1. Фізика – це фундамент природознавства. Виявляє та вивчає найбільш загальні явища які підпорядковуються загальним законам. Вивчає найбільш загальні форми руху матерії. Фізика встановлює зв’язок між фізичними величинами та фізичними явищами.

   1. Важливе значення мають відкриття в галузі фізики для розвитку техніки. Наприклад, двигун внутрішнього згоряння, що приводить у рух автомобілі, тепловози, річкові та морські судна, був створений на основі вивчення теплових явищ. Сучасне кіно, телебачення, радіо, магнітний запис - все це виникло після того, як були вивчені багато звукові, світлові та електричні явища.

2. Кінематикою називають розділ механіки, в якому рух тіл розглядається без з’ясування причин цього руху.

   1. Механічним рухом тіла називають зміну його положення в просторі відносно інших тіл з часом.

   2. У фізиці розглядають різні види руху:

      1. поступальний,

      2. коливальний,

      3. обертальний.

   3. Механічний рух відносний. Рух одного і того ж тіла відносно різних тіл виявляється різним. Для опису руху тіла потрібно вказати, по відношенню до якого тіла розглядається рух. Це тіло називають тілом відліку.

      1. Система координат, пов’язана з тілом відліку, і годинник для відліку часу утворює систему відліку.

      2. Якщо розміри тіла малі в порівнянні з відстанями до інших тіл, то дане тіло можна вважати його матеріальною крапкою.

      3. Якщо всі частини тіла рухаються однаково, то такий рух називається поступальним.

      4. Тіло, розмірами якого в даних умовах можна нехтувати, називається матеріальною крапкою.

   4. Переміщаючись з часом з однієї крапки в іншу, тіло (матеріальна крапка) описує деяку лінію, яку називають траєкторією руху тіла.

      1. Пройденний шлях дорівнює довжині шляху траекторії, пройденої тілом за деякий час t. Шлях – скалярна величина.

      2. Переміщення – це векторна величина, яка вказує в якому напрямі і на яку відстань перемістилась матеріальна точка.

   5. Рівномірний рух — механічний рух, під час якого тіло за однакові проміжки часу проходить однаковий шлях.

   6. Рух, при якому тіло за рівні проміжки часу проходить неоднакові відрізки шляху, називається нерівномірним.

   7. Середня швидкість показує, чому дорівнює переміщення, яке тіло проходить за одиницю часу.

   8. Швидкість тіла у даний момент часу або у даній точці траєкторії називається миттєвою швидкістю.

   9. Приско́рення — векторна фізична величина, похідна швидкості по часу та за величиною дорівнює зміні швидкості тіла за одиницю часу.

   10. Равнопеременное движение — движение с постоянным ускорением.

   11. 

3. Первый закон Ньютона: существуют инерциальные системы отсчета, т. е. такие системы отсчета, в которых тело движется равномерно и прямолинейно, если другие тела на него не действуют.

Второй закон Ньютона утверждает, что причина ускорения тела − взаимодействие тел, характеристикой которого является сила.

Третий закон Ньютона подчеркивает, что причиной ускорения является взаимное действие тел друг на друга.

Інерціальними системи, для яких єдиним джерелом прискорення є сила, тобто взаємодія з іншими тілами. Системи відліку, які рухаються відносно інерціальних систем із прискоренням (поступально чи обертально), він назвав неінерціальними.

Сила - векторна фізична величина, що є мірою інтенсивності впливу на дане тіло інших тіл.

Маса - фізична величина, яка є однією з основних характеристик матерії, что візначає ее інерційні, енергетичні та гравітаційні Властивості.

4. Сили в механіці

   1. Деформація – це зміна форми і розмірів твердих тіл під дією зовнішніх сил. Розрізняють два види деформацій: пружну і пластичну.. Пружною називають таку деформацію, коли тіло після припинення дії зовнішніх сил повністю відновлює свої розміри і форму. Пластичною називають деформацію, яка повністю або частково зберігається в тілі після припинення дії зовнішніх сил. Всі види деформацій можуть бути зведені до деформацій розтягу (чи стиску) і зсуву.

Під час деформації розтягу (стиску) тіло зазнає зміни довжини. Абсолютна деформація розтягу – це величина, яка дорівнює різниці кінцевої і початкової деформацій:

Мірою деформації є відносна деформація, яка дорівнює відношенню абсолютної деформації до початкових розмірів тіла

Механічна напруга– це фізична величина, яка чисельно дорівнює силі пружності, що припадає на одиницю площі перерізу тіла:

Зміни поперечних розмірів тіл характеризують відносним поперечним стиском або розтягом: де d0 – поперечні розміри тіла до деформації.

Відношення відносної поперечної деформації тіла до відносної поздовжньої деформації називають коефіцієнтом Пуассона:

Коефіцієнт Пуассона залежить тільки від матеріалу тіла і є однією із сталих, що характеризує пружні властивості тіла.

