经典力学时空观伽利略变换.
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普通物理B名词解释杜四德1.牛顿时空观(经典力学时空观):时空概念起源于运动又超脱于运动,而成为独立的两个量,用以描述运动2.质点:物体的点模型,将有形有状的实际物体抽象为一个有质量的点3.刚体:物体在运动过程中或与其他物体相互作用过程中不发生任何形变4.质心:物体或系统质量分布的中心5.自然坐标系:若质点的轨道是已知曲线,在轨道上任选一点O为原点,把轨迹看做一条有向曲线,以原点到质点的路径长度S作为质点的位置坐标6.伽利略相对性原理(力学相对性原理):牛顿运动定律及其导出的各种力学定理在所有的惯性系中都有相同的形式,即力学规律对一切惯性系都是等价的7.伽利略变换:假定找到一个惯性系S,那么按照马赫定义(物体速度与音速的比值),另一惯性系S‘只能相对于S系做匀速直线运动8.质点的角动量:在惯性参照系中,一个动量为P的质点相对于某一固定点O的角动量L的定义为L=r×P=r×mv9.平行轴定理:I=I c+Md2,其中I c是通过质心的轴的转到惯量,d两平行轴垂直间距,M刚体质量10.保守力:力所做的功只与初始位置有关而与路径无关,这样的力叫做保守力11.势能:由相互作用的物体之间的相对位置,或由物体内部各部分之间的相对位置所决定的能,也叫位能12.刚体的平面运动:假如刚体的质心被约束,在一平面内运动,且刚体上的所有质点都在与上述平面平行的平面内运动,则称这种运动为刚体的平面运动13.质元:宏观小,微观大区域中分子的集合14.流场:流速随空间分布的场15.流线:流场中一系列假想的曲线,任意点切线方向为流经该点的流体质元的速度方向16.流管:由流线围成的细管17.定常流动:流速与时间无关,仅是空间分布的函数18.非定常流动:任意点的流速随时间的变化而变化19.层流运动的特征:流体运动规则,各层流动互不掺混,质元运动轨迹光滑,流场稳定20.湍流运动的特征:流体运动极不规则,各部分相互掺混,质元运动杂乱无章,有涡旋出现,流场不稳定21.理想流体:无粘性且不可压缩的流体22.粘滞力:流体运动时相邻两层之间会产生切向阻碍相对滑动的力23.热力学第零定律:如果系统A和系统B分别与系统C的同一状态处于热平衡,那么当A,B接触时它们必定也处于热平衡24.热力学第三定律:绝对零度达不到25.平均自由程:分子的无规则运动中各段自由路程的平均值26.平均碰撞频率:一个气体分子单位之间内被碰撞次数的平均值27.碰撞截面:一个气体分子在运动过程中可能与其他分子发生碰撞的截面面积28.能量均分定理:在温度为T的平衡态下,气体分子每个自由度的平均动能都相等,且等于kT/2.以i表示分子的总自由度,理想气体的平均总动能为ikT/2,n mol理想气体的内能就是E=ikTN/2=inN A kT/2=inRT/229.范德瓦尔斯方程:对1mol实际气体,其状态方程为(P+a/V2m)(V m-b)=RT30.准静态过程:若热力学过程中任一中间状态均可看做平衡态,则该过程叫准静态过程31.绝热自由膨胀:气体向真空的膨胀,是一种非准静态过程。
§2、2 伽利略变换2、2、1 伽利略变换(1) 如图2-2-1所示,有两个惯性 系S 和'S , 它们对应的坐标轴相互平行,且当t ='t =0时,两系的坐标原点'O 与O 重合。
设'S 系相对于S 系沿x 轴正方向以速度u 运动。
同一质点P 在某一时刻在S 系中的时空坐标为(x,y,z,t),在S`系中的时空坐标为 (x’,y’,z’,t’)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===-=t t zz y y ut x x '''' 即t u r r -='或 (1) x=x '+ut ⎪⎩⎪⎨⎧==='''t t z z y y 即 t u r r+='式(1)称为伽利略时空坐标变换公式。
(2)将式(1)中的空间坐标分别对时间求一次导数得:图2-2-1⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====-=-==z z y y x x v dt dz v v dt dy v u v u dt dxdt dx v '''''' 即u v v -= ' 或⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧======+=+==z z y yx x v dt dz dt dz v v dt dy dt dy v u v u dt dx dt dx v '''''1即u v v '+'= (2)式(2)称为伽利略速度变换公式。
(3)将式(2)再对时间求一次导数得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=='='=='='=='='z z z z y y y y x x xxa dt dv dt v d a a dt dv dt v d a a dt dv dt v d a 即a a ='⎪⎩⎪⎨⎧'='='=z z y y x x a a a a a a a a'= (3) 式(3)表明在伽利略变换下加速度保持不变。