Викладач: Кузь О.П.

1. Загальні поняття фізики

1.1. Предмет і метод фізики................................................................................6

1.1.1. Фізика та її зв’язок з суміжними науками

1.1.2. Фізика і технічний процес

1.1.3. Фундаментальні типи взаємодії у природі

1.1.4. Фундаментальні закони збереження

1.1.5. Основні розділи фізики

2. ОСНОВИ КІНЕМАТИКИ

2.1. Кінематика поступального і обертального руху.....................................11

2.1.1. Загальні положення. Механіка та її розділи

2.1.2. Поняття матеріальної точки та абсолютно твердого тіла

2.1.3. Відомості з векторної алгебри

2.1.4. Система відліку. Положення матеріальної точки у просторі

2.1.5. Швидкість поступального руху. Закон додавання швидкостей

2.1.6. Прискорення

2.1.7. Кінематика обертального руху

3. ДИНАМІКА МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ

3.1. Динаміка поступального руху..................................................................24

3.1.1. Класична механіка та межі її використання

3.1.2. Поняття сили, маси, імпульсу. Перший, другий, третій закони Ньютона

3.1.3. Принцип відносності Галілея

3.1.4. Закон збереження імпульсу

3.1.5. Реактивний рух

3.2. Енергія і робота..........................................................................................36

3.2.1. Енергія, робота, потужність

3.2.2. Енергія кінетична. Енергія потенціальна

3.3.3. Закон збереження енергії

3.3.4. Зіткнення двох тіл

3.3.5. Рух тіла відносно неінерціальної системи відліку. Сили інерції. Відцентрова сила. Сила Коріоліса

4. МЕХАНІКА ТВЕРДОГО ТІЛА

4.1. Момент сили. Момент імпульсу...............................................................60

4.1.1. Тверде тіло як система матеріальних точок

4.1.2. Динаміка обертального руху

а) момент сили і пари сил відносно точки

б) момент сили відносно осі

в) момент імпульсу матеріальної точки

4.1.3. Закон збереження моменту імпульсу

4.1.4. Основне рівняння динаміки обертального руху

4.2. Момент інерції. Гіроскоп...........................................................................70

4.2.1. Вільні осі. Головні осі інерції

4.2.2. Моменти інерції різних тіл

4.2.3. Кінетична енергія обертального руху

4.2.4. Гіроскоп. Гіроскопічний ефект. Процесія гіроскопа

4.3. Всесвітнє тяжіння.......................................................................................80

4.3.1. Закон всесвітнього тяжіння. Вільне падіння тіл

4.3.2. Гравітаційне поле і його характеристики

4.3.3. Маса гравітаційна і маса інертна

4.3.4. Перша та друга космічні швидкості

5. РЕЛЯТИВІСТСЬКА МЕХАНІКА

5.1. Елементи релятивістської механіки.........................................................94

5.1.1. Зв’язок і відхилення від законів Ньютона

5.1.2. Постулати Ейнштейна

5.1.3. Перетворення Лоренца

5.1.4. Висновки з перетворень Лоренца

5.1.5. Основи релятивістської динаміки: імпульс, маса, зв’язок маси і енергії, частинка з нульовою масою

6. КОЛИВАЛЬНИЙ РУХ

6.1. Вільні незгасаючі гармонічні коливання..........................................116

6.1.1. Загальні відомості про коливання

6.1.2. Вільні незгасаючі гармонічні коливання

6.1.3. Енергія коливального руху

6.2. Складання коливань............................................................................124

6.2.1. Векторна діаграма. Складання коливань одного напрямку

6.2.2. Складання взаємно-перпендикулярних коливань. Биття коливань

6.3. Згасаючі та вимушені коливання............................................................130

6.3.1. Згасаючі коливання. Добротність

6.3.2. Вимушені коливання

6.3.3. Резонанс

1. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ФІЗИКИ

Лекція 1

1. Предмет і метод фізики

   1. Фізика та її зв’язок з суміжними науками

Фізика – наука про найбільш загальні властивості і форми руху матерії. Закони фізики можуть бути як ті, що формують наукову картину світу і розвивають прогрес, діяльність людського суспільства, так і ті, що направлені на знищення людського суспільства.

