- •Миколаїв 2006 р.
- •Кiнематика
- •1.2. Способи описування руху матерiальноiї точки. Основна (пряма) задача кінематик
- •1.3. Кiнематичнi характеристики поступального руху матерiальної точки
- •1.3.1. Перемiщення
- •1.3.2. Швидкість
- •1.3.3. Прискорення
- •1.4. Обернена задача кiнематики
- •1.5. Рух матерiальної точки по колу
- •1.5.1 . Кут повороту
- •1.5.2. Кутова швидкiсть
- •1.5.3. Кутове прискорення
- •1.6. Основи кiнематики руху абсолютно твердого тiла
- •2.1. Динамiчнi характеристики поступального руху
- •2.1.1. Маса
- •2.1.3. Iмпульс
- •Iмпульсом або кiлькiстю руху тiла в класичнiй механiцi називається величина, що дорiвнює добутку маси тiла на його швидкість
- •2.2. Закони Ньютона
- •2.3. Динамiчнi характеристики обертального руху абсолютно твердого тiла (атт)
- •2.3.1. Момент сили
- •2.3.2. Момент iнерції
- •2.3.3. Момент iмпульсу
- •2.4. Основне рiвняння динаміки обертального руху абсолютно твердого тiла
- •2.5. Робота, потужнiсть, коефiцiєнт корисної дії
- •2.5.1. Робота
- •2.5.2. Потужнiсть
- •2.5.3. Коефiцiєнт корисної дії
- •2.6. Енергiя. Механiчна енергiя
- •2.7. Кiнетична енергiя
- •2.8. Потенцiальна енергiї
- •2.9. Неiнерцiальнi системи вiдлiку
- •2.10. Сили iнерцii в системах, що обертаються
- •3. Закони збереження
- •3.1. Закони збереження в механiцi
- •3.2. Закони збереження симетрiї простору I часу
- •3.3. Реактивний рух
- •3.4. Удар
- •4. Елементи спецiальної теорії вiдносностi
- •4.1. Перетворення Галiлея
- •4.2. Постулати спецiальної теорiї вiдносностi
- •4.3. Перетворення Лоренца та їх наслiдки
- •4.4. Поняття про релятивiстську динамiку
- •4.5. Основне рiвняння релятивістської динамiки
- •4.6. Кiнетична енергiя релятивiстської частинки
- •4.7. Взаємозв’язок маси I енергiї
- •5. Тестові запитання для перевірки знань теоретичного матеріалу з дисципліни”Фізика”
Міністерство аграрної політики України
Миколаївський державний аграрний університет
Кафедра теоретичної та прикладної механіки
ФІЗИКА
Методичні рекомендації до вивчення курсу фізики. “Механіка” модуль І-ІІ.
Для студентів спеціальностей:
6.091902- “Механізація сільського господарства”,
6.010100- “Професійне навчання”,
6.130200- “Технологія виробництва та переробки
продукції тваринництва”,
6.091900-“Енергетика сільськогосподарського виробництва”,
6.130102-“Агрономія”.
Миколаїв 2006 р.
Удк
У методичних рекомендаціях викладено повний лекційний курс з дисципліни фізики з розділу “Механіка матеріальної точки та твердого тіла”, а також наведено тестові запитання, що пропонуються використовувати для контролю знань студентів.
Укладачі:
Старший викладач Вахоніна Л.В.,асистент Краснянський С.В.,старший лаборант Власенко Л.С.
Рецензенти:
Івашина Ю.К., доц.,к.ф.-м.н., зав. кафедрою “Фізики та методики”, ХДУ.
Горбенко О.А., доц. к.т.н., МДАУ
Відповідальний за випуск Пастушенко С.І., д.т.н., професор, декан факультету механізації сільського господарства МДАУ
Друкується згідно з рішенням методичної ради МДАУ.(протокол № 5 від 1.02.2006р.)
Надруковано у видавничому центрі МДАУ. Зам.
Наклад 150 прим.
