
- •Лекции по физике
- •Механика. Молекулярная физика. Кинематика
- •Основные понятия и величины
- •2. Кинематика частицы. Перемещение, скорость, ускорение
- •1) Векторный способ описания движения.
- •2) Координатный способ описания движения.
- •3. Кинематика вращательного движения твердого тела
- •Динамика. Законы Ньютона и их следствия
- •1. Сила, масса, импульс
- •2. Первый закон Ньютона
- •3. Преобразования координат Галилея
- •4. Второй закон Ньютона
- •5. Третий закон Ньютона
- •6. Классический принцип относительности
- •Работа и энергия
- •1. Работа переменной силы
- •2. Кинетическая энергия частицы
- •3. Консервативные силы и потенциальная энергия
- •4. Потенциальная энергия центральных сил
- •5. Градиент потенциальной энергии
- •6. Механическая энергия частицы и закон ее изменения
- •Момент импульса
- •1. Момент импульса частицы
- •2. Закон изменения момента импульса. Момент силы
- •3. Момент импульса относительно оси
- •Законы изменения и сохранения полного импульса системы частиц
- •2. Центр масс. Уравнение движения центра масс
- •Реактивное движение. Уравнение Мещерского
- •Энергия системы частиц
- •Закон сохранения механической энергии
- •Момент импульса системы. Уравнение моментов
- •Закон сохранения момента импульса
- •Динамика твердого тела
- •1. Вращение тела относительно закрепленной оси
- •2. Момент инерции и его вычисление
- •3. Кинетическая энергия вращения
- •4. Плоское движение
- •Колебания
- •1. Гармонический осциллятор
- •2. Физический и математический маятники
- •3. Затухающие гармонические колебания
- •4. Сложение гармонических колебаний
- •5. Вынужденные колебания
- •6. Резонанс
- •1. Постулаты специальной теории относительности
- •2. Одновременность и синхронизация часов
- •3. Следствия постулатов Эйнштейна
- •4. Преобразования Лоренца
- •5. Энергия релятивистской частицы
- •Введение в термодинамику
- •Начнем рассматривать термодинамические системы, описываемые
- •Измерить температуру можно по изменению какого-либо другого параметра, меняющегося при изменении энергии тела, на чем основано действие разнообразных термометров.
- •3 Нулевое начало термодинамики
- •4 Уравнение состояния идеального газа
- •При обычных условиях, т.Е. При не очень больших давлениях
- •1 Термодинамическое определение энтропии
- •2 Второе начало термодинамики
- •3 Тепловые машины. Циклические процессы
- •4 Цикл Карно
- •Энтропия (статистический подход)
- •1 Энтропия при необратимых процессах в предыдущей главе было показано, что реальные процессы протекают
- •Направление необратимых процессов определяется ростом энтропии
- •При изменении термодинамических параметров это равновесие
- •Необратимые процессы в газах. Явления переноса
- •Многокомпонентные термодинамические системы и необратимые процессы в них
- •1 Фазы и химический потенциал
- •2 Диффузия в газах
- •Реальные среды
- •1 Межмолекулярное взаимодействие
- •3 Свойства реального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •4 Поверхностное натяжение
- •Электричество. Магнетизм. Волновые процессы и оптика. Электростатическое поле.
- •Проводник в электрическом поле
- •Электрическое поле в диэлектриках
- •Энергия электрического поля
- •Законы постоянного тока
- •Контактные явления в проводниках
- •Магнитное поле в вакууме
- •Проводник с током в магнитном поле
- •Магнитное поле в магнетиках
- •Явление электромагнитной индукции
- •Энергия магнитного поля
- •Электрические колебания
- •Электромагнитное поле. Теория Максвелла
- •Волновые процессы. Электромагнитные волны
- •Интерференция электромагнитных волн
- •Дифракция электромагнитных волн
6. Резонанс
Как видно из формулы, амплитуда вынужденных колебаний
Авн зависит от частоты внешней вынуждающей силы вн. График этой зависимости называется резонансной кривой или амплитудно-частотной характеристикой осциллятора.
То значение частоты внешней силы, при котором амплитуда колебаний становится максимальной, называется резонансной частотой рез, а резкое возрастание амплитуды при вн = рез -- резонансом.
Условием резонанса будет условие экстремума функции А(вн):
.
Резонансная частота осциллятора определяется выражением:
.
При этом резонансное значение амплитуды вынужденных колебаний
будет
Величина
,
характеризующая резонансный отклик
системы, называетсядобротностью
осциллятора.
Наоборот,
при достаточно большом сопротивлении
никакого резонанса наблюдаться не
будет.
Основы специальной теории относительности.
1. Постулаты специальной теории относительности
Эйнштейн сформулировал два постулата (принципа), которые и лежат
в основе специальной теории относительности (СТО).
Принцип относительности Эйнштейна: все законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета (т.е. инвариантны при переходе от одной ИСО к другой).
Или иначе: никакими опытами нельзя установить покоится ли ИСО
или движется неускоренно.
2) Принцип постоянства скорости света: скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета и не зависит
от скорости и направления движения источника света.
Из этих постулатов следует, что скорость света в вакууме является
предельной скоростью, и ни одно тело, ни одно взаимодействие не может
иметь
скорость большую, чем c=2,9979*м/с.
В отличие от этого утверждения механика Ньютона предполагает
дальнодействие, т.е. мгновенную передачу взаимодействия (с бесконечной скоростью).
2. Одновременность и синхронизация часов
Чтобы придти к таким фундаментальным выводам, Эйнштейну пришлось
детально
проанализировать и пересмотреть ряд
понятий, кажущихся очевидными в
ньютоновской механике. Ньютон (и Галилей)
исходили из абсолютности времени и
пространства. Иное дело -- СТО. Оказывается,
что два события, происходящие в
одной
точке x1
=
x2
или
одновременно
t1
=
t2
в одной ИСО, будут удалены
друг от друга
илинеодновременны
в
другой системе отсчета.
Иначе говоря, часы в разных системах идут по-разному и линейки
показывают разную длину !
3. Следствия постулатов Эйнштейна
а) Поперечные размеры тел при движении не меняются, т.е. y' = y, z' = z.
б) Время течет по-разному в движущихся относительно друг друга системах отсчета. Более того, для движущихся часов период оказывается большим, чем для неподвижных, или иначе: движущиеся часы всегда отстают ! Время, отсчитанное по собственным часам наблюдателя, т.е. по часам, которые относительно наблюдателя покоятся, называется собственным временем .
Но если какая-либо система движется относительно наблюдателя со скоростью v0, то для него все процессы, происходящие в движущейся системе,
замедляются
в
раз. Этот эффект называетсярелятивистским
замедлением времени.
Все движущиеся тела сокращаются в размерах в направлении
движения
в
раз. Это -- релятивистское илилоренцево
сокращение длины.