2. Встановлено, що для незначних пружних деформацій механічна напруга пропорційна відносній деформації:

де k – коефіцієнт пропорційності (модуль пружності), який чисельно дорівнює механічній напрузі, яка виникає при відносній деформації, рівній одиниці. Дана формула виражає закон Гука. Її можна поширити на будь-які види пружних деформацій.

Для випадку одностороннього розтягу (стиску) модуль пружності називається модулем Юнга:

де Е – модуль Юнга, який залежить від речовини тіла і його фізичного стану. Записавши

отримаємо закон Гука:

Видовження тіла при пружній деформації пропорційне діючій на тіло силі:

3. Будь-який механічний рух тіла супрово-джується втратами механічної енергії. Це зумовлено наявністюсил тертя. Сили тертя перешкоджають руху. Вони є гальмівними силами (силами опору). Розрізняютьзовнішнє і внутрішнє (в'язке) тертя. Зовнішнє тертя поділяють на тертя спокою (статичне) і тертя ковзання або кочення.

Сила тертя ковзання (кочення) виникає при ковзанні (коченні) одного тіла по поверхні іншого:

де – коефіцієнт тертя ковзання, який залежить від природи і стану поверхонь, що дотикаються; N – сила нормального тиску. 

4. Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння.

Гравітаційні сили – це сили притягання, які діють між усіма тілами. Величина гравітаційної взаємодії для двох точкових тіл визначається законом всесвітнього тяжіння:

Між будь-якими двома тілами діє сила взаємного притягання, прямо пропорційна добутку їхніх мас і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

Особливістю цих сил є те, що для тіл з малими масами вони проявляються дуже слабо, а для масивних тіл є дуже великими. 

5. У системі відліку, пов'язаній з Землею, на будь-яке тіло масою m діє сила тяжіння:

Ця сила біля поверхні Землі надає тілу прискорення, яке є прискоренням вільного падіння g і дорівнює: 

Вага тіла – це сила, з якою тіло внаслідок притягання до Землі, діє на опору або натягує підвіс.

Сила тяжіння дорівнює вазі тіла тільки в тому випадку, коли прискорення тіла відносно Землі дорівнює нулю:

У загальному випадку вага тіла, що рухається з прискоренням відносно Землі, дорівнює:

Якщо тіло вільно рухається в полі сили тяжіння, то і вага дорівнює нулю, тобто тіло буде невагомим.Невагомість – це стан тіла, при якому тіло рухається тільки під дією сили тяжіння.

6. Гравітаційна та інертна маса.

Масу тіла можна визначити шляхом вимірювання прискорення тіла під дією відомої сили, скориставшись другим законом Ньютона:

Маса, яка визначається таким чином, характеризує інерційні власти-вості тіла, тобто його здатність набувати прискорення під дією сил. Цю масу називають інертною масою.

Масу тіла можна також визначити, вимірюючи його силу тяжіння до іншого тіла, наприклад до Землі:

Визначена в такий спосіб маса називається гравітаційною масою. Вона характеризує здатність тіл створювати поля тяжіння, а також виражає міру взаємодії на тіла з боку інших гравітаційних полів. 

7. Поле сил тяжіння. Напруженість і потенціал гравітаційного поля.

Гравітаційна взаємодія між тілами здійснюється за допомогою поля тяжіння чи гравітаційного поля. Напруженість гравітаційного поля – це силова характеристика поля тяжіння. Вона чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю маси точкового тіла, внесеного в дану точку поля:

У гравітаційному полі Землі   , звідки

де RЗ – радіус Землі, М – маса Землі, h – відстань від центра тяжіння тіла до поверхні Землі.

При переміщенні тіла масою m на відстань dR поле тяжіння здійснює роботу:

При переміщенні тіла з відстані R1 на відстань R2:

Робота не залежить від траєкторії переміщен-ня, а визначається тільки початковим і кінцевим положеннями тіла. Отже, сили тяжіння консервативні, а поле тяжіння є потенціальним. Робота консервативних сил дорівнює зміні потенціальної енергії системи з протилежним знаком:

Тому потенціальна енергія поля сил тяжіння дорівнює:

Для будь-якого потенціального поля можна визначити скалярну енергетичну характеристику поля –потенціал:

Отже, потенціал поля тяжіння – це величина, яка не залежить від маси тіла m, а залежить тільки від маси M і відстані R від цього тіла до точки поля.

Існує взаємозв'язок між напруженістю поля та його потенціалом

У загальному випадку для будь-якого потенціального поля між напруженістю і потенціалом існує зв'язок:

Знак "мінус" вказує на те, що вектор напруженості напрямлений в сторону спадання потенціалу.

5. Імпульс (Кількість руху) - векторна фізична величина, що характеризує міру механічного руху тіла. У класичній механіці імпульс тіла дорівнює добутку маси m цієї точки на її швидкість v, напрямок імпульсу збігається з напрямком вектора швидкості: