Взаємозв’язок маси i енергiї

Вiдповiдно до формули (4.23), прирощення кiнетичної енергiї частинки супроводжується пропорцiйним прирощення її релятивiстської маси. Ейнштейн узагальнив цей висновок. Повна енергiя тіла, з яких би видiв вона не складалася (кiнетичної, електричної, хiмiчної, ядерної тощо), пов’язана з масою цього тiла спiввiдношенням

. (4.27)

Ця формула виражає один iз найфундаментальнiших законiв природи — закон взаємозв’язку (пропорцiйностi) маси i повної енергiї тiла. Пiдкреслимо, що у формулу (4.27) до повної енергiї не входить потенцiальна енергiя тiла у зовнiшньому полi, якщо таке поле дiє на тiло.

Врахувавши вираз (4.24), спiввiдношенню (4.27) можна надати вигляду

, (4.28)

де маса спокою, а — кiнетична енергiя тiла. Звiдси бачимо, що тiло, яке перебуває у станi спокою ( = 0), також має енергію тiла.

(4.29)

Її називають енергiєю спокою або власною енергією тіла. Отже, зробимо висновок, що маса тiла, що у ньютонiвськiй механiцi є мiрою iнертностi (другий закон Ньютона) або мiрою гравiтацiйного притягання (закон всесвiтнього тяжiння), у релятивiстськiй механiці виступає як мiра енерговмiщуваностi тіла, яке у станi спокою також має енергiю.

Наприкiнцi зазначимо, що вiдповiдно до спiввiдношення (4.27), змiна повної енергiї супроводжується змiною маси i навпаки: , звідси

(4.30)

За звичайних макроскопiчних процесів така змiна маси надто мала, щоб її зафiксувати. Однак в астрономiчних явищах вона являє собою значну величину. Так Сонце кожну секунду втрачає масу кг/с. Величина грандiозна з точки зору земних масштабiв, але порiвняно з масою Сонця така втрата маси мiзерно мала .

5. Тестові запитання для перевірки знань теоретичного матеріалу з дисципліни”Фізика”

1) Що називається "Механікою"?

-наука про механічний рух, механічні взаємодії і рівновагу тіл;

-наука що вивчає зміну взаємоположень одного тіла відносно іншого;

-наука, що вивчає матеріальні об’єкти, що рухаються з швидкістю світла у вакуумі;

-наука що вивчає рух та взаємодію мікрочастинок.

2) Який рух називається механічним?

-рух, при якому тіло за рівні проміжки часу здійснює однакове переміщення;

-рух, при якому тіло набуває прискорення;

-зміну взаємних положень тіла у просторі з плином часу;

-рух, при якому тіло зазнає гальмування.

3) Що називається "Кінематикою":

-розділ "Механіки", що вивчає взаємодію тіл в природі;

-розділ "механіки", що вивчає умови рівноваги тіл у просторі;

-розділ "Механіки", що вивчає реактивний рух тіл;

-розділ "Механіки", що вивчає геометричний аспект руху незалежно від причин, що зумовили цей рух.

4) Що називається "Динамікою"?

-розділ "Механіки", що вивчає механічну взаємодію тіл, що спричиняють рух або приводять до зміни механічного стану;

-розділ "Механіки", що вивчає умови рівноваги тіл у просторі;

-розділ "Механіки", що вивчає реактивний рух тіл;

-розділ "Механіки", що вивчає геометричний аспект руху незалежно від причин, що зумовили цей рух.

5) Що називається "Статикою"?

-розділ "Механіки", що вивчає механічну взаємодію тіл, що спричиняють рух або приводять до зміни механічного стану;

-розділ "Механіки", що вивчає умови рівноваги тіл;

-розділ "Механіки", що вивчає реактивний рух тіл;

-розділ "Механіки", що вивчає геометричний аспект руху незалежно від причин, що зумовили цей рух.

6) Основна задача "Механіки" полягає:

-у визначенні положення тіла і його швидкості у будь – який момент часу за відомими початковими умовами;

-у знаходженні переміщення та прискорення тіла;

-у знаходженні причин що примусили тіло рухатися;

-у знаходженні відстані та часу.

7) Що називається матеріальною точкою?

