Загальна фізика / Практичні заняття / Методичні вказівки до практичних занять з фізики №1

ДЕРЖАВНИЙ ЕКОНОМIКО-ТЕХНОЛОГIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТУ

Кафедра фiзики та електротехнiки

МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ ДО КОНТРОЛЬНИХ ЗАВДАНЬ IЗ ФIЗИЧНОЇ МЕХАНIКИ, МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФIЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМIКИ

Для студентiв усiх форм навчання та спецiальностей

Київ - 2008

Методичнi вказiвки до контрольних завдань iз фiзичної механiки, молекулярної фiзики та термодинамiки розглянутi та затвердженi на засiданнi кафедри фiзики та електротехнiки (протокол №2 вiд 00 вересня 2008 року) та на засiданнi методичної комiсiї факультету "Iнфраструктура та рухомий склад залiзниць"(протокол №0 вiд 00 вересня 2008 року).

Призначенi для студентiв унiверситету усiх форм навчання та спецiальностей.

Укладач: доцент Iльїн П.П.

Рецензенти: проф. Стасюк О.I. (кафедра "Автоматика, телемеханiка, зв’язок та обчислювальна технiка" КУЕТТ), доц. Грабовський Ю.Є. (фiзичний факультет Київського нацiонального унiверситету iм. Тараса Шевченка")

ЗМIСТ

1	Питання для теоретичної пiдготовки iз фiзичної механiки	4
2	Питання для теоретичної пiдготовки iз молекулярної фiзики
	та термодинамiки	5
3	Список рекомендованої лiтератури	6

3

1Питання для теоретичної пiдготовки iз фiзичної механiки

Кiнематика матерiальної точки. Механiчний рух. Системи вiдлiку. Матерiальна точка. Траєкторiя. Перемiщення та шлях. Швидкiсть та прискорення. Тангенцiйне та нормальне прискорення. Закон складання швидкостей. Кiнематичне рiвняння гармонiчного коливального руху матерiальної точки. Рух матерiальної точки по колу. Зв’язок мiж лiнiйними та кутовими характеристиками руху.

Динамiка матерiальної точки. Робота та енергiя. Iнерцiйнi системи вiдлiку. Перший закон Ньютона. Взаємодiя тiл. Сила та iнертна маса. Рiвнодiйна сила. Другий та третiй закони Ньютона. Iзольована система матерiальних тiл. Iмпульс. Закон збереження iмпульсу. Центр маси системи та його рух. Сили в природi. Консервативнi та неконсервативнi сили. Силове поле. Гравiтацiйнi сили та принцип еквiвалентностi гравiтацiйної i iнертної маси. Сила тяжiння i вага тiла. Сили тертя. Робота. Робота змiнної сили. Потужнiсть. Потенцiальна енергiя. Зв’язок мiж силою i потенцiальною енергiєю. Кiнетична енергiя. Закон збереження енергiї в механiцi. Спiвудари двох тiл. Абсолютно пружний та абсолютно непружний удар.

Механiчнi коливання. Перiодичнi рухи. Математичний i фiзичний маятники. Квазiпружнi сили. Гармонiчнi коливання. Рiвняння гармонiчних коливань. Основнi характеристики коливального руху: амплiтуда, фаза, частота, перiод. Складання коливань. Кiнетична, потенцiальна та повна енергiя гармонiчного коливання. Затухаючi коливання. Вимушенi коливання. Резонанс. Динамiка твердого тiла. Поняття абсолютно твердого тiла. Поступальний та обертальний рух тiла. Момент iмпульсу. Момент iнерцiї. Момент сили. Основной закон динамiки обертального руху. Закон збереження моменту iмпульсу. Обчислення моменту iнерцiї простих тiл (куля, диск, стержень). Теорема Штейнера. Кiнетична енергiя тiла, що обертається навколо нерухомої осi. Умови рiвноваги тiл.

Елементи спецiальної теорiї вiдносностi. Межа застосування класичної механiки. Принцип вiдносностi Галiлея. Постулати Ейнштейна. Перетворення Лоренца. Релятивiстська змiна довжини та промiжку часу. Релятивiстський закон складання швидкостей. Релятивiстська динамiка. Зв’язок маси та енергiї.

4

2Питання для теоретичної пiдготовки iз молекулярної фiзики та термодинамiки

Молекулярно - кiнетична теорiя та термодинамiка. Молекулярно - кiнетичний та термодинамiчний методи вивчення макроскопiчних явищ. Тепловий рух молекул. Броунiвский рух. Взаємодiя молекул. Параметри системи. Рiвноважнi та нерiвноважнi процеси.

