

Ответ:

• Закон Ома для участка цепи: $I = \frac{U}{R}$.

• Закон Ома для полной цепи: $I = \frac{\mathcal{E}}{R+r}$.

• Закон Джоуля–Ленца: $Q = I^2 R t$.