- •Основы физики Механика. Электродинамика. Термодинамика
- •Оглавление
- •Глава 1. Основы классической механики 6
- •Глава 2. Основы релятивистской механики 68
- •Глава 3. Основы электродинамики 76
- •Глава 4. Основы молекулярной физики 163
- •4.1. Общие понятия 163
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основы классической механики
- •1.1. Общие понятия
- •1.2. Кинематика поступательного и вращательного движений
- •1.2.1. Понятийный аппарат (кинематические характеристики)
- •1.2.2. Кинематические законы
- •Кинематические законы скорости и пути для поступательного и вращательного движений в общем виде
- •Кинематические законы для простейших видов движения
- •1.3. Динамика поступательного и вращательного движений
- •1.3.1. Понятийный аппарат (динамические характеристики)
- •Формулы для вычисления моментов инерции некоторых тел
- •1.3.2. Динамические принципы и законы Принцип независимости действия сил
- •Закон инерции (I закон Ньютона)
- •Механический принцип относительности
- •Закон действия и противодействия (III закон Ньютона)
- •Основой закон динамики (II закон Ньютона)
- •Теоремы об изменении импульса и момента импульса тела
- •Теорема об изменении кинетической энергии
- •Разные формулировки основного закона динамики
- •1.3.3. Законы для разных видов сил. Потенциальная энергия взаимодействия
- •Особенности потенциальных сил. Потенциальная энергия взаимодействия тел.
- •1.4. Описание движения системы взаимодействующих тел
- •1.4.1. Понятийный аппарат
- •1.4.2. Основные законы для системы взаимодействующих тел Теорема о движении центра масс системы
- •Закон изменения импульса
- •Закон сохранения импульса
- •Закон изменения момента импульса
- •Закон сохранения момента импульса
- •Закон изменения полной механической энергии
- •Закон сохранения полной механической энергии
- •1.5. Примеры решения задач по механике
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Глава 2. Основы релятивистской механики
- •2.1. Общие понятия
- •2.2. Кинематические соотношения релятивистской механики
- •2.3. Динамические соотношения релятивистской механики
- •2.4. Примеры решения задач
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Глава 3. Основы электродинамики
- •3.1. Общие понятия
- •3.2. Электростатическое поле
- •3.2.1. Понятийный аппарат (характеристики электрического поля)
- •Графическое изображение электростатического поля
- •3.2.2. Основные законы и соотношения электростатики Закон сохранения электрического заряда
- •Теорема о циркуляции вектора е для электростатического поля
- •Теорема Остроградского – Гаусса (теорема о потоке вектора е) для электростатического поля
- •Расчет характеристик поля при известных зарядах, создающих поле
- •Принцип суперпозиции электрических полей
- •Действие электростатического поля на помещенные в него заряды
- •3.3. Магнитное поле
- •3.3.1. Понятийный аппарат (характеристики магнитного поля)
- •3.3.2. Основные законы и соотношения электромагнетизма Теорема о циркуляции вектора в для магнитного поля
- •Теорема Остроградского – Гаусса (теорема о потоке вектора в) для магнитного поля
- •Закон Био-Савара-Лапласа
- •Принцип суперпозиции магнитных полей
- •Расчет характеристик поля при известных токах, создающих поле
- •Действие магнитного поля на помещенные в него заряды и токи
- •3.3.3. Явление электромагнитной индукции
- •Закон Фарадея для явления электромагнитной индукции
- •3.4. Электрические и магнитные свойства вещества и тел
- •3.4.1. Электрические свойства вещества
- •Диэлектрики в электростатическом поле
- •Металлические проводники в электростатическом поле
- •Распределение статического избыточного заряда в металлических проводниках
- •Правила для последовательного и параллельного соединения конденсаторов
- •Металлические проводники в стационарном поле
- •Расчет цепей постоянного тока
- •Правила для последовательного и параллельного соединения проводников
- •3.4.2. Магнитные свойства вещества
- •Диамагнетики в магнитном поле
- •Парамагнетики в магнитном поле
- •3.5. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. Полная система уравнений для электромагнитного поля
- •Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме
- •Уравнения, определяющие действие поля на находящиеся в нем заряды
- •Материальные уравнения
- •3 .6. Примеры решения задач по электрическому полю
- •3.7. Примеры решения задач по магнитному полю
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Глава 4. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •4.1. Общие понятия
- •4.2. Статистический и термодинамический методы изучения термодинамических явлений
- •4.2.1. Понятийный аппарат (микропараметры молекул и их связь с макропараметрами термодинамического состояния вещества)
