6

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Запорізький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ ДО

ПРАКТИЧНих ЗАНЯТь З ФІЗИКИ

Частина 1

Для студентів інженерно-технічних спеціальностей

денної форми навчання

2009

Методичні вказівки для самостійної підготовки до практичних занять з фізики. Частина 1. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання./ Укладач: В.К.Манько. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. – 122 с.

Укладач:

доцент кафедри фізики В.К.Манько

Рецензент:

доцент кафедри фізики ЗНТУ В.Г.Корніч

Експерт:

Зав. каф. програмних засобів

ЗНТУ доц. А.В Притула.

Затверджено

на засіданні кафедри

фізики Протокол № 5 від 23 лютого 2009 р.

Затверджено

Вченою радою електротехнічного факультету.

Протокол № 7 від 16 березня 2009 р.

ЗМІСТ

1. КІНЕМАТИКА. динаміка………………………………..……7

1.1 Кінематка…………………………………………………………..…7

1.1.1 Основні поняття і задача кінематики…………………………..7

1.1.2 Класифікація механічних рухів………………………………….7

1.1.3 Способи задавання руху точки у просторі………….………......8

1.1.4 Швидкість при криволінійному русі……………………………8

1.1.5 Прискорення при криволінійному русі. Дотична

та нормальна складові прискорення………….………………………9

1.1.6 Рух тіла по колу. Кутова швидкість та кутове

прискорення. Аналогія поступального та

обертального рухів…………………………………………..…..11

1.2 Динаміка…………………………………………………………….13

1.2.1 Закони Ньютона. Маса. Сила……………………………….….13

1.2.2 Другий закон Ньютона і дві задачі динаміки…………….…..14

1.3 Сили в механіці……………………………………………………..16

1.3.1 Сили пружності. Закон Гука …..…………………………….…16

1.3.2 Сили тертя. Сухе тертя. Сили тертя спокою,

ковзання, кочення……………………………………………....16

1.3.3 Сили в неінерціальних системах відліку. Сили інерції……..17

1.4 Приклади розв’язку задач………………………………………...18

1.5 Задачі для самостійного розв’язку……………………………....23

2 Закони збереження імпульсу та енергії…………..24

2.1 Імпульс. Закон збереження імпульсу……………………………24

2.2 Закон збереження механічної енергії…………………………….24

2.3 Застосування законів збереження імпульсу і енергії до

центрального удару куль………………………………………...……25

2.4 Приклади розв’язку задач………………………………………...28

5. Задачі для самостійного розв’язку ………………………….32

2. ДИНАМІКА ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ…………………………32

1. Обертальний рух твердих тіл. Абсолютно тверде тіло.

Момент сили. Пара сил……………………………………………….32

2. Основне рівняння динаміки обертального руху…………..33

3. Аналогія величин і рівнянь поступального і

обертального руху. Кінетична енергія обертання тіла………..35

3.4 Розрахунок моментів інерції деяких тіл. Теорема Штейнера...36

5. Приклади розв’язку задач………………………………………39

3.6 Задачі для самостійного розв’язку………………………………44

4. МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНА ТЕОРІЯ ГАЗІВ.

Газові закони. швидкості молекул.

Довжина вільного пробігу молекул…………………..44

1. Поняття ідеального газу та його закони……………………….44

2. Закон Дальтона. Рівняння стану для суміші газів…………….46

3. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії.

Середня квадратична швидкість молекул……………………..47

4. Середня енергія поступального руху молекул………………...48

5. Поняття про функцію розподілу. Функція розподілу

Максвелла…………………………………………………………..49

5. Швидкості молекул. Правило статистичного усереднення….50

6. Барометрична формула. Больцманівський розподіл

молекул у силовому полі………………………………………….53

5. Ефективний діаметр молекул. Частота зіткнень та

середня довжина вільного пробігу молекул………………………..53

4.9 Приклади розв’язку задач………………………………………...55

10. Задачі для самостійного розв’язку………………………….57

5. ЯВИЩА ПЕРЕНЕСЕННЯ В ГАЗАХ.