- це тіло, що має масу, але розмірами якого можна знехтувати при вивченні його руху;

- це точка розмірами якої не можна знехтувати;

- це тіло, що не має маси, розмірами якого не можна знехтувати при вивченні його руху.

8) Система відліку складається з:

- вектор переміщення, годинника, та довільного тіла;

- годинника, тіла відліку;

- годинника, тіла відліку, системи координат;

- годинника, тіла відліку, матеріальна точка.

9) Який рух називається поступальним?

-рух, за якомго тіло за рівні проміжки часу здійснює однакове переміщення;

-рух, за якого пряма лінія, що з'єднує дві довільні точки тіла, залишається паралельною до самої себе;

-зміну взаємних положень тіла у просторі з плином часу;

-рух, за якого тіло зазнає гальмування.

10) Що таке "переміщення" тіла?

-це відрізок по якому рухається тіло;

-це направлений вектор, що сполучає кінцеву та початкову точки положення тіла;

-це довжина лінії вздовж якого рухалося тіло;

- це лінія яку описує тіло в результаті руху.

11) Що таке "траєкторія" руху тіла?

-це переміщення тіла;

-це вектор, що сполучає кінцеву та початкову точку положення тіла;

-це довжина лінії вздовж якого рухалося тіло;

-це лінія яку описує тіло в результаті руху.

12) Що таке "шлях"?

-це переміщення тіла;

-це вектор, що сполучає кінцеву та початкову точки;

-це довжина лінії вздовж якого рухалося тіло;

-це лінія яку описує тіло в результаті руху.

13) Що таке "швидкість"?

-це добуток переміщення тіла на час;

-це фізична величина що показує як змінюється переміщення тіла за одиницю часу;

-це відношення довжини траєкторії до часу.

14)формула швидкості

1)

2)

3)

4) правильної відповіді не має

15) Що називається "прискоренням"?

-це добуток переміщення тіла на час;

-це фізична величина, що показує, як змінюється переміщення тіла за одиницю часу;

-це відношення довжини траєкторії до часу;

-це фізична величина, що показує, як змінюється швидкість тіла за одиницю часу.

16) Формула лінійного прискорення

1)

2)

3)

4) правильної відповіді не має

17) Формула переміщення

1)

2)

3)

4) правильної відповіді не має

18) Формула повного прискорення

1)

2)

3)

4)

19)Формула тангенціального прискорення

1)

2)

3)

4) правильної відповіді не має

20)Формула нормального прискорення:

21)Формула кутової швидкості:

22)Формула кута повороту при рівноприскореному обертовому русі:

23) Що називається “кутовим прискоренням"?

-це добуток переміщення радіуса вектора тіла на час;

-це фізична величина, що показує, як змінюється кутова швидкість тіла за одиницю часу;

-це відношення довжини радіуса вектора до часу;

-це фізична величина, що показує, як змінюється лінійна швидкість тіла за одиницю часу.

24)Формула кутового прискорення:

25) Що називається "періодом" обертання?

-це час одного повного оберту тіла навколо осі;

-це кількість обертів за одиницю часу;

-це кількість обертів за 2π секунд;

-це фізична величина, що показує, як змінюється переміщення радіуса вектора за одиницю часу.

26)Формула періода обертання:

27) Що називається "частотою" обертання?

-це час одного повного оберту тіла навколо осі;

-це кількість обертів за одиницю часу;

-це кількість обертів за 2 π секунди;

-це фізична величина, що показує, як змінюється переміщення радіуса вектора за одиницю часу.

28) Формула частоти обертання:

29) Формула циклічної частоти обертання:

30) 1. Перший закон динаміки

2. Другий закон динаміки

3. Третій закон динаміки

4. Четвертий закон динаміки

а). Сила, що діє на матеріальну точку, спричиняє прискорення цієї точки, яке пропорційне силі й напрямлене по лінії дії сили;

б). Ізольована матеріальна точка зберігає свій стан спокою або рівномірного прямолінійного руху до того часу, поки інші тіла не виведуть її з цього стану;

в). Сили, з якими взаємодіють дві матеріальні точки, завжди рівні за модулем і напрямлені по одній прямій в протилежні боки;

г). Усі тіла в природі взаємодіють між собою з силою, що прямо пропорційна добутку мас взаємодіючих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними

Д. Прискорення матеріальної точки, яке виникає при одночасній дії на неї декількох сил, дорівнює векторній сумі прискорень, що надаються точці окремими силами.

31) Що називається імпульсом тіла?

- це відношення маси тіла до його прискорення;

- це відношення маси тіла до його швидкості;

- це добуток маси тіла до його прискорення;

- це добуток маси тіла до його швидкості.

32) Формула імпульса тіла:

33) Формула І закону Ньютона:

34) Формула ІІ закону Ньютона:

35) Формула ІІІ закону Ньютона:

36) Формула ІV закону Ньютона:

37) Що називається моментом імпульсу тіла?

- це відношення маси тіла до його прискорення;

- це відношення маси тіла до квадрату відстані до осі обертання;

- це добуток маси тіла на квадрат відстані до осі обертання та і на кутову швидкість;

- це добуток маси тіла до його кутову швидкості.

38) Формула моменту імпульсу:

39) Що називається моментом сил?

- це векторне відношення радіус-вектора до прикладеної сили;

- це векторний добуток радіус-вектор точки прикладання сили на вектор сили;

- це відношення сили до квадрату відстані, до точки прикладання сили;

- це добуток маси тіла на прикладену силу.

40) Формула моменту сил:

41)Основне рівняння динаміки обертового руху:

42)Закон збереження моменту імпульсу:

43) Що називається "енергією"?

- це міра інертності тіл;

- це міра взаємодії тіл;

- це кількісна міра руху та взаємодії всіх видів матерії;

- це добуток маси тіла на прикладену силу.

44) Формула роботи сталої сили:

45) Що називається потужністю?

- це добуток постійної сили на переміщення;

- це відношення виконаної роботи за одиницю часу;

- це добуток виконаної роботи на затрачений час;

- це добуток маси тіла на прикладену силу.

46) Формула кінетичної енергії:

47) Що називається кінетичною енергією?

- це добуток маси тіла на квадрат швидкості тіла;

- це подвійний добуток маси тіла на квадрат швидкості;

- це половина добутку маси тіла на квадрат швидкості;

- це добуток маси тіла на швидкість.

48) Які сили називаються консервативними?

- це сили робота, яких дорівнює нулю;

- це сили робота яких залежить від вибраного переходу системи з початкового до кінцевого положення;

- це сили що за своєю природою не пружні але підкоряються закону Гука;

- це сили робота яких не залежить від вибраного переходу системи з початкового до кінцевого положення.

49) Формула потенційної енергії:

50) Що називається потенційною енергією?

- це добуток маси тіла на переміщення та прискорення вільного падіння;

- це добуток маси тіла на висоту та прискорення вільного падіння;

- це подвійний добуток маси тіла на переміщення та прискорення вільного падіння;

- це половина добутку маси тіла на переміщення та прискорення вільного падіння.

51)Формула повної механічної енергії:

52)Формула потенційної енергії пружно деформованого тіла:

53) Закон збереження енергії:

- повна механічна енергія системи, на яку діють тільки консервативні сили зберігається, тобто не змінюється з часом;

- повна механічна енергія системи, на яку діють тільки неконсервативні сили зберігається, тобто не змінюється з часом;

- повна механічна енергія системи, дорівнює тільки енергії руху матерії;

- повна механічна енергія системи, дорівнює лише енергії взаємодії матерії.

54) Що називається моментом інерції?

- моментом інерції матеріальної точки називають фізичну величину, що чисельно дорівнює відношенню маси точки на відстань до осі обертання;

- моментом інерції матеріальної точки називають фізичну величину, що чисельно дорівнює добутку маси точки на відстань до осі обертання;

- моментом інерції матеріальної точки називають фізичну величину, що чисельно дорівнює добутку маси точки на квадрат відстані до осі обертання;

- моментом інерції матеріальної точки називають фізичну величину, що чисельно дорівнює відношенню маси точки на квадрат відстані до осі обертання.

