Yavorski_Pinski_I

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

11

Часть первая. ДВИЖЕНИЕ И СИЛЫ

Глава 1. Скорость

15

§ 1.1. Механическое движение

15

§ 1.2. Система отсчета. Траектория

16

§ 1.3. Прямолинейное движение. Закон движения

19

§ 1.4. Равномерное движение

20

§ 1.5. Переменное движение

22

§ 1.6. Средняя скорость

23

§ 1.7. Мгновенная скорость переменного движения

26

Глава 2. Инерция

27

§ 2.1. Принцип инерции

27

§ 2.2. Инерциальные системы отсчета

30

§ 2.3. Принцип относительности

32

§ 2.4. Преобразования Галилея

33

§ 2.5. Классический закон сложения скоростей

35

Глава 3. Скаляры и векторы. Вектор скорости

36

§ 3.1. Скалярные величины

36

§ 3.2. Векторные величины

37

§ 3.3. Некоторые операции над векторами

39

§ 3.4. Разложение вектора на два слагаемых

42

§ 3.5. Скорость — вектор

43

§ 3.6. Сложение скоростей

45

Глава 4. Ускорение

46

§ 4.1. Среднее и мгновенное ускорение

46

§ 4.2. Прямолинейное переменное движение

47

§ 4.3. Прямолинейное равнопеременное движение

48

§ 4.4. График скорости при равнопеременном движении

48

§ 4.5. Графическое вычисление пройденного пути

49

§ 4.6. Пройденный путь и средняя скорость при равнопеременном

50

движении

§ 4.7. Равномерное движение материальной точки по окружности

52

§ 4.8. Ускорение при равномерном движении материальной точки по

53

окружности

Глава 5. Сила

54

§ 5.1. Сила — мера взаимодействия тел

54

§ 5.2. Упругие и пластические деформации

56

§ 5.3. Сила — вектор

58

§ 5.4. Сложение и разложение сил, приложенных к материальной точке

60

Глава 6. Вес и масса

62

§ 6.1. Вес

62

§ 6.2. Свободное падение

64

§ 6.3. Масса тела

66

§ 6.4. Плотность вещества

67

Глава 7. Основной закон динамики

68

§ 7.1. Сила и ускорение

68

§ 7.2. Применения основного закона динамики

72

§ 7.3. Невесомость

75

§ 7.4. Система единиц

77

§ 7.5. Международная система единиц

78

§ 7.6. Системы единиц СГС и МКТСС

79

Глава 8. Закон движения материальной точки и начальные условия

80

§ 8.1. Основная задача динамики

80

§ 8.2. Движение материальной точки под действием силы тяжести

81

§ 8.3. Численное решение основной задачи динамики

84

§ 8.4. Движение тела под действием упругой силы

85

§ 8.5. Величины, определяющие закон движения материальной точки

88

Глава 9. Тяготение

90

§ 9.1. Открытие закона тяготения

90

§ 9.9. Закон тяготения Ньютона

93

§ 9.3. Опыт Кавендиша

94

§ 9.4. Определение расстояний от Солнца до планет

95

§ 9.5. Поле тяготения

96

§ 9.6. Напряженность поля тяготения

96

§ 9.7. Поле тяготения Земли

97

§ 9.8. Влияние вращения Земли на ускорение свободного падения

99

Глава 10. Электрические силы

101

§ 10.1. Электрический заряд

101

§ 10.2. Закон Кулона

102

§ 10.3. Единицы заряда и системы единиц

105

§ 10.4. Диполь

106

§ 10.5. Электрическое поле. Напряженность

108

§ 10.6. Поле точечного заряда и диполя

109

Глава 11. Трение

112

