МЕХАНИКА

1) Физика — фундаментальная отрасль естествознания

Слово "физика" появилось еще в древние времена. В переводе с греческого оно означает "природа". Одно из основных сочинений древнегреческого философа и ученого Аристотеля (384- 322 до н. э.), ученика Платона, так и называлось "Физика". Физика тех времен, конечно, носила натурфилософский характер.

К настоящему времени известны четыре вида основных фундаментальных взаимодействий:

• гравитационное,

• электромагнитное,

• сильное,

• слабое.

• Гравитационное взаимодействие с телами и с массой

• Электромагнитное взаимодействие возникает в частицах, энергических зарядах.

• Сильное взаимодействие внутри ядерных ядер.

• слабое взаимодействие распад элементарных частиц проще фотонов.

2) Предмет и задачи физики

Фи́зика — область естествознания, наука, изучающая наиболее общие и фундаментальные закономерности, определяющие структуру и эволюцию материального мира. Более просто, физика — это наука о природе в самом общем смысле. Законы физики лежат в основе всего естествознания. Физика изучает вещество (материю) и энергию, а также фундаментальные взаимодействия природы, управляющие движением материи. Физические законы являются общими для всех материальных систем, поэтому физику можно называют «фундаментальной наукой».

В задачи физики входит  обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий, формулирование общих законов природы (физических теорий) и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений, формулирование общих законов природы (физических теорий) и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений.

3) Связь физики с математикой

1. физика ставит задачи, решение которых приводит к появлению новых математических идей и методов, а они, в свою очередь, становятся базой для развития математической теории;

2. математическая теория с ее идеями и аппаратом применяется для изучения и анализа физических явлений, что приводит к созданию новой физической теории;

3. математический аппарат, на который опирается физическая теория, развивается по мере его использования в физике; происходит параллельный прогресс и физики, и математики.

4) Экспериментальная и теоретическая физика

Теорети́ческая фи́зика — раздел физики, в котором в качестве основного способа познания природы используется создание математических моделей явлений и сопоставление их с реальностью. В такой формулировке теоретическая физика является самостоятельным методом изучения природы

Эксперимента́льная фи́зика — способ познания природы, заключающийся в изучении природных явлений в специально приготовленных условиях. В отличие от теоретической физики, которая исследует математические модели природы, экспериментальная физика призвана исследовать саму природу.

5) Физические величины, их измерение и оценка погрешностей

Физи́ческая величина́ — физическое свойство материального объекта, физического явления, процесса, которое может быть охарактеризовано количественно.

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точностиизмерения.

Никакие измерения не могут быть абсолютно точными. Измеряя какую-либо величину, мы всегда получаем результат с некоторой погрешностью (ошибкой). Другими словами, измеренное значение величины всегда отличается от истинного ее значения. Задачей экспериментатора является не только нахождение самой величины, но и оценка допущенной при измерении погрешности. В зависимости от свойств и причин возникновения различают систематические и случайные погрешности и промахи.

6) Системы единиц физических величин.

Под физической величиной понимается свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Так, все тела обладают массой и температурой, но для каждого из них эти параметры различны. То же самое можно сказать и о других величинах - электрическом токе, вязкости жидкостей или потоке излучения.

Величина

Единица  измерения

Сокращенное обозначение единицы

русское

международное

Длина

метр

м

m

Масса

килограмм

кг

kg

Время

секунда

с

s

Сила эл. тока

ампер

А

А

Термодин. темп-ра

кельвин

К

К

Сила света

кандела

кд

cd

Кол-во вещества

моль

моль

mol

Множитель

Приставка

Обозначение приставки

русское

международное

1018

экса

Э

Е

1015

пета

П

Р

1012

тера

Т

Т

109

гига

Г

G

106

мега

М

М

103

кило

к

k

102

гекто

г

h

101

дека

да

da

10-1

деци

д

d

10-2

санти

с

c

10-3

милли

м

m

10-6

микро

мк

10-9

нано

н

n

10-12

пико

п

p

10-15

фемто

ф

f

10-18

атто

а

a

Электрическая величина

Единица измерений

наименование

обозначение

наименова-ние

русское  обоз-ние

международное  обоз-ние

Сила тока

I

ампер

А

A

Напряжение, ЭДС

U, E

вольт

В

V

Мощность активная

P

ватт

Вт

W

Сопротивление

R

ом

Ом

Ω

Емкость

C

фарада

Ф

F

Индуктивность,  взаимная индуктивность

L, M

генри

Гн

H

Частота

f

герц

Гц

Hz

Длина волны

λ

метр

м

m

Фазовый сдвиг

φ

радиан

рад

rad

7) Краткая история физических идей, концепций и открытий

 Дерево в саду родового имения семьи Ньютонов в Вулсторпе,неподалёку от Кембриджа,откуда сорвалось знаменитое яблоко,в течение многих лет,пока его не сломала буря,было музейным экспонатом. Падение этого яблока явилось причиной открытия закона всемирного тяготения!

