- •Предмет физики
- •Структура физического познания.
- •Пространственно-временная область изучаемых физикой объектов
- •Физические теории
- •Раздел 1. Физические основы механики.
- •Глава 1. Кинематика.
- •§1.1. Система отсчета. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности.
- •§1.2. Кинематика материальной точки.
- •§1.3. Равномерное и равнопеременное движения.
- •§ 1.4. Кинематика вращательного движения.
- •§ 1.5. Краткие итоги главы 1.
- •Глава 2. Динамика материальной точки.
- •§ 2.1 .Задача динамики. Состояние материальной точки. Динамические характеристики движения.
- •§ 2.2. Законы Ньютона. Второй закон как уравнение движения.
- •§ 2.3. Силы в механике.
- •§ 2.4. Работа силы. Мощность.
- •§ 2.4. Механическая энергия.
- •§ 2.5. Краткие итоги главы 2
- •Глава 3.Законы сохранения в механике.
- •§ 3.1.Фундаментальный характер законов сохранения
- •§ 3.2. Закон сохранения импульса.
- •§ 3.3. Закон сохранения механической энергии
- •§ 3.4. Столкновения тел
- •Глава 4. Динамика вращательного движения.
- •§ 4.1. Кинетическая энергия вращающегося и катящегося тел
- •§ 4.2. Момент инерции
- •§ 4.3. Работа и мощность при вращательном движении. Момент силы относительно оси
- •§ 4.4. Уравнение динамики вращательного движения.
- •§ 4.5. Закон сохранения момента импульса
- •§ 4.6. Краткие итоги главы 4
- •Раздел 2. Молекулярная физика и термодинамика
- •Глава 5. Кинетическая теория
- •§ 5.1. Тепловое движение
- •§ 5.2. Основное уравнение кинетической теории газа
- •§ 5.3. Уравнение Клапейрона – Менделеева
- •§ 5.4. Молекулярно-кинетический смысл абсолютной температуры. Средняя энергия теплового движения молекулы
- •§ 5.5. Распределение Максвелла молекул газа по скоростям
- •§ 5.6. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •§ 5.7. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
- •§ 5.8. Выводы из главы 5.
- •Глава 6. Термодинамика.
- •§ 6.1. Тепловые процессы
- •§ 6.2. Первое начало термодинамики.
- •§ 6.3 Изопроцессы.
- •§ 6.4. Тепловая и холодильная машины
- •§ 6.5. Цикл Карно
- •§ 6.6. Энтропия.
- •§ 6.7. Второе начало термодинамики.
- •§ 6.8. Основные выводы главы 6.
- •Раздел 3. Электромагнетизм
- •Глава 7. Электростатика
- •§7.1.Электрический заряд. Закон Кулона.
- •§7.2. Электрическое поле. Напряженность.
- •§ 7.3. Теорема Гаусса.
- •§ 7.4. Потенциал и работа электростатического поля.
- •§ 7.5. Связь напряженности и потенциала электростатического поля.
- •§ 7.6.Электростатическое поле в веществе.
- •§ 7.7. Электроемкость. Конденсатор.
- •§ 7.8. Энергия электрического поля.
- •Глава 8. Постоянный электрический ток.
- •§ 8.1. Электрический ток: сила тока, плотность тока
- •§ 8.2. Механизм электропроводности
- •§ 8.3. Законы постоянного тока.
- •§ 8.4. Работа и мощность тока
- •Глава 9. Магнитное поле тока
- •§ 9.1 Магнитное взаимодействие. Магнитное поле
- •§ 9.2. Закон Био-Савара-Лапласа
- •9.3. Вихревой характер магнитного поля.
- •§ 9.4. Действие магнитного поля на токи и движущиеся электрические заряды
- •§ 9.5. Магнитное поле в веществе
- •Глава 10. Явление электромагнитной индукции
- •§ 10.1. Основной закон электромагнитной индукции
- •§ 10.2. Самоиндукция и взаимная индукция
- •§ 10.3. Энергия магнитного поля
- •§ 10.4. Вихревое электрическое поле. Уравнения Максвелла
§ 1.5. Краткие итоги главы 1.
Проследим аналогию кинематических характеристик и формул поступательного и вращательного движений.
Поступательное Вращательное
Координата s
Путь s
Скорость средняя <υ>=s/t <>= /t
Скорость мгновенная
Ускорение среднее <a>=υ/t <>= /t
Ускорение мгновенное a=
Равномерное движение
a=0 =0
υ=const =const
s=s0+vt =0+ t
Равнопеременное движение
a= const =const
υ=υ0+a t =0+ t
s=s0+υ0 t+at2/2 =0+0 t+ t2/2
Подводя итог изучения Главы 1 «Кинематика», еще раз заметим, что, рассматривая движение конкретного физического тела, следует использовать такую последовательность:мы
-
выбрать систему отсчета,
-
заменить тело соответствующей моделью, сделать рисунок, поясняющий задачу,
-
определить число степеней свободы и характер движения тела и только после этого вспоминать и искать формулы.
Глава 2. Динамика материальной точки.
§ 2.1 .Задача динамики. Состояние материальной точки. Динамические характеристики движения.
1. Задача динамики – найти закон движения тела, если известно, каким внешним воздействиям оно подвергается, или, наоборот, найти, каким внешним воздействиям должно подвергаться тело, чтобы выполнялся заданный закон движения. Для теоретического решения такой задачи необходимо уметь: а) задать динамическое состояние тела, б) задать внешнее воздействие, в) составить и решить уравнение динамики. Подтверждением справедливости теории является совпадение ее результатов с опытом.
2. Опыт показывает, что состояние м.т. определено, если известен ее радиус – вектор и скорость . Нам это кажется очевидным, однако понимание этого появилось только в эпоху Ньютона. Еще Аристотель удивлялся тому, что топор, приставленный к полену, не оставляет на нем даже следа, а топор, с размаху ударяющий по полену, раскалывает его. Одно и то же положение топора – соприкосновение с поленом – соответствует разным его состояниям, потому что различаются его скорости. Поэтому неудивительно, что разные состояния в начальный момент ведут к разным результатам. Индивидуальной динамической характеристикой м.т. является ее масса m, так что более информативные параметры состояния м.т. - и импульс (его устаревшее название – количество движения). В СИ единицей измерения импульса является 1 кг. м/с.
Мерой воздействия служит сила , ее единица измерения в СИ называется ньютон (Н).
Уравнением динамики м.т. является второй закон Ньютона, его мы обсудим в следующем параграфе.