ЕГЭ 2026. Динамика и законы сохранения. Конспект по динамике и законам сохранения для ЕГЭ по физике: законы Ньютона, силы, импульс, энергия, алгоритмы решения задач. PDF для печати.
Скачать конспект ЕГЭ: Скачать
Интересные задания:
1. Динамика (почему тело движется)
Основное понятие: динамика изучает причины движения — взаимодействие тел. Главный закон: ускорение вызывается силой.
Сила
Физическая величина, которая характеризует взаимодействие тел.
Мера: как меняется скорость (деформирует тело или ускоряет его).
Масса
Мера инертности тела (способности сопротивляться изменению скорости). Чем больше масса, тем труднее разогнать или остановить тело.
1-й закон Ньютона (закон инерции)
Существуют такие системы отсчёта, в которых тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела (или их действие скомпенсировано).
Инерциальная система отсчёта — система, где выполняется 1-й закон.
Неинерциальная — где не выполняется (например, ускоряющийся автобус, центрифуга).
2-й закон Ньютона (главный)
Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил и обратно пропорционально массе.
Ускорение направлено так же, как сила.
(Словесная формула: a = F / m)
Равнодействующая — векторная сумма всех сил, действующих на тело.
3-й закон Ньютона
Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю, противоположны по направлению и приложены к разным телам.
Поэтому силы не могут скомпенсировать друг друга — они действуют на разные объекты.
2. Какие силы бывают (важно для ЕГЭ)
Сила тяжести
Сила, с которой Земля притягивает тело. Всегда направлена вертикально вниз.
Зависит от массы и g (ускорения свободного падения).
Сила упругости
Возникает при деформации (растяжении, сжатии, изгибе). Стремится вернуть тело в исходное состояние.
Пример: пружина, опора, нить.
Сила трения
Бывает:
-
покоя — удерживает предмет на месте, пока не приложат силу, превышающую некоторый порог;
-
скольжения — возникает при движении одного тела по поверхности другого, всегда направлена против скорости;
-
сопротивления воздуха (жидкости) — зависит от скорости и формы тела.
Вес тела
Сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес.
Не путать с силой тяжести! Вес может быть больше, меньше или равен тяжести (перегрузка, невесомость).
Реакция опоры (сила нормальной реакции)
Сила, с которой опора действует на тело, перпендикулярно поверхности. Компенсирует часть веса.
3. Законы сохранения (очень важная тема)
Импульс тела
Физическая величина, характеризующая «количество движения».
Зависит от массы и скорости. Направлен так же, как скорость.
Импульс силы
Изменение импульса тела равно импульсу силы (произведение силы на время её действия).
Закон сохранения импульса (ЗСИ)
В замкнутой системе (нет внешних сил) векторная сумма импульсов всех тел не меняется.
Замкнутая система — тела взаимодействуют только друг с другом, внешние силы отсутствуют или скомпенсированы.
Где работает:
-
удары (абсолютно упругий и неупругий);
-
выстрел из орудия (отдача);
-
реактивное движение;
-
разрыв снаряда.
Абсолютно упругий удар
Кинетическая энергия сохраняется (шарики разлетаются как бильярдные).
Абсолютно неупругий удар
Тела слипаются (часть энергии переходит в тепло, звук, деформацию). Импульс сохраняется, энергия — нет.
4. Энергия и работа
Механическая работа
Совершается, когда сила вызывает перемещение.
Если сила перпендикулярна перемещению — работа равна нулю (центростремительная сила, Лоренца).
Мощность
Быстрота совершения работы. Чем больше мощность, тем быстрее сила делает работу.
Кинетическая энергия
Энергия движения. Зависит от массы и квадрата скорости.
Чем быстрее и массивнее, тем больше.
Потенциальная энергия
Энергия взаимодействия или положения.
-
В поле тяжести (зависит от высоты) — чем выше, тем больше.
-
Упруго деформированного тела (сжатая пружина) — чем сильнее сжали/растянули, тем больше.
Закон сохранения механической энергии (ЗСЭ)
В замкнутой системе, где действуют только консервативные силы (тяжести, упругости), сумма кинетической и потенциальной энергии остаётся постоянной.
Где нарушается: если есть трение, сопротивление среды, неупругий удар — механическая энергия переходит во внутреннюю (тепло).
5. Границы применимости (ловушки ЕГЭ)
-
ЗСИ работает всегда (даже при ударах, взрывах, если система замкнута).
-
ЗСЭ работает только при отсутствии непотенциальных сил (трения, сопротивления).
-
Нельзя применять 2-й закон Ньютона в неинерциальных системах без учёта сил инерции (в ЕГЭ почти всегда инерциальные, кроме задач с лифтом или вращением).
-
Равнодействующая — не отдельная сила, а результат сложения всех сил.
6. Типовые алгоритмы (понятийно)
Для задачи на законы Ньютона:
-
Выделить тело (или систему тел).
-
Расставить все силы (тяжесть, реакция опоры, трение, натяжение нити).
-
Выбрать ось X (обычно вдоль ускорения) и ось Y (перпендикулярно).
-
Записать 2-й закон Ньютона в проекциях.
-
Решить систему.
Для задачи на сохранение импульса:
-
Проверить, замкнута ли система (нет внешних горизонтальных сил).
-
Записать сумму импульсов до взаимодействия.
-
Записать сумму после.
-
Приравнять (векторно или по проекциям).
Для задачи на закон сохранения энергии:
-
Убедиться, что нет трения и сопротивления воздуха.
-
Выбрать нулевой уровень потенциальной энергии (удобно).
-
Записать полную энергию в начальный момент.
-
Записать в конечный момент.
-
Приравнять.
Вам будет интересно:
Все необходимые формулы для повторения раздела «Механика» для ЕГЭ пл физике