Основи молекулярно - кiнетичної теорiї. Маса та розмiри молекул. Стала Авогадро. Iдеальний газ як молекулярно - кiнетична модель реальних газiв. Рiвняння стану iдеального газу. Закони iдеального газу. Основне рiвняння молекулярно - кiнетичної теорiї газiв та його наслiдки. Середня кiнетична енергiя поступального руху одноатомної молекули та її зв’язок з температурою. Тиск iдеального газу. Закон Дальтона. Внутрiшня енергiя iдеального газу. Розподiл енергiї молекули по її ступеням вiльностi.

Закони розподiлу молекул. Розподiл молекул газу за швидкостями. Функцiя розподiлу Максвелла та її графiк. Найбiльш ймовiрна, середня арифметична та середня квадратична швидкостi молекул. Розподiл молекул за енергiями. Барометрична формула. Розподiл Больцмана.

Явище переносу в газах. Зiткнення мiж молекулами. Середня довжина вiльного пробiгу молекул, ефективний дiаметр молекул. Дифузiя. В’язкiсть. Теплопровiднiсть.

Основи термодинамiки. Термодинамiчна система, її параметри та стани. Робота та теплота. Перше начало термодинамiки. Робота газу при змiнi об’єму. Робота газу при рiзних iзопроцесах. Теплоємнiсть. Теплоємнiсть iдеального газу при постiйному об’ємi та при постiйному тиску. Рiвняння Майера. Адiабатичний процес. Полiтропний процес. Циклiчнi процеси. Зворотнi та незворотнi процеси. Тепловий двигун та його к.к.д. Цикл Карно, к.к.д. циклу Карно. Друге начало термодинамiки. Ентропiя. Закон зростання ентропiї. Фiзичний змiст ентропiї. Третє начало термодинамiки.

Реальнi гази. Вiдхилення вiд законiв iдеального газу. Взаємодiя молекул. Рiвняння Ван-дер-Ваальса. Iзотерми Ван-дер-Ваальса. Порiвняння iзотерм Ван-дер-Ваальса з iзотермами, одержаними експериментально.

5

3Список рекомендованої лiтератури

ПОСIБНИКИ

Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш.шк., 1990. 478с.

Савельев И.В. Курс общей физики. т.I,II,III М.: Наука, 1986. С.432, С.496, С.318.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Механика. М.: Наука, 1979. 520с. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979. 552с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. М.: Наука, 1983. 688с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. М.: Наука, 1985. 752с. Детлаф Ф.Ф., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высш.шк., 1989. 609с.

ЗБIРНИКИ ЗАДАЧ

Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 1965. 464с.

Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике: Учеб.пособие для студентов втузов. М.: Высш.шк., 1988. 527с.

Баканина Л.П., Белонучкин В.Е., Козел С.М., и др. Сборник задач по физике. М.: Наука, 1970. 416с.

Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы: Учеб.пособие для студентов вузов. М.: Высш. шк., 1986. 256с.

Кобушкин В.К. Методика решения задач по физике. Л.: Ленинградский университет, 1970. 245с.

ДОВIДНИКИ

Яворский Б.М., Детла Ф.Ф. Справочник по физике. М.: Наука, 1965.850с.

Кибец И.Н., Кибец В.И. Физика: Справочник. Харьков: Фолио; Ростов н/Д; Феникс, 1997. 479с.

Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики. Киев: Наук.думка, 1989. 864с.

Кошкин Н.И., Васильчикова Е.Н. Элементарная физика. Справочник М.: АО "Столетие 1996 304с.

6

МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ ДО КОНТРОЛЬНИХ ЗАВДАНЬ IЗ ФIЗИЧНОЇ МЕХАНIКИ, МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФIЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМIКИ

Для студентiв усiх форм навчання та спецiальностей

Укладач: доцент Iльїн П.П.

Вiдповiдальний за випуск: професор Чепiлко М. М.

Редактор Пономаренко Л.В.

Пiдписано до друку 00 вересня 2008 р. Формат паперу А5, папiр для тиражувальних апаратiв, друк - на рiзографi. Замовлення , тираж 25

Надруковано видавничо - друкарським комплексом Київського унiверситету економiки i технологiй транспорту, 03049, м. Київ - 49, вул. Миколи Лукашевича, 19