54010, Миколаїв, вул. Паризької комуни, 9
Зміст
|
Вступ ...................................................................................................................... |
5 |
|
1. Кінематика......................................................................................................... |
6 |
|
1.1. Механічний рух. Система відліку................................................................. |
6 |
|
1.2. Способи опису руху матеріальної точки. Основна (пряма) задача механіки................................................................................................................. |
7 |
|
1.3. Кінематичні характеристики поступального руху матеріальної точки.... |
9 |
|
1.4. Обернена задача механіки............................................................................. |
14 |
|
1.5. Рух матеріальної точки по колу.................................................................... |
15 |
|
1.6. Основи кінематики руху абсолютно твердого тіла..................................... |
20 |
|
2. Динаміка............................................................................................................. |
22 |
|
2.1. Динамічні характеристики поступального руху матеріальної точки........ |
22 |
|
2.2 Закони Ньютона............................................................................................... |
25 |
|
2.3. Динамічні характеристики обертального руху абсолютно твердого тіла.......................................................................................................................... |
28 |
|
2.4. Основне рівняння обертального руху.......................................................... |
35 |
|
2.5. Робота. Потужність. Коефіцієнт корисної дії.............................................. |
37 |
|
2.6. Енергія. Механічна енергія............................................................................ |
41 |
|
2.7 Кінетична енергія............................................................................................ |
42 |
|
2.8. Потенціальна енергія...................................................................................... |
44 |
|
2.9. Неінерціальні системи відліку...................................................................... |
47 |
|
2.10. Сили інерції в системах, що обертаються.................................................. |
48 |
|
3. Закони збереження............................................................................................ |
51 |
|
3.1. Закони збереження в механіці....................................................................... |
51 |
|
3.2. Закон збереження симетрії та часу............................................................... |
53 |
|
3.3. Реактивний рух............................................................................................... |
54 |
|
3.4. Удар................................................................................................................. |
57 |
|
4. Елементи спеціальної теорії відносності........................................................ |
59 |
|
4.1. Перетворення Галілея.................................................................................... |
59 |
|
4.2. Постулати спеціальної теорії відносності.................................................... |
61 |
|
4.3 Перетворення Лоренцо та їх наслідки........................................................... |
62 |
|
4.4. Поняття про релятивістську динаміку.......................................................... |
65 |
|
4.5. Основне рівняння релятивістської динаміки............................................... |
65 |
|
4.6. Кінетична енергія релятивістської частинки............................................... |
68 |
|
4.7. Взаємозв’язок маси та енергії....................................................................... |
70 |
|
5. Тестові запитання для перевірки теоретичного матеріалу з курсу фізики |
72 |
Вступ
Механiка — роздiл фiзики, в якому вивчається найпростiша форма руху матерії — механiчний рух, тобто змiна положення одних тiл чи частин тiла вiдносно iнших.
Слово “механiка” в перекладi з грецької мови означає мистецтво створювати машини. Це одна з найстародавнiших наук, розвиток якої нерозривно пов’язаний з практичною дiяльнiстю людини. Авторами перших трактатiв з механiки були Арiстотель (IV ст. до н.е.) та Архімед ( III ст. до н.е.). Подальшого розвитку ця наука отримала в працях Леонардо да Вiнчi, Галiлео Галiлея та iн. Завершилося створення основ механiки нарисом І.Ньютона „Математичнi початки натуральної філософії” (1687 р.).
З подальшим розвитком фiзики з’ясувалося, що залежно вiд швидкостi руху і масштабiв тiл підходи до вивчення механiчних закономiрностей можуть бути зовсiм рiзними. Тому на сучасному етапi розрiзняють три напрямки механiки: класичну механiку (або механiку Ньютона), релятивiстську механiку (або теорiю вiдносностi Енштейна) та квантову механiку. Всi вони вивчають механiчний рух тiл, але мають певнi межi застосування. Рух макроскопiчних тiл iз швидкостями, невеликими порiвнянно з швидкiстю свiтла, вивчає класична механiка; рух тiл, швидкостi яких близькi до швидкостi свiтла, розглядає релятивiстська механiка; вивченню руху мiкрочастинок присвячена квантова механiка.
У даному випуску розглядаються класична та релятивiстська механiки. Для описування механiчних явищ i встановлення законiв механiки зручно користуватися iдеалiзованими моделями реальних тiл: матерiальною точкою i абсолютно твердим тiлом.
Матеріальною точкою (МТ) називають тiло, геометричними розмiрами якого в умовах конкретної задачi можна знехтувати.
Абсолютно твердим тiлом (АТТ) називають тiло, у якого вiдстань мiж будь-якими двома точками нiколи не змiнюється. Іншими словами, це тіло, деформацією якого можна знехтувати.
Основна задача механіки- визначення положення тіла в будь який момент часу.