УПРАВЛЕНИЯ, ЭКОНОМИКИ И СОЦИОЛОГИИ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

_____________В.В.Нефедьев

Кафедра математики и естественнонаучных дисциплин

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ФИЗИКЕ

с компьютерными моделями

(часть 1)

для студентов специальностей

080502, 080801, 220201

КОРОЛЕВ - 2008

Донской А.Д., Сабо С.Е. Лабораторный практикум по физике, с компьютерными моделями. – Королев: КИУЭС, 2008, 130 с.

Рецензент: д.ф.-м.н., профессор Борисов В.Ф.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по специальности утвержденных Министерством образования РФ 14.04.2000г. и учебными планами КИУЭС, утвержденными 28.09.2007г.

РЕКОМЕНДОВАНО	Практикум рассмотрен и одобрен на заседании кафедры математики и естественнонаучных дисциплин.
Учебно-методическим Советом КИУЭС	Протокол №___ от «__» ______2008г.
Протокол №___от «__» ______2008г.	Зав.кафедрой математики д.ф.-м.н., профессор Борисов В.Ф.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ДОПУСК К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 12

ОФОРМЛЕНИЕ КОНСПЕКТА для ДОПУСКА к ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 12

ОФОРМЛЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ К ЗАЧЕТУ 13

Закон всемирного тяготения. Движение тел под действием силы тяжести 16

Вес и невесомость 18

Сила трения 21

Закон сохранения импульса. Реактивное движение 23

Механическая работа и мощность 24

Кинетическая и потенциальная энергии 27

Закон сохранения механической энергии 31

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ 38

Гармонические колебания 38

Свободные колебания. Пружинный маятник 42

Свободные колебания. Математический маятник 45

Превращения энергии при свободных механических колебаниях 49

Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания 52

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛА 62

Основное уравнение МКТ газов. Температура 65

Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы 73

Испарение, конденсация, кипение. Насыщенные и ненасыщенные пары 78

Первый закон термодинамики 88

Теплоемкость идеального газа 93

Тепловые двигатели. Термодинамические циклы. Цикл Карно 98

Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики. Понятие энтропии 103

Последовательное и параллельное соединение проводников 121

Правила Кирхгофа для разветвленных цепей 124

Работа и мощность тока 126

НЕКОТОРЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ СВЕДЕНИЯ 133

Введение Предмет физики, и ее связь с другими науками, техникой.

Слово «Физика» происходит от греческого слова physis – природа. В эпоху античной культуры наука охватывала всю совокупность знаний о природных явлениях (естествознание).

По мере дифференциации знаний, объектов и методов исследований науки о природе разделились на ряд наук, в том числе и на физику.

Физика – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, и законы ее движения.

Таким образом, предметы исследования физики является изучение общих закономерностей, явлений природы, физической формы движения материи (механические, магнитные, внутриатомные и внутриядерные процессы).

Физика – фундамент, на котором строятся все естественные и прикладные науки (физическая химия, биофизика, металлофизика, астрофизика и т. д.). Развиваясь с помощью физики, эти науки ставят перед ней новые задачи, разрешая которые физика развивается и совершенствуется сама.

Методом физических исследований является материалистическая диалектика.

Основой окружающего мира является материя «…объективная реальность, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них».

Неотъемлемым свойством материи, формой существования материи является движение, то есть любое изменение, превращение, взаимодействие форм материи, а также перемещение их в пространстве.

Таким образом, метод материалистической диалектики учит нас рассматривать все явления окружающего нас мира (физические в том числе) во взаимосвязи и взаимодействии, в развитии и изменении путем перехода количества в качество, обусловленном борьбой внутренних противоположностей, заложенных в этих явлениях.

Как мы познаем, изучаем окружающий нас мир?

Всякое физическое исследование начинается с наблюдения, то есть изучения физических явлений в естественной, природной обстановке. Затем на основе логических размышлений, обобщений высказывается гипотеза – предположение, объясняющее эти явления. Гипотеза проверяется экспериментом в искусственных лабораторных условиях. После проверки гипотеза становится научной теорией, которая в дальнейшем проверяется практикой, дополняется и уточняется.

«От живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике – таков диалектический путь познания истины, познания объективной реальности».

Физика оказывает большое влияние на развитие производства. Физика дала электроэнергию, все виды транспорта, радиосвязь, телевидение, ядерную энергию и т. д.

Физика относится к точным наукам и изучает количественные закономерности между величинами, определяющими данное явление природы.

Физикам, приходится иметь дело с измерением различных физических величин.

В международной системе единиц (System International), SI (СИ) за основные единицы измерения приняты: кг – масса, м – длина, сек – время, К – температура, А – сила тока.

Остальные единицы измерения можно выразить через основные, используя соответствующие законы физики.

1 кг – масса платиново-иридиевого цилиндра в Севре.

1 сек – время, равное периодов колебаний излучения изотопа атома цезия Cs .

1 м – 1650763,73 длин волн спектральной линии изотопа криптона Kr при переходе электрона в атоме между уровнями и .

При решении задач по физике обязательно указывать размерность физических величин в СИ.

Пример