- •Введение
- •Физические основы механики
- •1. Кинематика поступательного и вращательного движения
- •1.1. Система отсчета. Путь. Вектор перемещения
- •1.2. Скорость. Ускорение при криволинейном движении
- •1.3. Нормальное, тангенциальное и полное ускорения
- •1.4. Движение точки по окружности. Угловая скорость. Угловое ускорение
- •2. Динамика поступательного движения
- •2.1. Законы Ньютона
- •2.2. Силы в механике
- •2.2.1. Сила тяжести
- •2.2.2. Упругие силы
- •2.2.3. Сила трения
- •2.3. Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса
- •3. Работа и энергия
- •3.2. Кинетическая энергия механической системы и её связь с работой
- •3.3. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку
- •3.4. Потенциальная энергия системы взаимодействия. Связь кинетической энергии системы с работой внутренних и внешних сил
- •3.5. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения и превращения энергии как проявление неуничтожимости материи и ее движения
- •3.6. Удар абсолютно упругих и неупругих тел
- •4. Динамика вращательного движения
- •4.1. Момент силы и момент импульса
- •4.2. Уравнение моментов
- •4.3. Движение центра тяжести твердого тела
- •4.4. Момент инерции тела относительно оси вращения
- •4.5. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса
- •4.6. Кинетическая энергия твердого тела. Работа внешних сил при вращении твердого тела
- •4.7. Кинетическая энергия при плоском движении твердого тела
- •5. Элементы специальной теории относительности
- •5.1. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности
- •5.2. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца
- •5.3. Следствия из преобразований Лоренца
- •5.3.1. Одновременность событий в разных системах отсчета
- •5.3.2. Длина тел в разных системах отсчета
- •5.3.3. Длительность событий в разных системах отсчета
- •5.4. Пространственно-временной интервал
- •5.5. Релятивистская кинематика. Релятивистский закон сложения скоростей
- •5.6. Релятивистская динамика
- •6. Механические колебания и волны
- •6.1. Понятия о колебательных процессах. Гармонические колебания. Амплитуда. Частота. Фаза колебаний
- •6.2. Свободные гармонические колебания
- •6.2.1. Математический маятник
- •6.2.2. Пружинный маятник
- •6.2.3. Физический маятник
- •6.2.4. Скорость и ускорение точки, колеблющейся по гармоническому закону
- •6.2.5. Энергия гармонических колебаний
- •6.3. Сложение колебаний
- •6.3.1. Сложение колебаний одного направления и одинаковой частоты
- •6.3.2. Сложение двух гармонических колебаний одного направления, но разного периода
- •6.3.3. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
- •6.4. Затухающие колебания
- •6.5. Вынужденные колебания. Резонанс
- •6.6. Волновые процессы
- •6.6.1. Плоская синусоидальная волна. Фазовая скорость. Длина волны. Групповая скорость
- •6.6.2. Скорость распространения волн в упругой среде
- •6.6.3. Поток энергии в волновых процессах
- •6.6.4. Принцип Гюйгенса-Френеля. Интерференция волн
- •6.6.5. Отражение волн. Стоячие волны
- •7. Молекулярно-кинетическая теория
- •7.1. Статистический метод исследования. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесное состояние и процессы их изображения на термодинамических диаграммах
- •7.2. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов
- •7.3. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Связь основного уравнения мкт с уравнением Менделеева-Клайперона
- •7.4. Средняя скорость молекул. Поток молекул
- •7.5. Распределение молекул по скоростям. Закон Максвелла
- •7.6. Барометрическая формула.
- •7.7. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Закон Максвелла-Больцмана
- •7.8. Экспериментальный метод определения числа Авогадро
- •7.9. Эффективный диаметр молекулы. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекулы
- •7.10. Явления переноса в газах
- •7.10.1. Вязкость газов (внутреннее трение)
- •7.10.2. Закон Стокса
- •7.10.3. Теплопроводность газов
- •7.10.4. Диффузия газов
- •8. Термодинамика
- •8.1. Внутренняя энергия системы. Работа. Количество теплоты. Первое начало термодинамики
- •8.2. Степени свободы молекул. Распределение энергии по степеням свободы
- •8.3. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости газа
- •8.4.1. Изохорный процесс
- •8.4.2. Изотермический процесс
- •8.4.3. Изобарный процесс
- •8.5. Адиабатический процесс
- •8.7. Цикл Карно
- •8.8. Принцип действия тепловой и холодильной машин
- •8.9. Второе начало термодинамики
- •8.10. Приведенное количество тепла. Неравенство Клаузиуса
- •8.12. Статистический смысл второго начала термодинамики. Связь энтропии с термодинамической вероятностью
- •9. Агрегатные состояния и фазовый переход
- •9.1. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •9.2. Экспериментальные изотермы. Критические состояния
- •9.3. Внутренняя энергия реального газа. Эффект
- •Библиографический список
- •Оглавление
Библиографический список
1. Детлав. А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 2001. 718с.
2. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 2003. 541с.
3. Савельев И.В.Курс общей физики: Учебное пособие для вузов. М.: ООО Издательство Астрель, 2004. т.1. 336с. т.3 208с.
Оглавление
Введение ………………………………………………………………….. |
3 |
Физические основы механики ………………………………………... |
5 |
1. Кинематика поступательного и вращательного движения …….…… |
5 |
1.1. Система отсчета. Путь. Вектор перемещения ……………….…… |
5 |
1.2. Скорость. Ускорение при криволинейном движении …...………. |
6 |
1.3. Нормальное, тангенциальное и полное ускорения …………....…. |
8 |
1.4. Движение точки по окружности. Угловая скорость. Угловое ускорение …………………………………………………. |
10 |
2. Динамика поступательного движения ………………………….……. |
14 |
2.1. Законы Ньютона ……………………………….…………….…….. |
14 |
2.2. Силы в механике ……………...……………………………………. |
19 |
2.2.1. Сила тяжести ………………………………………………….… |
19 |
2.2.2. Упругие силы ……………………………………………...…….. |
20 |
2.2.3. Сила трения …………………………….………………………... |
23 |
2.3. Внешние и внутренние силы. Закон сохранения импульса ……... |
25 |
3. Работа и энергия …………………………………………………….… |
28 |
3.1. Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл ….. |
28 |
3.2. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой .……………………………………..………… |
30 |
3.3. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку …………………………….. |
33 |
3.4. Потенциальная энергия системы взаимодействия. Связь кинетической энергии системы с работой внутренних и внешних сил ……………………………….…….….. |
37 |
3.5. Закон сохранения механической энергии. Закон сохранения и превращения энергии как проявление неуничтожимости материи и ее движения ……..………….…..…. |
39 |
3.6. Удар абсолютно упругих и неупругих тел ……………………..… |
41 |
4. Динамика вращательного движения …………………………….….... |
45 |
4.1. Момент силы и момент импульса ……………………………….... |
45 |
4.2. Уравнение моментов ………………………………………………. |
46 |
4.3. Движение центра тяжести твердого тела ………………………..... |
47 |
4.4. Момент инерции тела относительно оси вращения ……………... |
50 |
4.5. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Закон сохранения момент импульса………………………………. |
52 |
4.6. Кинетическая энергия твердого тела. Работа внешних сил при вращении твердого тела……………….. |
55 |
4.7. Кинетическая энергия при плоском движения твердого тела …... |
57 |
5. Элементы специальной теории относительности …………………... |
59 |
5.1. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности …………………………………………………… |
59 |
5.2. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца …………………….……….…………… |
63 |
5.3. Следствия из преобразований Лоренца ……………………...…… |
67 |
5.3.1. Одновременность событий в разных системах отсчета …..…. |
67 |
5.3.2. Длина тел в разных системах отсчета ……………………….... |
68 |
5.3.3. Длительность событий в разных системах отсчета ………….. |
69 |
5.4. Пространственно-временной интервал …………………………... |
71 |
5.5. Релятивистская кинематика. Релятивистский закон сложения скоростей ……………………………………………….. |
73 |
5.6. Релятивистская динамика ……………………………………..…... |
76 |
6. Механические колебания ……………………………………………... |
80 |
6.1. Понятия о колебательных процессах. Гармонические колебания. Амплитуда. Частота. Фаза колебаний ……………………………………….……...……… |
80 |
6.2. Свободные гармонические колебания ………………………….... |
82 |
6.2.1. Математический маятник ……………………………..……….. |
82 |
6.2.2. Пружинный маятник ……………………………………..…….. |
84 |
6.2.3. Физический маятник ……………………………………..…….. |
85 |
6.2.4. Скорость и ускорение точки, колеблющейся по гармоническому закону ………………………………………… |
87 |
6.2.5. Энергия гармонических колебаний ………………..………….. |
89 |
6.3. Сложение колебаний ……………………………………………..... |
93 |
6.3.1. Сложение колебаний одного направления и одинаковой частоты …………………………………………….. |