Фізика – наука про найбільш прості, але загальні об’єктивні властивості в просторово-часових законах матерії, яка рухається; кількісних і якісних її змінах, що пов’язані з будовою, взаємодією і перетворенням усіх її видів і станів.

Фізика вивчає швидкість, прискорення, силу, роботу і енергію у всіх процесах, що відбуваються.

Матерія – об’єктивна філософська категорія для позначення об’єктивної реальності, яка дана людині в її відчуттях; яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них. Матерія: те, що існує об’єктивно; непізнаваєма. Існує 2 типи матерії: речовина (атоми, молекули і все, що побудоване з них) і поле (електромагнітне, гравітаційне та інші поля). Різні типи матерії можуть перетворюватись одна в одну; наприклад, електрон і позитрон – в протони. Матерія існує тільки в русі. Рухається в просторі і часі, що є формами існування матерії. Таким чином, фізика пізнає просторово-часові закони руху матерії.

Фізика має спільні об’єкти і методи дослідження з іншими природничими науками, внаслідок чого виникли цілі галузі знань: фізична хімія, хімічна фізика, хімічна термодинаміка, астрофізика, біофізика, геофізика та ін.

Основою сучасної фізики є математика. Математичний апарат широко використовується при обробці й узагальненні експериментальних

результатів.

Без математики не могли бути створені теорія електромагнітного поля, статистична теорія, термодинаміка, теорія відносності, квантова механіка тощо. Ці теорії дають змогу передбачати нові закономірності, робити узагальнені висновки, а іноді й відкриття. Теоретично було передбачено існування електромагнітних хвиль, хвильових властивостей елементарних частинок, існування нейтронів, нейтрино та ін. Розв'язання проблем фізики, в свою чергу, стимулює розвиток математики.

2. Фізика і технічний процес

Фізика є основою сучасного науково-технічного прогресу: механічний транспорт, електротехніка, радіоелектроніка, теплотехніка, автоматика і телемеханіка, будівельна техніка сучасні технології, напівпровідникова і обчислювальна техніка та багато інших прикладних застосувань фізики. Технічний прогрес також сприяє розробці сучасної експериментальної бази фізичних досліджень: вимірювальних приладів, мікроскопів, спектрографів, прискорювачів елементарних частинок та ін.

Пізнання фізичних об'єктів і явищ здійснюється шляхом застосування певних методів фізичного дослідження. Це спостереження, дослід і теоретичне узагальнення. Спостереженням називають вивчення предметів і явищ у природних умовах без порушення різноманітних зв'язків. Фізичний дослід — це відновлення явищ у штучних умовах і планомірне вивчення їх під впливом певних дій.

Спостереження і результати дослідів певних явищ теоретично узагальнюються на основі сучасного математичного апарату. Це дає можливість крім кількісного описання явищ і раціонального їх подання в узагальненій формі дістати нові висновки і наслідки законів, що підлягають дослідній перевірці. Дослідним вивченням законів природи і перевіркою їх наслідків займається експериментальна фізика. Узагальненням дослідних даних, формулюванням законів природи і поясненням на їх основі конкретних явищ, а також передбаченням нових явищ займається теоретична фізика. Експериментальна фізика і теоретична фізика тісно пов’язані між собою і доповнюють одна одну. Сучасна фізика має небагато фундаментальних фізичних теорій, які охоплюють усі розділи. Вони є основою сучасної фізичної картини світу. Частіше теорії охоплюють окремі споріднені типи об'єктів і відповідні групи або типи явищ.

Фізика має надзвичайно велике загальнонаукове значення як одна із галузей інтелектуальної діяльності людини, що формує сучасне світосприйняття і світорозуміння.