==1,2==

1. Методи фізичного дослідження. Фізичні величини та їх вимірювання. Фізичні поняття, закони і теорії

2. Зв'язок фізики з іншими науками та технікою.

Фізика - це наука, що вивчає найпростіші і найбільш загальні властивості матерії та форми її існування. Про Аристотеля, галилея, астро био геофизика

Весь розвиток науки стверджує, що матерiя перебуває у вiчному i безперервному русi, вона icнує в формi речовини i поля. Природничi науки вивчають рiзнi види рухiв. Фiзика вивчае механiчнi, тепловi, електричнi, свiтловi, внутрiшньоатомнi рухи , такi властивості матерії, як інертність, тяжiння, якi притаманнi живим i неживим тiлам природи.

Життя вимагає вiд людини не стiльки споглядання природи, скiльки активного втручання в перебiг процесiв природи з тим, щоб змiнювати i спрямовувати їх на користь людини. Фізика займає чільне місце серед природничих наук i істотно впливає на розвиток виробничих сил суспільства.

Для вивчення фізичних явищ i закономірностей, яким вони підлягають, використовують методи:

- спостереження явища в природному вигляді;

- експерименту, коли явище штучно відтворюється в лабораторних умовах;

- теоретичного узагальнення даних спостереження й експерименту.

Характерною ознакою фізичних величин є їх вимірність. Різні фізичні величини перебувають у певних залежностях, що виражаються фізичними формулами і законами. Щоб з'ясувати будь-яку величину, треба насамперед визначити, яку властивість матерії чи явища вона характеризує, а потім і способи та одиниці її вимірювання. Процес наукового пізнання має різні стадії. На першій стадії проходить виділення i вивчення споріднених фактів, виявлення в них особливого i узагальнюючого, що полягає в основу наукового поняття. На другій стадії розкривають зв'язки між процесами в природі та встановлюють загальні закономірности, яким підлягає певна область piзних явищ. Taкi суттеві відношення між предметами i явищами називаються фізичними законами. Надбання відповідних наукових понять, фактів, законів i наслідків з них на певному етапі переростають в якісно вищу i найбільш об'ємну форму наукового пізнання - теорію.

Фізика має спілыні об'екти i методи дослідження з іншими природничими науками, тому іноді стимулює розвиток цих наук. Фізика сприяє формуванню діалектико-матеріалістичного світогляду. Вона є науковою основою техніки.

==3==

Предмет і завдання механіки. Розділи механіки.

Меха́ника— область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними.

Кінематикою називається розділ механіки, в якому вивчається механічний рух матеріальних точок (тіл) без урахування їх мас і діючих на них сил. Задача кінематики – визначення характеристик руху в будь-який момент часу.

Механічним рухом називається зміна положення точок (тіл) в просторі, що відбувається з плином часу.

Матеріальна точка – тіло,яке володіє масою, розмірами котрого в даній задаче можна знехтувати.

Абсолютно тверде тіло – тіло, яке ні при яких умовах не може деформуватися і при усіх умовах відстань між двома точками цього тіла залишається сталою.

==4==

Система відліку. Траєкторія, довжина шляху, вектор переміщення.

Система відліку – тіло відліку та зв’язок з ним системи координат і сукупність синхронізованих годинників у різних точках простору.

Переміщенням ∆ r називається вектор ∆r = r – rо положення рухомої точки в положенні її в даний момент часу.

Поступальний рух – це рух, при якому будь-яка пряма связана з рухливим тілом, залишається паралельно своєму першоначальному положенню.

Обертальний рух – це рух, при якому всі точки тіла рухаються по колах, центри яких лежать на одній і тій же прямій, що називають віссю обертання.

x = x(t)

y = y(t) - кінематичні рівняння руху матеріальної точки

z = z(t)

r = r(t)

Кількість незалежних координат, що повністю визначають положення точки в просторі, називається числом ступінів свободи.

Траєкторія- це лінія описувана матеріальною крапкою в просторі.

Довжиною путі ∆S називається довжина ділянки траєкторії АВ, - пройденою матеріальною точкою з моменту початку відліку часу.

==5==

Швидкістю називається величина, що характеризує бистроту зміни положення точки (тіла) в просторі і його напрямок.

– середня швидкість

𝓋= миттєва швидкість

𝓋=

Тангенциальное прискорення характеризує зміну модуля швидкості та дорівнює похідній від швидкості за часом. Направлено по дотичній до траєкторії.

(дотичне)

Нормальне прискорення характеризує зміну напрямку вектора швидкості та дорівнює квадрату швидкості, поділеному на радіус кривизни траєкторії в даній точці:

(доцентрове)

Повне прискорення дорівнює векторній сумі дотичного та нормального прискорень

a= .

==6==

Прямолінійний і криволінійний рухи. Закони та графіки прямолінійного рівноприскореного руху та рівномірного рухів.

	Равномірний	Неравномірний
Прямолінійний	at = 0; an = 0; v = const	at ≠ 0; an = 0; v ≠ const
Криволінійний	v ≠ const a𝝉 = 0; a𝗻 ≠ 0;	v ≠ const a𝝉 ≠ 0; a𝗻 ≠ 0;

==7==

Обертальний рух, його характеристики.

Обертальний рух – це рух по колу, при якому всі точки тіла рухаються з однаковим періодом, але з різною швидкістю.

Періодом обертання T називається час, за який точка здійснює один повний зворот.

∆φ = 2π

∆ t = T ω = 2π/T => T = 2π/ω

Частотою обертання n називається число повних зворотів, що здійснюються тілом при рівномірному русі його по колу, в одиницю часу.

n = n = n = ω = 2πn

==8==

Кутова швидкість і кутове прискорення.

Кутове прискорення характеризує бистроту зміни кутової швидкості та дорівнює похідній від кутової швидкості за часом.

→ → →

ε = =

Кутова швидкість характеризує бистроту зміни кута повороту та дорівнює похідній від кутового переміщення за часом.

→ →

ω = lim = [рад/с]

Лінійна швидкість.

υ =

==9==

Дотичне та нормальне прискорення точок на ободі тіла, що обертається.

Прискоренням називається величина, що характеризує зміну швидкості чисельно та за напрямком.

Малюнок 3.

Середнім прискоренням нерівномірного руху в інтервалі від t до t+∆t -називається векторна величина, що дорівнює відношенню зміни швидкості ∆𝓋 до інтервалу часу ∆t :

Миттєвим прискоренням а матеріальної точки у момент часу t буде межа середнього прискорення :

a=

Тангенциальное прискорення характеризує зміну модуля швидкості та дорівнює похідній від швидкості за часом. Направлено по дотичній до траєкторії.

(дотичне)

Нормальне прискорення характеризує зміну напрямку вектора швидкості та дорівнює квадрату швидкості, поділеному на радіус кривизни траєкторії в даній точці:

(доцентрове)

Повне прискорення дорівнює векторній сумі дотичного та нормального прискорень

a= .

==10==

Закони поступального та обертального рухів

Поступальним називається рух тіла при якому, будь-яка пряма, проведена до тіла, залишається паралельною сама собі.

Обертальним називається рух тіла, при якому хоча б дві точки тіла залишаються нерухомими; пряма, що проходить через ці точки, називається віссю обертання.

Рівняння рухів:

Поступальний Обертальний

a = const; ε = const;

==11-14==

Коливаннями називаються рухи або процеси, які періодично повторюються через проміжок часу.

Вільні(власні) коливання здійснюються за рахунок першопочаткової повідомленої енергії при подальшій відсутності зовнішніх дій на коливальну систему.

Гармонійні коливання – коливання, при яких величина, що коливається, змінюється згідно із законом sin або cos.

S = A cos (ω₀t + φ)

A – амплітуда коливань – max значення величини, що коливається;

ω₀ – кругова (циклічна) частота;

φ – початкова фаза коливань у момент часу t = 0;

(ω₀t + φ) – фаза коливань.

Період коливань – це час, через який повторюються певні стани системи

T =

Частота коливань – число повних коливань, що здійснюються за одиницю часу.

𝛎 = [ν] = [Гц]

Графічно гармонійні коливання ізображаються методом векторних діаграм:

Малюнок 8.

-

Складання взаємне перпендикулярних коливань.

Коливальний контур – цепь, що складається з включених послідовно котушки індуктивністю L, конденсатора ємністю С і резистора опором R.

Автоколивання – незгасаючі коливання, підтримувані в диссипативній системі за рахунок постійного зовнішнього джерела енергії, причому властивості цих коливань визначаються самою системою. - рівняння вимушених коливань.

Резонансом називається явище різкого зростання амплітуди вимушених коливань при наближенні частоти сили, що вимушує, до резонансної частоти. При δ² « ω0² значенні ωрез. практично збігається з ω0.

Інертністю називається здатність тіла зберігати рівномірний прямолінійний рух або стан відносного спокою.

Інерцією називається явище збереження швидкості руху або стану спокою у разі урівноваження зовнішніх дій на тіло.Початкове поняття маси як міри кількості (рухи) речовини склалося з практики. В процесі товарного обміну люди порівнювали тіла по їх вазі, і навіть Галілей ототожнював поняття маси і ваги. Надалі німецький учений Ріше (XVII в.) встановив, що вага тіла змінюється залежно від географічної широти.

==15==