- •Общий курс физики Учебно-методическое пособие к решению задач и выполнению контрольных работ по физике для студентов заочного обучения
- •Введение
- •1. Общие методические указания
- •Самостоятельная работа по учебным пособиям
- •Решение задач
- •Выполнение контрольных работ
- •Астраханский инженерно – строительный институт
- •Заочное отделение контрольная работа №
- •Результаты проверки
- •Рабочая программа по физике физические основы классической механики
- •Молекулярная физика и термодинамика
- •Электричество и магнетизм
- •Геометрическая оптика (техническая оптика)
- •Колебания и волны
- •Квантовая механика
- •Порядок выполнения контрольных работ
- •Контрольные задания для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Прикладная геодезия»
- •Контрольная работа № 2 «Электростатика, постоянный ток, электромагнетизм»
- •Контрольная работа №3 «Техническая оптика»
- •Контрольная работа №4 «Волновая оптика, квантовая физика, физика атома и атомного ядра»
- •Контрольная работа № 2 «Электростатика, постоянный ток, электромагнетизм»
- •Контрольная работа №3 «Волновая оптика, квантовая физика, физика атома и атомного ядра»
- •Контрольная работа №1 (по выбору) «Геометрическая оптика. Основы оптики»
- •2. Физические основы классической механики
- •2.1. Основные формулы и понятия Кинематика материальной точки твердого тела
- •Основные виды прямолинейного движения:
- •Динамика материальной точки и твердого тела
- •Силы в природе:
- •1. Сила гравитации
- •2. Сила тяжести
- •3. Вес тела
- •4. Сила реакции опоры
- •5. Сила упругости
- •6. Сила трения
- •Динамика вращательного движения твердого тела
- •Релятивистская механика
- •Некоторые рекомендации при решении задач по кинематике
- •Некоторые рекомендации при решении задач по динамике
- •2.2. Примеры решения задач
- •2.3. Задачи для самостоятельного решения
- •3. Молекулярная физика и термодинамика
- •3.1. Основные формулы и понятия
- •2. Изобарный процесс.
- •3. Изохорический процесс.
- •3.2. Примеры решения задач
- •3.3. Задачи для самостоятельного решения
- •4. Электростатика. Постоянный электрический ток
- •4.1. Основные формулы и понятия
- •4.2. Примеры решения задач
- •Подставляя выражения (6) в (5), получим
- •4.3. Задачи для самостоятельного решения
- •5. Электромагнетизм. Колебания
- •5.1. Основные формулы и понятия
- •Напряженность магнитного поля в центре кругового тока (рис.5.3.)
- •Напряженность магнитного поля на оси кругового тока (рис.5.6.)
- •5.2. Примеры решения задач
- •5.3. Задачи для самостоятельного решения
- •6. Геометрическая оптика
- •6.1. Основные формулы и понятия
- •Обратимости светового луча;
- •Постулат Ферма, называемый принципом наименьшего времени:
- •6.2. Примеры решения задач
- •Решение:
- •6.3. Задачи для самостоятельного решения
- •7. Оптика
- •7.1. Основные формулы и понятия Волновая оптика
- •Элементы квантовой оптики
- •7.2. Примеры решения задач
- •7.3. Задачи для самостоятельного решения
- •8. Квантовая механика. Основы атомной и ядерной физики
- •8.1. Основные формулы и понятия Квантовая механика
- •Атомная физика
- •Физика твердого тела
- •8.2. Примеры решения задач
- •8.3. Задачи для самостоятельного решения
- •Приложения
- •Список использованной литературы
Основные виды прямолинейного движения:
Равномерное прямолинейное движение (рис. 2.2).
|
|
(2.5) |
|
(2.6) |
где
-
проекция скорости на ось OX.
При прямолинейном движении
.
|
(2.7) |
где x0 – координата материальной точки в начальный момент времени, S = x - x0 – путь, пройденный материальной точкой за время t.
Рис. 2.2.
Графическое
изображение прямолинейного движения:
а) – зависимость
скорости точки от времени; б) – зависимость
координаты точки от времени; в) –
зависимость пути, пройденного точкой
от времени
Равнопеременное прямолинейное движение (рис. 2.3)
|
|
(2.8) |
|
|
(2.9) |
где
-
проекция ускорения на ось OX,
– начальная скорость точки в проекции
на ось OX.
