Задание № 2. Письменно ответить на вопросы. Правильно выполненное задание оценивается в 10 баллов. Перечень вопросов: 1. Сформулируйте определения следующих понятий: механическое движение, равномерное движение, равноускоренное движение, поступательное движение, материальная точка. 2. Сформулируйте определения следующих понятий: путь, перемещение, траектория, скорость, ускорение. 3. Сформулируйте определения следующих понятий: вращательное движение, угловая скорость, центростремительное ускорение, период, частота. 4. Приведите формулы, позволяющие вычислить следующие физические величины: перемещение при равномерном движении, перемещение при равноускоренном движении, скорость при равноускоренном движении, ускорение. 5. Раскройте геометрический смысл перемещения и приведите формулы для вычисления следующих физических величин: линейная скорость при движении по окружности, угловая скорость, центростремительное ускорение. 6. Сформулируйте три закона динамики (законы Ньютона) и приведите их математические формулировки.

1. Определения понятий:

Механическое движение – это изменение положения тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.

Равномерное движение – это движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает равные перемещения.

Равноускоренное движение – это движение, при котором скорость тела за равные промежутки времени изменяется на одну и ту же величину (равноизменное движение).

Поступательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся одинаково (по параллельным траекториям).

Материальная точка – это физическая модель тела, размерами и формой которого в данных условиях можно пренебречь.

2. Определения понятий:

Путь – это длина траектории, по которой движется тело.

Перемещение – это направленный отрезок, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением.

Траектория – это линия, по которой движется тело.

Скорость – это физическая величина, равная отношению перемещения тела к промежутку времени, за которое это перемещение произошло.

Ускорение – это физическая величина, равная отношению изменения скорости тела к промежутку времени, за которое это изменение произошло.

3. Определения понятий:

Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела, кроме точек оси вращения, движутся по окружностям, центры которых лежат на оси вращения.

Угловая скорость – это физическая величина, равная отношению угла поворота тела к промежутку времени, за которое этот поворот произошел.

Центростремительное ускорение – это ускорение, направленное к центру окружности, которое вызывает изменение направления скорости тела при движении по окружности.

Период – это промежуток времени, за который тело совершает одно полное колебание или один полный оборот.

Частота – это число полных колебаний или оборотов, совершаемых телом в единицу времени.

4. Формулы для вычисления физических величин:

Перемещение при равномерном прямолинейном движении:

\[ \vec{s} = \vec{v} \cdot t \]

Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении:

\[ s = v_0 t + \frac{at^2}{2} \]

Скорость при равноускоренном прямолинейном движении:

\[ v = v_0 + at \]

Ускорение при равноускоренном прямолинейном движении:

\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v - v_0}{t} \]

5. Геометрический смысл перемещения и формулы:

Геометрический смысл перемещения при движении, график зависимости скорости от времени которого представлен в виде отрезка прямой, состоит в том, что численно оно равно площади фигуры, ограниченной графиком скорости, осью времени и вертикальными линиями, проведенными к оси времени из начальной и конечной точек графика.

Линейная скорость при движении по окружности:

\[ v = \omega R \]

Угловая скорость:

\[ \omega = \frac{\Delta \phi}{\Delta t} = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f \]

Центростремительное ускорение:

\[ a_{цс} = \frac{v^2}{R} = \omega^2 R = \frac{4\pi^2 R}{T^2} \]

6. Три закона динамики (законы Ньютона):

Первый закон Ньютона (Закон инерции):

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано.

Математическая формулировка: Если \( \sum \vec{F}_i = 0 \), то \( \vec{v} = \text{const} \) (или \( \vec{a} = 0 \)).

Второй закон Ньютона:

Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе.

Математическая формулировка: \( \frac{\vec{F}}{m} = \vec{a} \), или \( \vec{F} = m \vec{a} \), где \( \vec{F} \) – равнодействующая всех сил, \( m \) – масса тела, \( \vec{a} \) – ускорение тела.

Третий закон Ньютона:

Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению.

Математическая формулировка: \( \vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21} \).

Ответ: Решения представлены выше.