- •Кудасова с.В., Солодихина м.В. Общая физика
- •Часть I
- •Оглавление
- •Раздел I. Физические основы нерелятивистской механики
- •Глава 1. Кинематика поступательного и вращательного движения
- •1.1. Системы отсчета Кинематическое уравнение движения материальной точки
- •1.2. Скорость
- •1.3. Ускорение и его составляющие
- •Р Дано: , , . Ешение:
- •Р Дано: , , . ; ; ; ; ешение:
- •Р Дано: , . ; ; ; ; ; ешение:
- •1.4. Движение материальной точки по окружности
- •Основные кинематические характеристики и уравнения поступательного и вращательного движений
- •1.5. Преобразования скорости и ускорения при переходе из одной системы отсчета в другую
- •Глава 2. Динамика поступательного движения
- •2.1. Законы Ньютона. Масса и сила
- •Р Дано: , м, , , . Ешение:
- •Р Дано: ешение:
- •2.2. Силы в механике
- •Сила тяготения (гравитационная сила)
- •Сила упругости
- •Сила трения
- •2.3. Методы решения задач. Примеры решения задач
- •Р Дано: ешение:
- •Р Дано: , . ; ешение:
- •Р Дано: , , . Ешение:
- •2.4. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции
- •Решение:
- •Р Дано: , . ; ешение:
- •2.5. Закон сохранения импульса. Центр масс системы
- •Р Дано: , , , , , , . Ешение:
- •Р Дано: ешение:
- •Глава 3. Работа и энергия
- •3.1. Работа и мощность
- •Р Дано: , , . Ешение:
- •3.2. Кинетическая и потенциальная энергии
- •Р Дано: . Ешение:
- •3.3. Закон сохранения механической энергии
- •3.4. Абсолютно упругий и неупругий центральный удар
- •Р Дано: , . Ешение:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Электростальский политехнический институт
филиал
Федерального государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования
«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Кафедра физики
Кудасова с.В., Солодихина м.В. Общая физика
Учебное пособие для бакалавров
Часть I
Механика.
Молекулярная физика и термодинамика
Допущено
учебно-методическим объединением по образованию в области металлургии
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению 150400 - Металлургия
ЭЛЕКТРОСТАЛЬ 2011 |
УДК 530.1
K–88
Р е ц е н з е н т ы
проф. Е.К. Наими
проф. О.М. Красильников
Кудасова С.В., Солодихина М.В.
K–88 Общая физика. Учеб. пособие для бакалавров (направление 150400 «Металлургия»). Ч.1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. – Электросталь: ЭПИ НИТУ МИСиС. – 2011. – 189 с.
Учебное пособие, являющееся первой частью из трех, написано в соответствии с учебной программой курса физики для бакалавров по направлению подготовки 150100 «Металлургия» и посвящено вопросам, изучаемым во II-м семестре.
Учитывая компетентностный подход к подготовке бакалавров в условиях, когда число часов, выделяемых на изучение физики, ограничено, но необходимо сформировать определенные навыки и умения, изложение материала ведется без громоздких математических выкладок. Основное внимание обращается на физическую суть явлений и описывающих их понятий. Каждый из разделов снабжен примерами, рекомендациями по решению задач, а также образцами их решения и оформления.
В приложении приведены тесты для промежуточного контроля знаний студентов, составленные по специально разработанной методике.
Данное пособие может быть использовано студентами других инженерно-технических специальностей и направлений подготовки, в том числе обучающихся по вечерней и заочной формам.