55) Формула момента інерції:

56) Теорема Штейнера:

- кінетична енергія механічної системи дорівнює сумі кінетичної енергії центра мас системи, маса якого дорівнює масі всієї системи і кінетичної енергії цієї системи в її відносному русі по відношенню до центра мас;

- момент інерції твердого тіла відносно деякої вісі дорівнює моменту інерції тіла відносно паралельної осі, що проходить через його центр мас, складеному з добутком маси тіла на квадрат відстані між осями;

- у будь-який момент часу геометрична сума рівнодійних заданих сил, рівнодійних реакцій в’язей і сил інерцій для кожної матеріальної точки невільної механічної системи дорівнює нулю;

- зміна кінетичної енергії механічної системи на деякому переміщені дорівнює сумі робіт зовнішніх і внутрішніх сил.

57)Основне рівняння обертового руху:

58)Формула кінетичної енергії обертового руху:

59) Сила тертя:

- це сили, робота яких залежить від вибраного переходу системи з початкового до кінцевого положення;

- це сила, що виникає у процесі руху одних тіл або їхніх частинок по поверхні інших;

- це сили, що за своєю природою не пружні але підкоряються закону Гука;

- це сили, робота яких не залежить від вибраного переходу системи з початкового до кінцевого положення.

60) Формула сили тертя:

61) Що називається деформацією?

- це процес коли тіло змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли тіло не змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли тіло повністю відновлює свої розміри після припинення дії зовнішніх чинників;

- це процес коли тіло частково повертає свої розміри після припинення дії зовнішніх чинників

62) Яка деформація називається пружною?

- це процес коли тіло змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли тіло не змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли тіло повністю відновлює свої розміри після припинення дії зовнішніх чинників;

- це процес коли тіло частково повертає свої розміри після припинення дії зовнішніх чинників.

63) Яка деформація називається пластичною?

- це процес коли тіло змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли деформація повністю або частково зберігається в тілі після припинення дії зовнішніх чинників;

- це процес коли тіло не змінює форму та розміри в наслідок дії зовнішньої сили;

- це процес коли тіло повністю відновлює свої розміри після припинення дії зовнішніх чинників.

64) Що називається механічною напруженістю?

- це фізична величина, що дорівнює добутку сили пружності на площа поперечного перерізу;

- це фізична величина, що дорівнює відношенню сили пружності на площа поперечного перерізу;

- це фізична величина, що дорівнює добутку сили пружності на квадрат площі поперечного перерізу;

- це фізична величина, що дорівнює відношенню сили пружності на

квадрат площі поперечного перерізу.

65) Формула абсолютної деформації:

66) Формула відносної деформації:

67) Формула сили пружності:

68) Сила пружності:

- це сила, що виникає при деформації і спрямована в протилежний бік абсолютному видовженню тіла;

- це сила, що виникає при ковзані одного тіла по поверхні іншого і спрямована в протилежний бік руху тіла;

- це сила, що виникає в наслідок притягання тіла до Землі;

- це сила, що виникає при взаємодії двох тіл різної маси.

69) Формула закону Гука:

70) Формула механічної напруженості:

71) Фізичний зміст модуля Юнга?

- це механічне напруження, що виникає в тілі при відносній деформації рівній одиниці;

- це механічне напруження, що виникає в тілі при відносній деформації рівній одиниці;

- це сила пружності, що виникає в тілі з площею поперечного перерізу рівним одиниці;

- це механічна робота, що виникає в тілі при відносній деформації рівній одиниці.

72) Закон Всесвітнього тяжіння:

- це сила, що виникає при деформації і спрямована в протилежний бік абсолютному видовженню тіла;

- це сила, що виникає при взаємодії двох тіл різної маси та пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними;

- це сила, що виникає при ковзані одного тіла по поверхні іншого і спрямована в протилежний бік руху тіла та дорівнює добутку маси тіла на прискорення;

- це сила, що виникає внаслідок притягання тіла до Землі та

дорівнює добутку маси тіла на прискорення вільного падіння.

73) Формула закона Всесвітнього тяжіння:

74) Фізичний зміст гравітаційної сталої:

- це сила, що виникає при деформації і спрямована в протилежний бік абсолютному видовженню тіла;

- це сила, що виникає при взаємодії двох тіл різної маси та пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними;

- це сила, що виникає при ковзані одного тіла по поверхні іншого і спрямована в протилежний бік руху тіла та дорівнює добутку маси тіла на прискорення;

- це сила, що виникає внаслідок взаємодії двох тіл масами по одному

кілограму на відстані одного метра.

Поиск по сайту: