- •Жалпы физика курсы
- •Алматы, 2007
- •Студенттерге арналған пән бағдарламасы – syllabus. Оқу мерзімі- 4 жыл Академиялық дәрежесі- бакалавр
- •1 Кесте
- •Дәрістік, практикалық және зертханалық оқулардың тақырыптары, оқуды, рейтингті өткізу кестесі:
- •Практикалық оқулардың тақырыптары:
- •Кафедрада жасалатын зертханалық жұмыстардың тізімі Механика және молекулалық физика
- •Электр және магнетизм
- •Оптика және атомдық физика
- •Әдебиеттер тізімі:
- •Студенттер үшін жадынама
- •I тарау. Механика.
- •§1. Дәріс сабағының конспектілері.
- •Механикадағы абстрактылы шамалар.
- •Кинематика
- •Қозғалыстың жалпы түрлері
- •Санақ жүйесі. Траектория, жол, орын ауыстыру векторы.
- •Жылдамдық, үдеу
- •Орташа жылдамдық векторы радиус-векторының уақыт интервалына қатынасын айтады:
- •Айналмалы қозғалыстың кинематикасы.
- •Ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстарды салыстыру
- •Материалдық нүктенің динамикасы
- •Ньютонның бірінші заңы.
- •2.2. Ньютонның екінші заңы.
- •2.2.1 Масса
- •2.2.3 Импульс.
- •Ньютонның екінші заңы.
- •Әсер етуші күштердің тәуелсіздік заңы.
- •3.2 Эйнштейн постулаттары.
- •3.3 Лоренц түрлендіруі
- •3.4 Релятивистік динамикадағы негізгі теңдеулер
- •4. Механикадағы күштер.
- •41 Ауырлық күші және салмақ
- •4.2 Үйкеліс күші
- •4.3 Серпімді күштер
- •5. Механикалық жұмыс
- •6. Энергия.
- •6.1 Кинетикалық энергия.
- •6.2 Потенциалдық энергия.
- •6.3 Энергияның сақталу заңы.
- •7. Механизмдердің пайдалы әсер коэффициенті.
- •Массасы барлық көлемге бірдей орналасқан және дұрыс геометриялық
- •Айналмалы қатты дененің динамикасының негізгі теңдеуі.
- •Импульс моменті және сақталу заңдары.
- •Дененің ілгерлемелі қозғалысы мен қатты дененің айналмалы қозғалысын салыстырайық:
- •Қатты дененің деформациясы.
- •Бүкіләлемдік тартылыс заңы.
- •Сұйықтың ағын сызықтары мен ағын түтіктері.
- •Бернулли теңдеуі
- •Тұтқырлық
- •Ағынның түрлері
- •Стокс заңы.
- •. Пуазейль заңы.
- •Механика бөлімі бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі
- •§2. Физикалық есептерді шығару алгоритмі
- •§3. Механика бөлімі бойынша мысал есептер.
- •§4. Студенттердің өз бетінше шығаруына арналған есептер.
- •Механика бойынша есептер шығаруда қолданылатын әдебиеттер:
- •§5. Жалпы физика курсы бойынша лабораториялық жұмыстарды істеу алгоритмі
- •§6. Физикалық тәжірибелердің негізгі түсініктері
- •Математикалық маятниктің тербеліс заңдарын зерттеу.
- •Тәжірибе қондырғысы.
- •Өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу.
- •Механика бөлімі бойынша виртуалдық тұрғыда жасалатын жұмыстар тізімі.
- •Лабораториялық жұмыстар бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі.
- •§7. Механика бөлімі бойынша өз бетінше дайындық ретінде берілген тест сұрақтары.
- •Молекулалық физика және термодинамика Идеал газдардың молекулалық–кинетикалық теориясы
- •§8. Дәріс сабағының конспектілері.
- •Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әдістері:
- •Термодинамикалық жүйе.
- •Температура.
- •Идеал газ.
- •Бойль – Мариотт заңы
- •Авогадро заңы.
- •6. Дальтон заңы.
- •Температураның термодинамикалық шкаласында
- •8. Идеал газ күйінің теңдеуі.
- •Идеал газдардың молекулалық – кинетикалық теориясындағы негізгі теңдеу
- •Идеал газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығы:
- •Идеал газ молекулаларының жылдамдығы бойынша таралуы туралы Максвелл заңы.
- •17. Молекулалардың орташа еркін жүру жолы.
- •18. Молекулалық- кинетикалық теорияны дәлелдейтін тәжірбиелер.
- •19. Тасымал құбылысы.
- •20. Жылу өткізгіштік.
- •21. Диффузия
- •22. Ішкі үйкеліс (тұтқырлық).
- •Термодинамика жүйесіндегі ішкі энергия.
- •Еркіндік дәрежесінің саны.
- •Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның бірқалыпты таралуына арналған Больцман заңы.
- •26. Термодинамиканың 1-ші бастамасы.
- •27. Ұлғаю кезіндегі газдың жұмысы.
- •28. Жылусыйымдылық.
- •Тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылық.
- •Тұрақты қысымдағы молярлы жылу сыйымдылық. Майер теңдеуі.
- •35. Адиабаталық процестегі газдың жұмысы.
- •37. Айналмалы процесі. (цикл)
- •38. Айнымалы процесс үшін пәк
- •39. Қайтымды және қайтымсыз процестер.
- •40.Энтропия.
- •41. Энтропияның өзгеруі.
- •42. Энтропияны статистикалық тұрғыдан түсіндіру.
- •43.Энтропияның өсу принципі.
- •44.Термодинамиканың екінші бастамасы.
- •45. Термодинамиканың үшінші бастамасы:
- •46. Жылулық двигательдер және тоңазытқыш машиналар.
- •Двигательдің термиалық пәк-і.
- •47. Карно теоремасы.
- •48. Карно циклы.
- •50. Реал газдардың изотермалары.
- •51. Реал газдың ішкі энергиясы.
- •52. Сұйықтар және олардың сипаттары.
- •53. Беттік тартылу.
- •Қатты денеге жұғылатын сұйықтық деп шеттік бұрышы үшкір болған
- •55. Сұйықтықтың қисық бетінің қысымы.
- •56. Капилярлық құбылыс.
- •57. Кристалдық және аморфты қатты денелер.
- •58. Кристалдардың типтері.
- •59. Кристалдардағы ақаулар.
- •60. Қатты денелердің жылу сыйымдылығы.
- •61. Агрегаттық күйдің өзгерісі.
- •62.Фазалық ауысулар.
- •63. Диаграммалық күй.
- •64. Клапейрон - Клаузиус теңдеуі.
- •65. Күй диаграммасын талдау.
- •Молекулалық физика бойынша әдебиеттер тізімі.
- •§9. Есептерді шығару мысалы.
- •§10. Студенттердің өз бетінше шығаруға ұсынылған есептер.
- •Молекулалық физика бойынша есептер шығаруда қолданылатын әдебиеттер:
- •§11. Сұйықтың беттік керілу коэффициентін анықтау.
- •Теориялық кіріспе.
- •Эксперименттік қондырғы.
- •Экспериментті жүргізу.
- •Нәтижелерді өңдеу.
- •Бақылау сұрақтары
- •Молекулалық физика және термодинамика бөлімі бойынша кафедрадағы лабораториялық жұмыстар тізімі:
- •Молекулалық физика бойынша компьютерлік жұмыстар тізімі
- •Лабораториялық жұмыстар бойынша қолданылатын әдебиеттер тізімі.
- •§12. Молекулалық физика және термодинамика бөлімі бойынша тест сұрақтары
- •Мазмұны
Массасы барлық көлемге бірдей орналасқан және дұрыс геометриялық
пішіні бар массасы m біртекті денелердің инерция моменттері
N |
дене |
инерция моменті |
1 |
материалық нүкте |
|
2 |
тұтас цилиндр немесе диск |
|
3 |
ұзындығы стержень |
|
4 |
шар |
|
|
өте жұқа диск |
|
Бір инерция моментінен екіншісіне өту Штейнер-Гюйгенс теоремасы бойынша орындалады, кез келген айналыс осіне қатысты инерция моменті, сол оське қатысты ауырлық центрі арқылы өтетін инерция моменті мен дене массасының осьтердің ара қашықтығының квадратына көбейтіндісіне қосындысын айтады:
Айналмалы
қозғалыстағы қатты дененің кинетикалық
энергиясы:
Егер дене әрі ілгерлемелі, әрі айналмалы қозғалыста болса, онда толық кинетикалық энергия:
Айналмалы қатты дененің динамикасының негізгі теңдеуі.
Д
ене
бұрышқа бұрылғанда күш түсірілген А
нүктесі S
доғасының ұзындығына жылжиды, сонда F
күшінің істеген жұмысы:
;
мұндағы
;
сонда
болады.
Егер
M=Fr
,
болса
;
бұдан дененің айналдыру жұмысы кинетикалық
энергияны ұлғайтуға кетеді:
;
яғни қорыта келгенде мына түрдегі теңдеу
шығады:
M=J.
бұл теңдеу айналмалы қатты дененің қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі болып табылады.
Импульс моменті және сақталу заңдары.
Импульс
моменті, ол
векторлық көбейтіндісімен анықталатын
шама.
Қозғалмайтын
осьтен айналған абсолют қатты дененің
әрбір нүктесінің жылдамдығы vi,
импульс моменті
болса,
барлық дененің импульс моменті:
ал күш моменті импульс моментінің уақыт бойынша бірінші туындысы:
Тұйық
жүйе үшін импульс моменті уақыт ағынымен
өзгермейді:
Дененің ілгерлемелі қозғалысы мен қатты дененің айналмалы қозғалысын салыстырайық:
ілгерлемелі қозғалыс |
айналмалы қозғалыс |
||
масса |
m |
инерция моменті |
J |
күш |
|
күш моменті |
|
импульс |
|
импульс моменті |
|
жұмыс |
|
жұмыс |
|
кинетикалық энергия |
|
кинетикалық энергия |
|
динамиканың негізгі заңы |
|
динамиканың негізгі теңдеуі |
|
|
|
||
импульстің сақталу заңы |
|
импульс моментінің сақталу заңы |
|
Қатты дененің деформациясы.
Қатты денелердің сыртқы күштің әсерінен пішіні мен өлшемін өзгертуін деформация деп атайды.
Серіппенің деформациясын қарастырғанда, оның бірлік ауданына келетін күштің көлденең қимаға қатынасын кернеу деп атайды.
Дененің бөлшектерінің бір-бірімен әсерлесуі нәтижесінде серіппенің барлық көлемі өзгеріске ұшырайды. Егер әсер ететін күш бетке нормаль бағытталған болса, кернеуді қалыпты немесе нормаль кернеу деп атайды.
Егер күш бетке жанама бағытталған болса, онда кернеу тангенсиал деп аталады.
Серіппенің деформациядан кейінгі ұзаруын , деформацияға дейінгі ұзындығына бөлсек, дененің салыстырмалы деформациясы шығады:
немесе
салыстырмалы деформация кернеуге тура
пропорционал:
.
Материалдың
серпімді қасиеттерін қарастырғанда:
деген шама қолданылады, бұл шама серпімді
модулі
немесе Юнг
модулі
деп аталады.
Юнг
модулін қолданып салыстырмалы деформацияны
мына түрде жазуға болады:
мұндағы - материалдың табиғатына байланысты пропорционалдық коэффициенті, ол Пуассон коэффициенті деп аталады.
Юнг модулінің өлшем бірлігі – (Па)
Енді теңдеуді теңестіре отырып, былай жазуға болады:
бұдан
- бұл Гук
заңы
болып табылады.
Бұдан серпімді деформация кезінде серппенің ұзаруы әсер етуші күшке тура пропорционал екендігі шығады, мұндағы k – пропорционалдық коэффициент немесе серпімділік коэффициенті деп аталады.