ТЕПЛОЄМНІСТЬ ТА РОБОТА ГАЗІВ…………………………….58

1. Внутрішнє тертя…………………………………………………..58

2. Теплопровідність газів…………………………………………...59

3. Дифузія……………………………………………………………...61

4. Зв’язок між коефіцієнтами перенесення ………………………62

5. Внутрішня енергія системи. Кількість теплоти.

Перше начало термодинаміки …………………………………...62

6. Степені вільності молекул. Розподіл енергії по степеням

вільності. Внутрішня енергія ідеального газу …………………63

1. Робота газу при ізопроцесах ……………………………………..65

2. Молекулярно-кінетична теорія теплоємності газів ………….66

3. Адіабатний процес ………………………………………………………..67

4. Приклади розв’язку задач ……………………………………….68

5. Задачі для самостійного розв’язку …………………………......72

5. Теплові машини. Ентропія. Реальні гази.

Фазові переходи. Явища в рідинах ……………………...72

1. Оборотні і необоротні процеси. Цикли ……………………..….72

2. Принцип дії теплової і холодильної машин та їх

коефіцієнт корисної дії (ККД). Холодильний коефіцієнт.

Друге начало термодинаміки …………………………………....73

3. Ідеальна теплова машина Карно та її ККД …………………...75

4. Поняття про ентропію. Властивості ентропії ………………....76

5. Зміна ентропії ідеального газу …………………………………..78

6. Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса.

Внутрішня енергія реального газу ……………………………...78

7. Рідини. Явища в рідинах ………………………………………..79

8. Фазові переходи. Діаграма стану речовини.

Рівняння Клапейрона-Клаузіуса ………………………………...82

6.9 Приклади розв’язку задач ……………………………………….84

6.10 Задачі для самостійного розв’язку …………………………….89

7 Електростатика ……………………………………………….89

1. Поняття про заряд. Закон Кулона ………………………………89

2. Силові характеристики поля. Принцип суперпозиції ………..90

3. Приклади розрахунку поля деяких заряджених тіл.

Теорема Остроградського–Гаусса ………………………………91

4. Потенціал, різниця потенціалів.Робота по

переміщенню заряду в електричному полі ……………………95

1. Електроємність …………………………………………………….96

2. Енергія та густина енергії електростатичного поля ………….98

3. Приклади розв’язку задач …………………………………….….99

4. Задачі для самостійного розв’язку …………………………….103

7. ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ ……………………………………….103

8.1 Магнітне поле. Індукція магнітного поля. Закон Ампера …………..103

2. Закон Біо-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиції

для магнітного поля ……………………………………………..104

2. Застосування закону Біо-Савара-Лапласа та принципу

суперпозиції для розрахунку магнітного поля на осі

колового струму …………………………….……………………105

2. Застосування закону Біо-Савара-Лапласа та принципу

суперпозиції для розрахунку магнітного поля

прямолінійного провідника зі струмом ……………………….107

2. Взаємодія паралельних прямолінійних провідників із

струмом ……………………………………………………………108

2. Магнітне поле соленоїда ………………………………………...108

2. Дія магнітного поля на рухомий заряд (сила Лоренца).

Рух заряду в магнітному полі …………………………………..110

2. Циркуляція вектора напруженості магнітного поля.

Закон повного струму. Магнітний потік ……………………...112

2. Механічна робота в магнітному полі ………………………….113

3. Явище електромагнітної індукції. Закони Фарадея і

Ленца. ………………. ………………………………………….114

2. Явище самоіндукції. Індуктивність. Індуктивність

соленоїда та тороїда …………………………………………...115

2. Енергія та густина енергії магнітного поля ……………..117

3. Приклади розв’язку задач …………………………………118

4. Задачі для самостійного розв’язку ……………………….122

Частина 2.