
- •О.Ю. Петрова, т.В.Смекалина, о.Л.Хабибулина
- •Учебное пособие
- •Оглавление
- •2. Координаты
- •3. Перемещение
- •4. Время
- •5. Средняя скорость
- •6. Мгновенная скорость
- •7. Ускорение
- •8. Угловой путь
- •10. Угловое ускорение
- •11. Нормальное ускорение
- •12. Тангенциальное ускорение
- •§2. Определения динамики
- •1. Масса
- •2. Сила
- •3. Результирующая сила
- •4. Импульс силы
- •5. Импульс материальной точки
- •6. Импульс системы материальных точек
- •7. Работа
- •8. Мощность
- •9. Энергия
- •10. Потенциальная энергия
- •11. Кинетическая энергия
- •12. Коэффициент полезного действия
- •13. Нормаль к поверхности
- •14. Центр масс
- •15. Сила нормального давления и вес
- •§3. Определения статики
- •1. Момент силы
- •2. Плечо силы
- •2. Сила тяжести
- •3. Закон Гука
- •4. Сила трения
- •5. Первый закон Ньютона
- •6. Второй закон Ньютона
- •7. Третий закон Ньютона
- •8. Закон сохранения энергии. Вечный двигатель первого рода.
- •9. Сила инерции при прямолинейном движении
- •§5. Законы статики
- •2. Выражение времени через среднюю скорость и путь
- •3. Связь мгновенной скорости и постоянного ускорения
- •4. Связь координаты и постоянного ускорения
- •5. Связь линейной и угловой скоростей при равномерном движении по окружности
- •6. Выражение нормального ускорения через линейную и угловую скорости
- •§7. Формулы кинематики и динамики
- •1. Первая космическая скорость
- •§8. Формулы динамики
- •1. Потенциальная энергия вблизи поверхности Земли
- •2. Закон сохранения импульса
- •3. Выражение второго закона Ньютона через изменение импульса материальной точки
- •Глава 4. Модели механики
- •1. Физическое тело, или просто тело
- •2. Материальная точка
- •3. Система отсчета
- •4 . Абсолютно упругий удар
- •5. Абсолютно неупругое соударение
- •2. Объем
- •3. Давление
- •4. Термодинамические параметры
- •5. Термодинамическая система
- •6. Молекулярная единица массы
- •7. Молярная масса
- •8. Число Авогадро
- •9. Масса молекулы
- •10. Количество вещества
- •11. Плотность
- •12. Концентрация
- •13. Теплота
- •14. Внутренняя энергия
- •15. Теплоёмкость
- •16. Удельная теплоёмкость
- •17. Молярная теплоёмкость
- •18. Насыщенный пар
- •19. Относительная влажность
- •20. Термодинамический процесс
- •21. Изотермический процесс3
- •22. Изобарический процесс4
- •23. Изохорический процесс5
- •24. Адиабатический процесс
- •25. Круговой процесс, или цикл
- •26. Цикл Карно
- •27. Коэффициент полезного действия тепловой машины
- •2. Закон Гей-Люссака
- •3. Закон Бойля−Мариотта
- •4. Первое начало термодинамики
- •5. Второе начало термодинамики. Вечный двигатель второго рода
- •6 . Закон Паскаля
- •7. Зависимость давления насыщенного пара от температуры
- •8. Удельная теплоемкость жидкости и газа Формулировки экспериментального закона: удельные теплоемкости жидкостей и газов остаются постоянными в широком диапазоне температур.
- •9. Молярная теплоемкость жидкости и газа Формулировки экспериментального закона: молярные теплоемкости жидкостей и газов остаются постоянными в широком диапазоне температур.