При прямолинейном движении
,
.
|
(2.10) |
0
t
Рис.
2.3.
Графическое
изображение изменения скорости со
временем при равноускоренном движении
сновные
виды криволинейного движения:
Равномерное движение по окружности (рис. 2.4).
Линейная скорость – |
|
(2.11) |
где
– длина дуги, по которой движется точка
(тело). Зная радиус окружности
можно определить
(где N
– число оборотов, которое сделала точка
(тело) за время t;
время одного оборота
– период
вращения).
В этом случае линейная скорость точки
записывается в следующем виде:
|
(2.12) |
Введя
понятие частоты
вращения (ν)
- как число оборотов в единицу времени
получаем, что
|
(2.13) |
При
движении по окружности происходит
изменение угла поворота
со временем относительно начала отсчета
(см. рис. 2.4). Последнее позволяет
ввести понятие угловой
скорости
,
как изменение угла поворота
за время
:
|
(2.14) |
Если
в начальный момент времени
начальный угол поворота
,
то
Как известно
(измеряется в радианах), а следовательно
|
(2.15) |
Центростремительное
(нормальное) ускорение
:
|
|
(2.16) |
||
2) Движение тела, брошенного под углом к горизонту |
( |
(Рис.2.5.) |
||
|
|
(2.17) |
где
– угол наклона к горизонту (см. рис.
2.5).
|
(2.18) |
где
– ускорение свободного падения,
|
(2.19) |
|
(2.20) |
Дальность полета l определяется выражением:
|
(2.21) |
Максимальная
высота подъема
:
|
(2.22) |
Скорость движения тела, брошенного под углом к горизонту, записывается следующим образом:
|
(2.23) |
Движение тела, брошенного горизонтально (рис. 2.6).
|
|
|
(2.24) |
где
h
– высота в
начальный момент времени,
=
0 (см. рис.2.6) ,
|
(2.25) |
|
(2.26) |
где – ускорение свободного падения,
(см. рис. 2.5), |
(2.27) |
|
(2.28) |
Дальность полета l определяется выражением:
|
(2.29) |
Максимальная высота подъема :
|
(2.30) |
Скорость движения тела, брошенного под углом к горизонту, записывается следующим образом:
|
(2.31) |
Движение тела, брошенного горизонтально (рис. 2.6).
|
|
|
(2.32) |
где h – высота в начальный момент времени, = 0 (см. рис. 2.6) ,
|
(2.33) |
Положение
произвольной материальной точки М
в неподвижной и подвижной системах
отсчета определяется радиусами вектора
и
,
причем
|
(2.34) |
В проекциях на оси координат это векторное равенство записывается в следующем виде, называемом преобразованием координат Галилея:
|
(2.35) |
В классической механике принимается, что ход времени не зависит от относительного движения систем отсчета. Поэтому систему (2.35) можно дополнить еще одним уравнением:
t = t. |
(2.36) |
Принцип относительности Галилея часто формулируется следующим образом: равномерное и прямолинейное движение системы как целого не влияет на ход протекающих в ней механических процессов.
Движение
точки М
относительно неподвижной системы
отсчета будем называть абсолютным
движением.
Движение точки М
относительно подвижной системы отсчета
будем называть относительным
движением.
Скорость точки М
относительно неподвижной инерциальной
системы координат называется абсолютной
скоростью
точки М.
Скорость точки М
относительно подвижной инерциальной
системы координат называется относительной
скоростью
точки М.
Скорость подвижной системы (то есть
жестко связанной с этой системой), через
которую в данный момент проходит
рассматриваемая нами материальная
точка М
называется переносной
скоростью
точки М.
Дифференцируя
уравнение (2.35) по времени, и учитывая,
что
,
найдем соотношение между скоростями
точки М относительно обеих систем:
|
(2.36) |
Таким образом, абсолютная скорость точки М равна сумме ее переносной и относительной скоростей. Уравнение (2.36) называется законом сложения скоростей в классической механике.
Табл. 2.1.Таблица аналогий
КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ |
КИНЕМАТИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ |
ФОРМУЛЫ СВЯЗИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