УДК 530.1
© Кудасова С.В., Солодихина М.В., 2011
Оглавление
Раздел I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕРЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ............ Глава 1. Кинематика поступательного и вращательного движения……...……........…. 1.1. Системы отсчета. Кинематическое уравнение движения материальной точки. 1.2. Скорость……………………………………………………………………..…... 1.3. Ускорение и его составляющие….……………………………………………...... 1.4. Движение материальной точки по окружности.................................................… 1.5. Преобразования скорости и ускорения при переходе из одной системы отсчета в другую………..………………………………………………….…...………. Глава 2. Динамика поступательного движения……………………………...…………. 2.1. Законы Ньютона. Масса и сила……………………………………….….………. 2.2. Силы в механике……………………………………………………..….………. 2.3. Методы решения задач. Примеры решения задач……………………...……... 2.4. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции………………...…………. 2.5. Закон сохранения импульса. Центр масс системы……………………...…….. Глава 3. Работа и энергия…………………………………………………….…..………. 3.1. Работа и мощность………………………………………………….…..……….. 3.2. Кинетическая и потенциальная энергии………………………….…..……...… 3.3. Закон сохранения механической энергии…………………………..…………. 3.4. Абсолютно упругий и неупругий центральный удар………………..……….. Глава 4. Механика вращательного движения твердого тела……………...…………… 4.1. Момент инерции…………………………………………………..……….……. 4.2. Теорема Штейнера………………………………………………..……….…….. 4.3. Кинетическая энергия вращающегося тела……………………..…………….. 4.4. Работа сил при вращательном движении………………………..…….………. 4.5. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела….... 4.6. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса……………….....… 4.7. Свободные оси. Гироскопический эффект…………………………..……....… Глава 5. Механические колебания……………………………………………..........…… 5.1. Общие представления о колебательных процессах………………..…….…… 5.2. Механические гармонические колебания…………………………..…………. 5.3. Гармонический осциллятор. Маятники………………………………………... 5.4. Сложение гармонических колебаний одного направления…………..…..…... 5.5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний…………………..….……. 5.6. Затухающие колебания. Автоколебания……………………………..….…….. 5.7. Вынужденные колебания. Резонанс……………………………….…..….……. Глава 6. Элементы специальной теории относительности……………..…….….….….. 6.1. Постулаты специальной теории относительности……………………..….……. 6.2. Преобразования Лоренца…………………………………………..……….…... 6.3. Законы релятивисткой динамики материальной точки…………..……….…..
Раздел 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА……..…….……... Глава 7. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов…………..…………..... 7.1. Параметры состояния. Равновесные процессы……………………..…………… 7.2. Экспериментальные законы, описывающие поведение идеальных газов…….. 7.3. Основы молекулярно-кинетической теории…………………………..……..... 7.4. Уравнение Клапейрона – Менделеева…………………………………...…….. 7.5. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов…….... Глава 8. Статистические распределения………………………………….…………...… 8.1. Понятие вероятности…………………………………………….…………..….. 8.2. Распределение молекул по скоростям…………………………….………..….. 8.3. Барометрическая формула. Распределение Больцмана…………………...….. 8.4. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах……...….... Глава 9. Основы классической термодинамики………………………….………...…… 9.1. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы…………………………………..…………………….. 9.2. Внутренняя энергия идеального газа……………………………...…………… 9.3. Первое начало термодинамики………………………………..……………….. 9.4. Работа газа при изменении его объема………………………..……….………. 9.5. Теплоемкость…………………………………………………..………………... 9.6. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты идеального газа…..………….. Глава 10. Политропные процессы. Термодинамические процессы. Циклы……....…... 10.1. Понятие политропного процесса. Уравнение политропы……………...…….. 10.2. Работа идеального тока в различных политропных процессах……..……….. 10.3. Первое начало термодинамики для различных политропных процессов……. 10.4. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы..…….…….. 10.5. Цикл Карно и его КПД……………………………………………..…….……... 10.6. Энтропия и ее статистическое толкование……………………..……….……... 10.7. Второе начало термодинамики…………………………………..………….….. 10.8. Энтропия и цикл Карно…………………………………………..……….…….. Глава 11. Реальные газы……………………………………………………..………..…... 11.1. Уравнение состояния реального газа (Ван-дер-Ваальса)……..……………… 11.2. Изотермы реального газа. Критическое состояние……………..…….………. 11.3. Внутренняя энергия реального газа…………………………………...……….. 11.4. Сжижение газов………………………………………………………...……….. Глава 12. Конденсированное состояние вещества…………………………...…….…… 12.1. Свойства жидкостей………………………………………………..……….…... 12.2. Поверхностное натяжение…………………………………………..……….…. 12.3. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Формула Лапласа…... 12.4. Смачивание…………………………………………………..…………………... 12.5. Капиллярные явления………………………………………..……………….…. 12.6. Кристаллические и аморфные тела…………………………...………………...
Рекомендуемая литература………………………………………………………….…...
Приложения …………………………………………………………………………......... Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Кинематика поступательного и вращательного движения»………………...……..………………......... Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Динамика поступательного движения».………………………………………………...………………...… Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Работа. Энергия. Законы сохранения»…………………………………………………………….................. Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Динамика вращательного движения»……………….........................................................……………..…… Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Гармонические колебания»…………………………………………………………………………….……. Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Молекулярная физика»……………………………………………………………………………………….. Образец теста для промежуточного контроля знаний по теме «Термодинамика»….... |
6 7 7 9 12 20
24 26 26 29 34 39 42 47 47 50 52 55 61 61 65 67 69 70 72 76 78 78 79 81 87 89 92 95 98 98 98 100
102 103 103 103 105 107 110 112 112 112 117 119 127
127 129 131 131 132 134 136 136 137 138 141 145 147 152 153 154 154 157 159 162 163 163 165 167 168 170 171
174
175
175
177
179
181
183
185 187 |