   Простудившаяся жена профессора анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани требовала заботы и внимания.Врачи прописали ей "укрепительный бульон'' из лягушечьих лапок.Приготовляя лягушек для бульона,Гальвани и открыл знаменитое '' животное электричество''(разность потенциалов при контакте разных видов металла и электролита.)-электрический ток.

    Адъюнкт кафедры фармацевтики Копенгагенского университета,профессор физики Ганс Христиан Эрстед в 1820 г. во время одной из своих лекций получил записку от студента,в которой тот обращал его внимание на поворот магнитной стрелки,находящейся на демонстрационном столе под проволокой,по которой проходил электрический ток.Так было положено начало изучению электромагнитных явлений.

    8 ноября 1895 г. профессору Вюрцбургского университета Вильгельму Конраду Рентгену не спалось.Он спустился в свою лабораторию и открыл рентгеновские лучи.

     Итальянский физик Паули получил Нобелевскую премию благодаря посещению театра. Он сформулировал знаменитый "принцип Паули"( два и более тождественныхфермиона (частиц с полуцелым спином) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии), во время ревю в Копенгагенском театре.

8) Физика и научно-технический прогресс

Научно-технический прогресс – это непрерывный и сложный процесс открытия и использования новых знаний и достижений в хозяйственной жизни. В результате НТП происходит развитие и совершенствование всех элементов производительных сил: средств и предметов труда, рабочей силы, технологии, организации и управления производством.

         Физика одна из наук, являющейся основой научно-технического прогресса и активно участвующей в техническом развитии цивилизации.

         В начале 20 века величайшая революция в физике связана с возникновением квантовой теории относительности, физике атома.

         Примером технической революции может служить создание паровых и электрических двигателей, коренным образом изменивших лицо всей энергетики, создан принципиально новый вид передачи информации – космические средства связи, через специальные спутники связи, ретрансляционные центры.

         

         Мы видим, что все революционные преобразования в астрономии возникли на базе физических исследований (подводит краткий итог сообщения)

         Как видите, достижения физики позволили заглянуть в глубь живой материи.

         Как видим, чем больше физика развивается, как наука, тем глубже проникает она в тайны человеческого организма, тем теснее её взаимодействие с другими науками, и мы снова убеждаемся, что физика – основа и опора всех без исключения наук. Сделано много, но ёще предстоит сделать больше. Задачи надо решать сложные. И вам сегодняшним одиннадцатиклассникам, завтрашним рабочим, инженерам, учёным предстоит своими руками, используя знания физики и технические достижения, совершенствовать «чудеса» - внося свой вклад в НТП.

9) Модели в механике

 Механика – часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.         Механическое движение – это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.         Механика вообще подразделяется на три части: статику, кинематику и динамику.         Кинематика (от греческого слова kinema – движение) – раздел механики, в котором изучаются геометрические свойства движения тел без учета их массы и действующих на них сил.         Динамика (от греческого dynamis – сила) изучает движения тел в связи с теми причинами, которые обусловливают это движение.         Статика (от греческого statike – равновесие) изучает условия равновесия тел. Поскольку равновесие есть частный случай движения, законы статики являются естественным следствием законов динамики и в данном курсе не изучаются.  Механика Галилея и Ньютона называется классической, т.к. она рассматривает движение макроскопических тел со скоростями значительно меньшими, чем скорость света в вакууме,   Для описания движения тел в зависимости от условий задачи используют различные физические модели. Чаще других используют понятия абсолютно твердого тела и материальной точки.   Движение тел происходит под действием сил. Под действием внешних сил тела могут деформироваться, т.е. изменять свои размеры и форму.  Тело, деформацией которого можно пренебречь в условиях данной задачи, называют абсолютно твердым телом (хотя абсолютно твердых тел в природе не существует).  Тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь, называется материальной точкой.  Можно ли данное тело рассматривать как материальную точку или нет, зависит не от размеров тела, а от условия задачи (например, наше огромное Солнце тоже материальная точка в Солнечной системе).

10) Система отсчета

Система отсчёта — это совокупность тела отсчёта, системы координат и системы отсчёта времени, связанных с этим телом, по отношению к которому изучается движение (или равновесие) каких-либо другихматериальных точек или тел[1].

Математически движение тела (или материальной точки) по отношению к выбранной системе отсчёта описывается уравнениями, которые устанавливают, как изменяются с течением времени t координаты, определяющие положение тела (точки) в этой системе отсчёта. Эти уравнения называются уравнениями движения. Например, в декартовых координатах х, y, z движение точки определяется уравнениями  ,  ,  .

В современной физике любое движение является относительным, и движение тела следует рассматривать лишь по отношению к какому-либо другому телу (телу отсчёта) или системе тел. Нельзя указать, например, как движется Луна вообще, можно лишь определить её движение, например, по отношению к Земле, Солнцу, звёздам и т. п.