§ 11.1. Внешнее и внутреннее трение

112

§ 11.2. Трение покоя

113

§ 11.3. Угол трения

116

§ 11.4. Трение скольжения

116

§ 11.5. Трение качения

118

§ 11.6. Движение тел под действием силы трения

119

§ 11.7. Внутреннее трение

120

§ 11.8. Движение тела в жидкости

122

§ 11.9. Падение тела в жидкости или газе

126

Глава 12. Теория относительности

128

§ 12.1. Скорость света и закон сложения скоростей

128

§ 12.2. Основные постулаты специальной теории относительности

131

§ 12.3. Одновременность событий

131

§ 12.4. Одновременность и длина

134

§ 12.5. Релятивистский закон сложения скоростей

134

§ 12.6. Предельный характер скорости света

136

§ 12.7. Преобразования Лоренца

137

§ 12.8. Длина отрезка

138

§ 12.9. Промежуток времени между двумя событиями

139

§ 12.10. Промежуток времени между причиной и следствием

141

§ 12.11. Соотношение между релятивистской и ньютоновской механикой

142

Глава 13. Масса, импульс и сила в теории относительности

145

§ 13.1. Релятивистская масса

145

§ 13.2. Основной закон динамики в теории относительности

146

§ 13.3. Соотношение между ньютоновской и релятивистской динамикой

147

Глава 14. Закон движения и соотношение неопределенностей

150

§ 14.1. Начальные условия и измерительная аппаратура

150

§ 14.2. Соотношение неопределенностей

154

§ 14.3. Соотношение неопределенностей и классическая механика

156

Часть вторая. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ

Глава 15. Закон сохранения импульса

160

§ 15.1. Замкнутая система тел

160

§ 15.2. Закон сохранения импульса

162

§ 15.3. Явление отдачи

163

§ 15.4. Измерение масс

165

§ 15.5. Реактивное движение

165

§ 15.6. Расчет запаса топлива

166

§ 15.7. Центр инерции

168

§ 15.8. Движение центра инерции

168

Глава 16. Полная и кинетическая энергия

171

§ 16.1. Полная энергия тела

171

§ 16.2. Кинетическая энергия

172

§ 16.3. Энергия и импульс

174

§ 16.4. Кинетическая энергия и работа

175

§ 16.5. Мощность

178

§ 16.6. Единицы измерения энергии, работы и мощности

178

Глава 17. Элементарная теория столкновений

180

§ 17.1. Что такое столкновение?

180

§ 17.2. Абсолютно неупругий удар

181

§ 17.3. Упругий удар

183

§ 17.4. Замедление нейтронов

185

§ 17.5. Давление потока частиц на стенку

186

Глава 18. Консервативные силы и потенциальная энергия

188

§ 18.1. Работа переменной силы

188

§ 18.2. Работа упругой силы

191

§ 18.3. Работа кулоновской силы

192

§ 18.4. Работа гравитационной силы

195

§ 18.5. Консервативные силы

196

§ 18.6. Потенциальная энергия упругих, кулоновских и гравитационных

197

взаимодействий

§ 18.7. Потенциал электростатического поля

199

§ 18.8. Потенциал поля точечного заряда

201

§ 18.9. Энергия электрического поля

202

Глава 19. Закон сохранения энергии в ньютоновской механике

202

§ 19.1. Механическая энергия и ее сохранение

202

§ 19.2. Механическая энергия и трение

203

§ 19.3. Космические скорости

204

§ 19.4. «Чертова петля»

205

§ 19.5. Потенциальные кривые

207

§ 19.6. Потенциальная энергия и равновесие

210

Глава 20. Внутренняя энергия

211

§ 20.1. Внутренняя энергия системы частиц

211

§ 20.2. Изменение внутренней энергии при деформации тела

213

§ 20.3. Изменение внутренней энергии тела при тепловых процессах

214

§ 20.4. Изменение внутренней энергии при химических реакциях

216

§ 20.5. Изменение внутренней энергии при ядерных реакциях

217

Глава 21. Закон сохранения энергии

218

§ 21.1. Работа как мера изменения полной и внутренней энергии

218

§ 21.2. Теплообмен

219

§ 21.3. Количество теплоты

221

§ 21.4. Первое начало термодинамики

222

§ 21.5. Адиабатически изолированная система

223

§ 21.6. Закон сохранения энергии

224

§ 21.7. Закон сохранения массы

225

Глава 22. Закон сохранения момента импульса

227

§ 22.1. Особенности вращательного движения

227

§ 22.2. Кинетическая энергия и момент инерции

228

§ 22.3. Зависимость момента инерции от положения оси вращения

230

§ 22.4. Момент силы

232

§ 22.5. Условие равновесия тела, имеющего ось вращения

233

§ 22.6. Момент импульса и основное уравнение динамики

234

§ 22.7. Закон сохранения момента импульса

236

§ 22.8. Аналогия между величинами и соотношениями между ними при

238

поступательном и вращательном движениях

Глава 23. Симметрия в природе и законы сохранения

239

§ 23.1. Законы сохранения как основные законы природы

239

§ 23.2. Законы сохранения как принципы запрета

241

§ 23.3. Законы сохранения и симметрия пространства—времени

242

§ 23.4. Однородность пространства и сохранение импульса

243

§ 23.5. Изотропность пространства и сохранение момента импульса

244

§ 23.6. Однородность времени и сохранение энергии

245

Глава 24. Неинерциальные системы отсчета и тяготение

246

§ 24.1. Явления в ускоренно движущейся системе отсчета

246

§ 24.2. Силы инерции и принцип Даламбера

249

§ 24.3. Особенности сил инерции

251

§ 24.4. Пространство и время в неинерциальных системах отсчета

252

§ 24.5. Принцип эквивалентности

256

§ 24.6. Понятие о теории тяготения Эйнштейна

258

Часть третья. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗА

Глава 25. Молекулярное движение

263

§ 25.1. Как измерили скорость движения молекул

263

§ 25.2. Распределение молекул по скоростям

265

§ 25.3. Длина свободного пробега молекулы

268

§ 25.4. Диффузия

271

§ 25.5. Закон диффузии

272

§ 25.6. Разделение газовых смесей

274

Глава 26. Идеальный газ

276

§ 26.1. Давление газа

276

§ 26.2. Единицы давления

279

§ 26.3. Идеальный газ

280

§ 26.4. Температура

283

§ 26.5. Абсолютная температура и уравнение состояния идеального газа

284

§ 26.6. Газовый термометр

285

§ 26.7. Градус. Абсолютная шкала и шкала Цельсия

287

§ 26.8. Абсолютный нуль

288

§ 26.9. Число Авогадро и постоянная Больцмана

290

§ 26.10. Распределение молекул в силовом поле

292

§ 26.11. Барометрическое распределение

293

Глава 27. Идеальный газ и первое начало термодинамики

296

§ 27.1. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

296

§ 27.2. Работа при расширении идеального газа

297

§ 27.3. Первое начало термодинамики и теплоемкость газа

299

§ 27.4. Изохорный процесс

300

§ 27.5. Изобарный процесс

302

§ 27.6. Изотермический процесс

303

§ 27.7. Адиабатный процесс

304

§ 27.8. Теплоемкость двухатомного газа

307

§ 27.9. Понятие о квантовой теории теплоемкости газов

311

Глава 28. Второе начало термодинамики

315

§ 28.1. Квазистатические процессы

315

§ 28.2. Обратимые процессы

317

§ 28.3. Необратимость реальных тепловых процессов

318

§ 28.4. Необратимость и статистика

320

§ 28.5. Диффузия и термодинамическая вероятность

324

§ 28.6. Термодинамическая вероятность и другие тепловые процессы

325

§ 28.7. Термодинамическая вероятность и энтропия

327

§ 28.8. Энтропия и теплообмен

328

§ 28.9. Второе начало термодинамики

331

§ 28.10. Статистический смысл второго начала термодинамики.

