- •А.Е. Бурученко
- •Часть 1
- •Введение
- •I. Физические основы механики
- •Кинематика
- •1.1. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, длина пути, вектор перемещения
- •1.2. Скорость
- •1.3. Ускорение и его составляющие
- •1.4 Угловая скорость и угловое ускорение
- •2. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела
- •2.1. Первый закон Ньютона. Масса. Сила
- •2.2. Второй закон Ньютона
- •2.3. Третий закон Ньютона
- •2.4. Силы трения
- •2.5. Закон сохранения импульса. Центр масс
- •3. Работа и энергия
- •3.1. Энергия, работа, мощность
- •3.2. Кинетическая и потенциальная энергии
- •3.3. Закон сохранения энергии
- •3.4. Графическое представление энергии
- •3.5. Удар абсолютно упругих и неупругих тел
- •Механика твердого тела
- •4.1. Момент инерции
- •4.2. Кинетическая энергия вращения
- •4.3. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела
- •4.4. Момент импульса и закон его сохранения
- •4.5. Сила тяжести и вес. Невесомость
- •Механические колебания
- •5.1. Гармонические колебания и их характеристики
- •5.2. Механические гармонические колебания
- •5.3. Гармонический осциллятор. Пружинный, физический и математический маятники
- •5.4. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения
- •5.5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний
- •5.6. Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний. Автоколебания.
- •5.7. Вынужденне колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение.
- •5.8. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс
- •6. Элементы механики жидкостей
- •6.1. Давление в жидкости и газе
- •6.2. Уравнение неразрывности
- •6.3. Уравнение Бернулли и следствия из него
- •6.4. Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей
- •Таким образом, модуль силы внутреннего трения
- •7. Элементы специальной теории относительности
- •7.1. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности
- •Ускорение в системе отсчета к
- •7.2. Постулаты специальной теории относительности
- •7.3. Преобразования Лоренца
- •7.4. Следствия из преобразований Лоренца
- •Подставляя (7.10) в (7.9), получим
- •7.5. Интервал между событиями
- •7.6. Основной закон релятивистской динамики материальной точки
- •7.7. Законы взаимосвязи массы и энергии
- •Закон (7.26) можно, учитывая выражение (7.23), записать в виде
- •Энергия связи системы
- •II. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •1. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа
- •1.1. Опытные законы идеального газа
- •1.2. Уравнение Клапейрона-Менделеева
- •1.3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов
- •Тогда давление газа, оказываемое им на стенку сосуда
- •Уравнение (1.11) с учетом (1.12) примет
- •1.4. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям
- •1.5. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул
- •Расчеты показывают, что при учете движения других молекул
- •Тогда средняя длина свободного пробега
- •1.6. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах
- •Можно показать, что
- •2. Основы термодинамики
- •2.1. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул
- •2.2. Первое начало термодинамики
- •2.3. Работа газа при изменении его объема
- •2.4. Теплоемкость
- •2.5. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
- •Тогда для произвольной массы газа получим
- •2.6. Адиабатический процесс. Политропный процесс
- •2.7. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы
- •2.8. Энтропия. Ее статистическое толкование и связь с термодинамической вероятностью
- •2.9. Второе начало термодинамики
- •2.10 Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия для идеального газа
- •Оглавление
- •Часть 1
Оглавление
Введение……………………………………………………………………… |
|
I. Физические основы механики………………………………………… |
|
1. Кинематика |
|
1.1. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, длина пути, вектор перемещения……………………………………………………………… |
|
1.2. Скорость………………………………………………………………… |
|
1.3. Ускорение и его составляющие………………………………………… |
|
1.4. Тангенциальная составляющая ускорения…………………………… |
|
1.5. Угловая скорость и угловое ускорение………………………………… |
|
2. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела |
|
2.1. Первый закон Ньютона. Масса. Сила………………………………… |
|
2.2. Второй закон Ньютона………………………………………………… |
|
2.3. Третий закон Ньютона………………………………………………… |
|
2.4. Силы трения……………………………………………………………… |
|
2.5. Закон сохранения импульса. Центр масс……………………………… |
|
3. Работа и энергия |
|
3.1. Энергия, работа, мощность……………………………………………… |
|
3.2. Кинетическая и потенциальная энергии……………………………… |
|
3.3. Закон сохранения энергии……………………………………………… |
|
3.4. Графическое представление энергии…………………………………… |
|
3.5. Удар абсолютно упругих и неупругих тел……………………………. |
|
4. Механика твердого тела |
|
4.1. Момент инерции………………………………………………………… |
|
4.2. Кинетическая энергия вращения……………………………………… |
|
4.3. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела………………………………………………………………… |
|
4.4. Момент импульса и закон его сохранения…………………………… |
|
4.5. Сила тяжести и вес. Невесомость……………………………………… |
|
5. Механические колебания |
|
5.1. Гармонические колебания и их характеристики……………………… |
|
5.2. Механические гармонические колебания……………………………… |
|
5.3. Гармонический осциллятор. Пружинный, физический и математический маятники………………………………………………………….…… |
|
5.4. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения……………………………………………………… |
59 |
5.5. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний…………………… |
62 |
5.6. Свободные затухающие колебания пружинного маятника……………………………………………………………………………… Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний. Автоколебания……………………………………………………………….. |
64 |
5.7. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение……………………………………………... |
68 |
5.8. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс………………………………………………………………………. |
|
6. Элементы механики жидкостей |
|
6.1. Давление в жидкости и газе…………………………………………… |
|
6.2. Уравнение неразрывности……………………………………………… |
|
6.3. Уравнение Бернулли и следствия из него……………………………… |
|
6.4. Вязкость (внутреннее трение). Ламинарный и турбулентный режимы течения жидкостей…………………………………………………………… |
|
7. Элементы специальной теории относительности |
|
7.1. Преобразования Галилея. Механический принцип относительности…………………………………………………………………………….. |
|
7.2. Постулаты специальной теории относительности…………………… |
|
7.3. Преобразования Лоренца……………………………………………… |
|
7.4. Следствия из преобразований Лоренца………………………………… |
|
7.5. Интервал между событиями…………………………………………… |
|
7.6. Основной закон релятивистской динамики материальной точки……………………………………………………………………………… |
|
7.7. Законы взаимосвязи массы и энергии………………………………… |
|
II. Основы молекулярной физики и термодинамики…………………... 1. Молекулярно - кинетическая теория идеального газа |
|
1.1. Опытные законы идеального газа……………………………………… |
|
1.2. Уравнение Клапейрона-Менделеева…………………………………… |
|
1.3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов……………………………………………………………………………. |
|
1.4. Закон Максвелла дла распределения молекул идеального газа по скоростям………………………………………………………………… |
|
1.5. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул……………………………………………………………………… |
|
1.6. Явления переноса в термодинамических неравновесных системах…………………………………………………………………………….. |
|
2. Основы термодинамики |
|
2.1. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул…………………… |
|
2.2. Первое начало термодинамики………………………………………… |
|
2.3. Работа газа при изменении его объема………………………………… |
|
2.4. Теплоемкость…………………………………………………………… |
|
2.5. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам…………………………………………………………………………….. |
|
2.6. Адиабатический процесс. Политропный процесс…………………… |
|
2.7. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы………………………………………………………………………………. |
|
2.8. Энтропия. Ее статистическое толкование и связь с термодина- мической вероятностью……………………………………………………… |
|
2.9. Второе начало термодинамики ………………………………………… |
|
2.10. Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия для идеального газа ……………………… |
|
Приложение 1 Приложение 2 |
|
Александр Егорович Бурученко
ФИЗИКА
Учебное пособие