МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ПОЛТАВСЬКИЙ національний ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА
Кафедра фізики в.В.Соловйов, л.П.Давиденко Конспект лекцій із фізики
для студентів інженерних
спеціальностей денної,
заочної та дистанційної
форм навчання
Fтяж.
Полтава 2004
Конспект лекцій із фізики: Для студентів інженерних спеціальностей денної, заочної та дистанційної форм навчання. Полтава: ПолтНТУ, 2005. ___ ______ с.
Укладачі: В.В.Соловйов, Л.П.Давиденко
Конспект лекцій із фізики містить означення основних фізичних понять і величин, фізичні закони та короткий аналіз найбільш важливих фізичних явищ.
Конспект лекцій з фізики адресований насамперед студентам дистанційної та заочної форми навчання, але може використовуватись і студентами стаціонару для систематизації й узагальнення знань, а також при підготовці до практичних і лабораторних занять.
Відповідальний за випуск: завідувач кафедри фізики В.В.Соловйов.
Рецензенти: О.П.Руденко, доктор фіз-мат. наук, професор,
В.Є.Ходурський, кандидат техн. наук, доцент
Затверджено вченою радою університету
Протокол №___ від _________
Редактор Н.В.Жигилій
Коректор Н.О.Янкевич
Лекція І
Тема: елементи кінематики
ПЛАН
Кінематичний опис руху.
Прямолінійний рух. Криволінійний рух.
Рух точки по колу.
1. Фізика це наука про найбільш загальні закони, властивості та форми руху матерії (наука про реальний світ, який оточує нас).
Механічний рух це зміна положення тіла з часом у просторі відносно інших тіл.
Матеріальна точка це тіло, розмірами якого можна знехтувати у даній задачі.
Система відліку включає систему координат, тіло відліку, годинник для відліку часу.
Кінематика це розділ механіки, у якому вивчається рух тіла без вивчення причин, які його викликали.
Для повного опису руху тіла необхідно задати кінематичне рівняння руху в такому вигляді:
(1)
- основне рівняння кінематики.
радіус-вектор
це є:
Розглянемо рух тіла у трьохмірному просторі:
Z
M
N
Y
X
Траєкторія це лінія, вздовж якої рухається тіло.
Шлях це довжина траєкторії.
Переміщення це вектор, який з'єднує початкову і кінцеву точки траєкторії.
Середня
швидкість
визначається відношенням вектора
переміщення до проміжку часу
,
за який відбувається це переміщення:
(2)
- середня швидкість.
(3)
- миттєва швидкість.
Миттєва швидкість це границя, до якої спрямовується відношення вектора переміщення до проміжку часу, за який воно було здійснено, за умови, що цей час нескінченно малий.
(3а)
Якщо
(прямолінійний рух), тоді
,
тоді:
(4)
кінематичне рівняння рівномірного руху.
2. Якщо швидкість буде змінюватися з часом, то рух буде нерівномірним і тоді вводять характеристику зміни швидкості з часом прискорення.
М
N
О
Уведемо величину прискорення аналогічно до швидкості:
(5)
Прискорення це векторна величина, яка дорівнює відношенню малої зміни швидкості до малого проміжку часу, за який воно було здійснено.
(5а)
Прискорення тіла визначається першою похідною від швидкості за часом і характеризує швидкість зміни вектора швидкості з часом.
Оскільки
прискорення характеризує зміну швидкості
як за напрямком, так і за величиною, то
вводять дві складові цієї зміни:
доцентрове
прискорення
(нормальне),
,
яке характеризує зміну швидкості за
напрямком, татангенційне
прискорення
(дотичне),
,
яке характеризує зміну швидкості за
величиною.
(6)
- тангенсійне прискорення.
1
2
R
(7)
- нормальне прискорення.
3.
При русі точки по колу з постійною
швидкістю
вводять поняття кутової швидкості
"омега"
,
яка визначається відношенням кута
обертання
до проміжку часу
.
(8)
- кутова швидкість.
(9)
- зв'язок між швидкістю та кутовою швидкістю.
Період обертання (Т) це час, за який тіло звершує повний оберт. [T] = c.
Частота обертання це величина, що дорівнює кількості обертів за одиницю часу.
(10)
- частота обертання.
Якщо
тоді
з урахуваням (8) маємо:
(11)
З урахуванням (11) будемо мати:
Величина, яка дорівнює першій похідній від швидкості за часом, називається кутове прискорення.
(12)
- кутове прискорення.
Тоді формула для повного прискорення буде мати вигляд:
(13)
- повне прискорення.