Номер 2, страница 393 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. Сформулируйте законы и запишите основные формулы.

Законы Ньютона (Классическая механика)

Первый закон Ньютона (закон инерции): Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Второй закон Ньютона: В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.

Основная формула, выражающая второй закон Ньютона:

$ \vec{F} = m \vec{a} $

где $ \vec{F} $ — равнодействующая сила, действующая на тело (векторная сумма всех сил), $ m $ — масса тела, $ \vec{a} $ — ускорение тела.

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

Формула, выражающая третий закон Ньютона:

$ \vec{F}_{12} = - \vec{F}_{21} $

где $ \vec{F}_{12} $ — сила, с которой тело 1 действует на тело 2, а $ \vec{F}_{21} $ — сила, с которой тело 2 действует на тело 1.

Ответ: Сформулированы три закона Ньютона и приведены математические формулы для второго и третьего законов.

Закон всемирного тяготения

Любые два тела притягиваются друг к другу (гравитационно) с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Основная формула:

$ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} $

где $ F $ — сила гравитационного притяжения, $ G $ — гравитационная постоянная ($ G \approx 6.674 \times 10^{-11} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{кг}^2 $), $ m_1 $ и $ m_2 $ — массы взаимодействующих тел, а $ r $ — расстояние между центрами масс этих тел.

Ответ: Сформулирован закон всемирного тяготения и приведена его основная формула.

Законы сохранения в механике

Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов всех тел замкнутой системы (т.е. системы, на которую не действуют внешние силы или их действие скомпенсировано) есть величина постоянная.

Формула для системы из n тел:

$ \sum_{i=1}^{n} \vec{p}_i = \sum_{i=1}^{n} m_i \vec{v}_i = \text{const} $

Для взаимодействия двух тел закон сохранения импульса записывается как:

$ m_1 \vec{v}_1 + m_2 \vec{v}_2 = m_1 \vec{v'}_1 + m_2 \vec{v'}_2 $

где $ \vec{v}_1, \vec{v}_2 $ — скорости тел до взаимодействия, а $ \vec{v'}_1, \vec{v'}_2 $ — скорости тел после взаимодействия.

Закон сохранения механической энергии: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только консервативные силы (силы тяготения, силы упругости), остается неизменной (сохраняется).

Формула:

$ E = E_к + E_п = \text{const} $

где $ E_к = \frac{mv^2}{2} $ — кинетическая энергия, а $ E_п $ — потенциальная энергия системы.

Ответ: Сформулированы законы сохранения импульса и механической энергии, а также приведены их математические выражения.

Закон Ома для участка цепи (Электродинамика)

Сила тока на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Основная формула:

$ I = \frac{U}{R} $

где $ I $ — сила тока (в Амперах), $ U $ — напряжение (в Вольтах), $ R $ — сопротивление (в Омах).

Ответ: Сформулирован закон Ома для участка цепи и приведена его формула.

Первый закон термодинамики (Начало термодинамики)

Изменение внутренней энергии ($ \Delta U $) неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты ($ Q $), переданным системе, и работой ($ A' $), совершённой системой над внешними телами.

Основная формула:

$ Q = \Delta U + A' $

Другая форма записи закона: количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы против внешних сил.

Также закон можно записать через работу $ A $, совершенную внешними силами над системой ($ A = -A' $):

$ \Delta U = Q + A $

Ответ: Сформулирован первый закон термодинамики и приведены его основные формулы в двух формах записи.