- •Связь давления газа с импульсами молекул, со средней кинетической энергией поступательного движения молекул, со скоростью и концентрацией молекул
- •4.2.2. Статистические законы
- •4.2.3. Термодинамические законы
- •Рассмотрим следствия из уравнения (4.17) в применении к простейшим термодинамическим процессам
- •Первое начало термодинамики
- •Расчет работы при изменении объёма газа
- •Расчет количества теплоты при изменении температуры газа
- •Применение первого начала термодинамики к простейшим термодинамическим процессам
- •4.3. Превращение внутренней энергии в механическую. Принцип действия тепловой машины
- •4.4. Примеры решения задач по термодинамике
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •5. Задачи для самостоятельного решения Требования к оформлению контрольных работ
- •Механика
- •Электрическое поле
- •Магнитное поле
- •Термодинамика
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение
- •Физические постоянные
- •Астрономические величины
- •Плотность твердых тел
- •Удельное сопротивление металлов
- •Относительные атомные массы Ar и порядковые номера z некоторых элементов
- •Механические, термодинамические, электрические единицы си, имеющие специальные наименования
- •Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования
- •Греческий алфавит
- •Направления
- •Направления:
- •Специалитет:
- •Основы физики. Механика. Электродинамика. Термодинамика
- •672039, Г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30
- •672039, Г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Забайкальский государственный университет»
Н. Д. САВЧЕНКО
Т. В. КУЗЬМИНА
Т. В. РАХЛЕЦОВА
Основы физики Механика. Электродинамика. Термодинамика
(Часть I)
Учебное пособие для бакалавров
всех форм обучения
Чита
ЗабГУ
2014
УДК 531/534 (075)
ББК 22.3
Ф 503
Печатается по решению Ученого совета
Забайкальского государственного университета
Ответственный за выпуск
В. А. Шамонин, канд. техн. наук, зав. кафедрой физики, ЗабГУ
Рецензенты:
Б. А. Балаганский, канд. физ.-мат. наук, ведущий доцент кафедры
информатики ЧИ ФБГОУ ВПО «БГУЭП»;
Н. А. Ладнич, канд. пед. наук, доцент кафедры медицинской физики и
информатики, ГБОУ ВПО «ЧГМА»
Ф 503 Основы физики. Механика. Электродинамика. Термодинамика: учеб. пособие/ Н.Д. Савченко, Т.В. Кузьмина, Т.В. Рахлецова; Забайкал. гос. ун-т. ‒ Чита: ЗабГУ, 2014. ‒ 235 с.: ил. 96, табл. 10.
ISBN
Учебное пособие составлено в соответствии с ФГОС по дисциплине «Физика» для направлений инженерно-технического профиля. Ориентировано на самостоятельную аудиторную и внеаудиторную работу по основным разделам физики.
В учебном пособии в единообразной форме формируется понятийный аппарат и излагаются основные законы механики, электродинамики и термодинамики. Методика использования этих законов рассмотрена на примерах решения типовых задач. В пособии приведены задания для контрольных работ по каждому направлению подготовки бакалавров и требования к их оформлению.
Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений всех форм обучения. Может быть полезно учащимся лицеев и колледжей, а также школьникам при подготовке к ЕГЭ по физике.
УДК 531/534(075)
ББК 22.3
ISBN © ЗабГУ, 2014
Оглавление
Предисловие 1
Введение 2
Глава 1. Основы классической механики 6
1.1. Общие понятия 6
1.2. Кинематика поступательного и вращательного 7
движений 7
1.2.1. Понятийный аппарат (кинематические характеристики) 8
1.2.2. Кинематические законы 15
1.3. Динамика поступательного и вращательного движений 16
1.3.1. Понятийный аппарат (динамические характеристики) 16
1.3.2. Динамические принципы и законы 24
1.3.3. Законы для разных видов сил. Потенциальная энергия взаимодействия 31
1.4. Описание движения системы взаимодействующих тел 40
1.4.1. Понятийный аппарат 41
1.4.2. Основные законы для системы взаимодействующих тел 42
1.5. Примеры решения задач по механике 45
Глава 2. Основы релятивистской механики 68
2.1. Общие понятия 68
2.2. Кинематические соотношения релятивистской механики 69
2.3. Динамические соотношения релятивистской механики 71
2.4. Примеры решения задач 73
Глава 3. Основы электродинамики 76
3.1. Общие понятия 76
3.2. Электростатическое поле 80
3.2.1. Понятийный аппарат (характеристики электрического поля) 80
3.2.2. Основные законы и соотношения электростатики 85
3.3. Магнитное поле 91
3.3.1. Понятийный аппарат (характеристики магнитного поля) 92
3.3.2. Основные законы и соотношения электромагнетизма 94
3.3.3. Явление электромагнитной индукции 101
3.4. Электрические и магнитные свойства вещества и тел 103
3.4.1. Электрические свойства вещества 103
3.4.2. Магнитные свойства вещества 113
3.5. Взаимосвязь электрического и магнитного полей. 115
Полная система уравнений для электромагнитного поля 115
3.6. Примеры решения задач по электрическому полю 119
3.7. Примеры решения задач по магнитному полю 138