- •10. Удельная теплота плавления
- •11. Удельная теплота парообразования
- •Глава 7. Теоремы термодинамики и гидростатики Формулы §9. Формулы термодинамики
- •1. Уравнение Менделеева−Клапейрона
- •2. Уравнение состояния идеального газа
- •3. Закон Дальтона
- •4. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
- •5. Значение числа Авогадро
- •6. Способы расчета количества вещества
- •7. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа. Смысл термодинамической температуры
- •8. Работа в термодинамике
- •9. Работа в изобарическом процессе
- •10. Коэффициент полезного действия цикла Карно
- •11. Формула связи полезной работы с тепловыми энергиями нагревателя и холодильника тепловой машины
- •12. Коэффициент полезного действия реальной тепловой машины (Второе начало термодинамики)
- •13. Связь температурных шкал Кельвина и Цельсия
- •§10. Формулы термодинамики и гидростатики
- •1. Давление столба жидкости или газа
- •2. Сила Архимеда
- •§11. Формулы гидростатики
- •1. Формула гидравлического пресса
- •Глава 8. Модели термодинамики
- •1. Идеальный газ
- •2. Температурная шкала Цельсия
- •3. Равновесный термодинамический процесс
- •2. Пробный заряд
- •3. Заряд электрона
- •4. Физическое поле
- •5. Однородное поле
- •6. Потенциальная энергия заряда
- •7. Потенциал
- •8. Напряженность электрического поля
- •9. Электрическое поле
- •10. Силовая линия напряженности электрического поля
- •11. Эквипотенциальная поверхность
- •12. Электроемкость уединенного проводника
- •13. Взаимная электроемкость проводников
- •§13. Определения постоянного тока
- •1. Постоянный электрический ток
- •2. Электродвижущая сила − эдс
- •3. Сторонние силы
- •4. Напряжение на участке цепи
- •2. Закон Кулона в вакууме или в воздухе
- •3. Закон Кулона в среде
- •4. Результирующая сила Кулона
- •5. Электроемкость уединенного проводника
- •§ 15. Законы постоянного тока
- •1. Закон Ома для однородного участка цепи
- •2. Удельное сопротивление и проводимость проводников
- •3. Температурная зависимость сопротивления проводников Формулировки экспериментального закона: температурная зависимость сопротивления проводников.
- •4. О равномерном протекании постоянного тока по цепи Формулировки экспериментального закона: постоянный ток сохраняет свою величину для любого поперечного сечения проводников в любой точке цепи.
- •2. Вычисление силы по напряженности
- •3. Связь напряженности электрического поля и силы Кулона, действующей на пробник
- •4. Принцип суперпозиции для напряженности электрического поля
- •5. Потенциальная энергия электростатического поля
- •6. Потенциал точечного заряда
- •7. Потенциал суммы точечных зарядов
- •8. Связь разности потенциалов и работы электрических сил
- •9. Связь напряженности и потенциала однородного электростатического поля
- •10. Связь силовых линий и эквипотенциальных поверхностей электростатического поля
- •11. Потенциал поверхности уединенного проводника
- •12. Потенциал объема уединенного проводника
- •13. Ёмкость шара
- •14. Поле плоского конденсатора
- •15. Ёмкость плоского конденсатора
- •§17. Формулы постоянного тока
- •1. Закон Джоуля–Ленца
- •3. Сопротивление участка цепи при последовательном соединении проводников
- •4. Сопротивление участка цепи при параллельном соединении проводников
- •5. Ёмкость участка цепи при последовательном соединении ёмкостей
- •6. Ёмкость участка цепи при параллельном соединении емкостей
- •7. Закон Ома для полной цепи. Закон Ома для цепи, содержащей эдс (неоднородный участок цепи)
- •8. Первый закон Кирхгофа
- •9. Второй закон Кирхгофа
- •10. Два закона электролиза: закон Фарадея и выражение для электрохимического эквивалента
- •Глава 12. Модели электричества §18. Модели электростатики
- •1. Заряд как невесомая невидимая «жидкость»
- •2. Заряд как избыток или недостаток электронов в веществе
- •§19. Модели электрического тока
- •1. Электрический ток как поток невесомой невидимой «жидкости»
- •2. Электрический ток как поток заряженных частиц
2. Координаты
Н
азвание
физической величины:
декартовы
координаты (используются чаще всего,
можно
использовать недекартовы координаты).
Обозначение физической величины: x; y; z – школьное обозначение. Другие обозначения практически не употребляются.
Формула связи физических величин: формулы нет. Координаты – это основные измеряемые величины. Расстояния, измеренные от начала координат до проекций материальной точки на координатные оси.
Расшифровка формулы или способ измерения: измеряется посредством линейки, сантиметра, рулетки, шагомера и т.д.
Вектор или скаляр физическая величина: положительный или отрицательный скаляр.
Размерность физической величины: длина. Единицы измерения СИ: х,у,z = м – метр. Другие единицы измерения: см, мм, км и т.д. Устаревшие единицы: фут, аршин, верста и т.д.
3. Перемещение
Н
азвание
физической величины:
перемещение.
Обозначение физической величины: l – школьное обозначение. Другое обозначение1 − r.
Формула связи физических величин: формулы нет. Основная измеряемая величина. Направленный отрезок прямой, соединяющий начало и конец пути.
Расшифровка формулы или способ измерения: измеряется посредством линейки, сантиметра, рулетки, шагомера и т.д.
Вектор или скаляр физическая величина: вектор, который направлен по движению (от пространственной точки нахождения материальной точки в начальный момент времени к пространственной точке нахождения материальной точки в конечный момент времени).
Размерность физической величины: длина. Единицы измерения СИ: l = = м – метр. Дополнительные единицы измерения: см, мм, км и т.д. Устаревшие единицы: фут, аршин, верста и т.д.
4. Время
Н
азвание
физической величины:
время.
Обозначение физической величины: t – школьное обозначение. Другие обозначения − Т, .
Формула связи физических величин: формулы нет. Основная измеряемая величина. В физике, помимо алгоритма измерения времени, определения времени нет. В философии есть, по крайней мере, четыре концепции времени.
Расшифровка формулы: формулы нет. Способ измерения: в физике чаще всего измеряется секундомером.
Вектор или скаляр физическая величина: положительный скаляр.
Размерность физической величины: время. Единицы измерения СИ: t = = c − секунда. Дополнительные единицы измерения: ч, мин, сутки, … год, век, парсек … и т.п.
5. Средняя скорость
Н
азвание
физической величины:
средняя скорость.
Обозначение
физической величины:
–
школьное
обозначение. Другие
обозначения
–
.
Формула
связи физических величин:
.
Средняя скорость равна пути, пройденному
телом, деленному на время, затраченное
на прохождение этого пути.
Расшифровка формулы: S – путь; t – время прохождения пути.
Вектор или скаляр физическая величина: положительный скаляр.
Размерность
физической величины:
длина,
деленная на время. Единицы
измерения
СИ: vср
=
− метр в секунду. Дополнительные
единицы измерения:
км/час,
см/с … и т.п.
6. Мгновенная скорость
Н
азвание
физической величины:
мгновенная скорость.
Обозначение физической величины: v – школьное обозначение. Другое обозначение − u.
Формула
связи физических величин:
.
Модуль
вектора мгновенной скорости, по
физическому смыслу, есть средняя скорость
за достаточно малые промежутки времени
Δt.
Время берется настолько малым, чтобы
пути ΔS
за эти промежутки Δt
можно было считать прямолинейными ΔS
=
|Δr|.
Направлен вектор мгновенной скорости
в каждой точке траектории как эти малые
перемещения Δr.
(В математике доказано, что направление
мгновенной скорости совпадает с
касательной к траектории).
Проговорим то же самое другими словами, поскольку это определение достаточно сложно.
Модуль мгновенной скорости равен средней скорости за минимально возможные промежутки времени, а направлен вектор мгновенной скорости по касательной к траектории движения.
Мгновенная скорость равна отношению малого перемещения ко времени прохождения этого перемещения. Причем промежутки времени должны быть настолько малы (вначале подбираются малые промежутки времени), чтобы малое перемещение для любой кривизны траектории совпало бы с необходимой точностью с длиной пути. Другими словами, кривую линию на таком маленьком участке можно считать отрезком прямой.
Физический
смысл мгновенной скорости составляет
содержание математической операции
«производная». Если вы уже знакомы с
понятием производной, то можно записать
определение мгновенной скорости в
следующих трех видах, пользуясь разными
обозначениями производной:
≡
.
Расшифровка
формулы:
– маленькое
(в математике принято говорить «малое»
перемещение. «Малое» – это математический
термин) перемещение материальной точки,
которое
по
модулю
примерно
равно пути ΔS,
а для прямолинейной траектории движения
точно совпадает
с путем
этой
точки
ΔS.
t
– малый
(маленький) промежуток времени, за
который происходит малое (маленькое)
перемещение.
Вектор или скаляр физическая величина: вектор, направленный по касательной к траектории.
Размерность физической величины: отношение длины ко времени. Единицы измерения СИ: v = − метр в секунду. Дополнительные единицы измерения: км/час, см/с и т.д.