93 |
6.3.2. Сложение двух гармонических колебаний одного направления, но разного периода ……………………………... |
96 |
6.3.3. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний …………... |
98 |
6.4. Затухающие колебания ……………………………………………. |
103 |
6.5. Вынужденные колебания. Резонанс ……………………………… |
106 |
6.6. Волновые процессы ………………………………….…………….. |
110 |
6.6.1. Плоская синусоидальная волна. Фазовая скорость. Длина волны. Групповая скорость ……………………..………. |
110 |
6.6.2. Скорость распространения волн в упругой среде ………….…. |
115 |
6.6.3. Поток энергии в волновых процессах …………………….…… |
116 |
6.6.4. Принцип Гюйгенса. Интерференция волн ……………….……. |
117 |
6.6.5. Отражение волн. Стоячие волны …………………….………… |
120
|
Основы молекулярной физики и термодинамики …………………. |
123 |
7. Молекулярно-кинетическая теория ………………………………….. |
123 |
7.1. Статистический метод исследования. Термодинамический метод исследования. Термодинамические параметры. Равновесное состояние и процессы их изображения на термодинамических диаграммах …………………………….… |
123 |
7.2. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов .... |
125 |
7.3. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно- кинетическое толкование абсолютной температуры. Связь основного уравнения МКТ с уравнением Менделеева-Клайперона ………………………………………..…. |
127 |
7.4. Средняя скорость молекул. Поток молекул ……………………… |
130 |
7.5. Распределение молекул по скоростям. Закон Максвелла ……….. |
131 |
7.6. Барометрическая формула ………………………………….…… |
138 |
7.7. Больцмановское распределение частиц в потенциальном поле. Закон Максвелла-Больцмана……………………………………… |
140 |
7.8. Экспериментальный метод определения числа Авогадро ………. |
142 |
7.9. Эффективный диаметр молекулы. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекулы ………………….… |
144 |
7.10. Явления переноса в газах ………………………………………… |
146 |
7.10.1. Вязкость газов (внутреннее трение) …………………………. |
147 |
7.10.2. Закон Стокса …………………………………………………… |
150 |
7.10.3. Теплопроводность газов ……………………………………… |
151 |
7.10.4. Диффузия газов ………………………………………………... |
154 |
8. Термодинамика ………………………………………………………... |
157 |
8.1. Внутренняя энергия системы. Работа. Количество теплоты. Первое начало термодинамики …………………………………….. |
157 |
8.2. Степени свободы молекул. Распределение энергии по степеням свободы …………………………….……………….… |
160 |
8.3. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости газа …………. |
163 |
8.4. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам в газах ……………………………………………… |
167 |
8.4.1. Изохорный процесс …………………………………………….. |
167 |
8.4.2. Изотермический процесс ………………………………………. |
168 |
8.4.3. Изобарный процесс …………………………………………….. |
169 |
8.5. Адиабатический процесс ………………………………………….. |
170 |
8.6. Круговые, необратимые и обратимые процессы…………………. |
172 |
8.7. Цикл Карно …………………………………………………………. |
174 |
8.8. Принцип действия тепловой и холодильной машин ………….…. |
176 |
8.9. Второе начало термодинамики ……………………………………. |
178
|
8.10. Приведенное количество тепла. Неравенство Клаузиуса …………………………………………... |
179 |
8.11. Энтропия. Свойства энтропии. Закон возрастания энтропии в замкнутых системах …………………………………. |
181 |
8.12. Статистический смысл второго начала термодинамики. Связь энтропии с термодинамической вероятностью ….………. |
184 |
9. Агрегатные состояния и фазовый переход …………………………... |
187 |
9.1. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса …………………….. |
187 |
9.2. Экспериментальные изотермы. Критические состояния …….….. |
191 |
9.3. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона ………………………………………….. |
196 |
Библиографический список …………………………….……………….. |
198 |