Федеральное агентство железнодорожного транспорта.

Уральский государственный университет путей сообщения.

Кафедра физики

Курс лекций по физике.

Механика Основы молекулярной физики и термодинамики

Учебно-методическое пособие для студентов очной и заочной формы обучения

Екатеринбург

2011 г.

УДК 531/534

П 27

Курс лекций.

Зольников П.П. Механика, основы молекулярной физики и термодинамики: учебно-методическое пособие. – Екатеринбург: УрГУПС………….

Курс лекций по разделам механики, молекулярной физики и термодинамики предназначен для студентов УрГУПС специальностей в учебном плане которых в первом семестре предусмотрено 36 лекционных часов.

В курсе лекций, кроме основного базового материала изложен материал для самостоятельного изучения, приведены вопросы и задания для самопроверки знаний.

Курс лекций одобрен и утвержден на заседании кафедры физики, протокол №……..

Автор: П.П. Зольников, Доцент кафедры физики, кандидат физико-математических наук УрГУПС.

Рецензенты:

Оглавление

Глава 1. Кинематика материальной точки

1.1 Понятия и определения…………………………………………………………5

1.1.1. Система отсчета…………………………………………………………...5

1.1.2. Траектория, путь, перемещение………………………………………….6

1.1.3. Скорость…………………………………………………………………...7

1.1.4. Ускорение………………………………………………………………….8

1.2. Виды движения………………………………………………………………....11

1.2.1. Равномерное, прямолинейное....………………………………………..11

1.2.2 Равнопеременное прямолинейное ………………………………………11

1.2.3 Равнопеременное…………………………………………………………13

1.2.4 Равномерное, вращательное……………………………………………..14

1.2.5Колебательное движение………………………………………………...16

Глава 2. Динамика материальной точки

2.1 Понятие силы. Равнодействующая сила…………………………………....23

2.2 Силы гравитационного взаимодействия……………………………………23

2.3 Силы трения…………………………………………………………………..25

2.4 Сила вязкого трения и сопротивления среды. ……………………………..27

2.5 Сила упругости. Закон Гука…………………………………………………28

2.5.1 Упругая деформация пружины………………………………………..28

2.5.2 Упругая деформация стержня…………………………………………29

2.6 Законы Ньютона……………………………………………………………...31

2.6.1 Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета…………..31

2.6.2 Второй закон Ньютона, масса и импульс тела…………………….....32

2.6.3 Третий закон Ньютона…………………………………………………33

2.7 Принцип относительности Галилея. Неинерциальные системы

отсчета………………………………………………………………………...34

2.8 Задачи динамики материальной точки…………………………………..….36

2.9 Примеры решения типовых задач……………………………………….….37

Глава 3. Динамика твердого тела

3.1. Поступательное движение…………………………………………………......40

3.2. Вращательное движение…………………………………………………….....41

3.3. Колебательное движение……………………………………………………....44

3.3.1 Затухающие колебания………………………………………………......45

3.3.2. Вынужденные колебания и резонанс………………………………......47

3.3.3 Колебания математического маятника……………………………….....48

Глава 4. Работа и энергия

4.1. Работа. Мощность………………………………………………………………51

4.2. Кинетическая энергия……………………………………………………….....52

4.3. Потенциальная энергия…………………………………………………….......53

4.4. Связь потенциальной энергии с силой……………………………………..…54

4.5. Потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли....………....55

4.6. Работа силы тяжести…………………………………………………………...56

4.7. Потенциальная энергия пружины…………………………………………..…57

4.8 Потенциальный барьер и яма………………………………………………..…57

4.9. Работа и энергия при вращательном движении…………………………...….58

4.10 Кинетическая энергия вращательного движения…………………………....58

4.11 Энергия колебательного движения тела………………………………..........60

4.12 Добротность………………………………………………………………..….61