333

Флуктуации

§ 28.11. Броуновское движение и флуктуации

333

Глава 29. Тепловые машины

336

§ 29.1. Тепловые машины и развитие техники

336

§ 29.2. Тепловой двигатель

337

§ 29.3. Схематическое устройство и энергетический баланс теплового

338

двигателя

§ 29.4. Тепловой двигатель и второе начало термодинамики

340

§ 29.5. Цикл Карно

341

§ 29.6. К. п. д. реального двигателя

343

§ 29.7. Обратный цикл Карно

344

§ 29.8. Холодильная установка и тепловой насос

346

Глава 30. Основы газовой динамики

348

§ 30.1. Термодинамические параметры движущегося газа

348

§ 30.2. Уравнение неразрывности

349

§ 30.3. Уравнение импульсов

350

§ 30.4. Уравнение Бернулли

350

§ 30.5. Скорость распространения упругих возмущений

352

§ 30.6. Учет сжимаемости газа. Число Маха

355

§ 30.7. Конус Маха

356

§ 30.8. Ударная головная волна

358

§ 30.9. Явления на прямом скачке уплотнения

359

§ 30.10. Волновое сопротивление

361

§ 30.31. Сопло

363

§ 30.12. Аналогия между соплом и тепловой машиной

365

§ 30.13. Сопло Лаваля

366

§ 30.14. Реактивный двигатель

368

§ 30.15. Крыло самолета

369

§ 30.16. Измерение давления и скорости в потоке жидкости

371

§ 30.17. Учет вязкости. Сопротивление трубопроводов

372

Часть четвертая. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИЛЫ И АГРЕГАТНЫЕ

СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Глава 31. Молекулярные силы

375

§ 31.1. Плотность и сжимаемость вещества

375

§ 31.2. Молекулярные силы

377

§ 31.3. Электрическое происхождение молекулярных сил

378

§ 31.4. График молекулярных сил

381

§ 31.5. Потенциальная кривая молекулярного взаимодействия

383

§ 31.6. Тепловое расширение твердых тел и жидкостей

384

Глава 32. Дальний порядок

386

§ 32.1. Монокристалл

386

§ 32.2. Поликристалл

389

§ 32.3. Пространственная решетка. Дальний порядок

390

§ 32.4. Дефекты упаковки и блочная структура кристалла

391

§ 32.5. Движение дефектов и диффузия

394

§ 32.6. Движение дислокаций и деформация кристалла

395

Глава 33. Плотная упаковка частиц

397

§ 33.1. Типы кристаллических связей

397

§ 33.2. Плотнейшая упаковка одинаковых шаров

400

§ 33.3. Плотнейшие упаковки шаров с разными радиусами

402

§ 33.4. Решетки, которые нельзя представить как упаковку шаров

403

§ 33.5. Структура льда

406

§ 33.6. Полимеры

406

Глава 34. Ближний порядок

409

§ 34.1. Особенности жидкого состояния

409

§ 34.2. Структура жидкости и ее свойства

410

§ 34.3. Среднее время оседлой жизни

412

§ 34.4. Диффузия в жидкостях

415

§ 34.5. Вязкость жидкостей

416

§ 34.6. Аморфные тела

418

§ 34.7. Энергия поверхностного слоя и поверхностное натяжение

419

жидкости

§ 34.8. Давление под искривленной поверхностью жидкости

420

§ 34.9. Капиллярные явления

422

§ 34.10. Адсорбция. Эффект Ребиндера

423

Глава 35. Пары

426

§ 35.1. Испарение

426

§ 35.2. Насыщенный пар

428

§ 35.3. Давление насыщенного пара

429

§ 35.4. Изотерма пара

432

§ 35.5. Критическое состояние вещества

433

§ 35.6. Влажность воздуха

436

Глава 36. Фазовые переходы

438

§ 36.1. Изменение агрегатного состояния

438

§ 36.2. Диаграмма перехода жидкость — газ

439

§ 36.3. Диаграмма перехода кристалл — газ

440

§ 36.4. Диаграмма перехода кристалл — жидкость

441

§ 36.5. Диаграмма перехода кристалл — кристалл

442

§ 36.6. Тройная точка

444

§ 36.7. Изменение внутренней энергии при фазовых переходах первого

445

рода

§ 36.8. Мета стабильные состояния

447

§ 36.9. Конденсация. Пересыщенный пар

449

§ 36.10. Кипение. Перегретая жидкость

451

§ 36.11. Сжижение газов

453