 |
Курс лекций. По физике. Механика. Тюшев А. Н. , вылегжанина В. Д. . Оглавление
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
А. Н. Тюшев
В. Д. Вылегжанина
КУРС ЛЕКЦИЙ
ПО ФИЗИКЕ
Часть 1
Механика
Учебное пособие для студентов 1 и 2 курсов
Новосибирск 2003
УДК 530
С 26
Рецензенты:
Член -корреспондент международной академии акмеологических наук,
кандидат педагогических наук,
доцент Новосибирского государственного технического университета
Э. Б. Селиванова
Кандидат физико -математических наук,
доцент Сибирской государственной геодезической академии
В. Я. Костюченко
Тюшев А. Н., Вылегжанина В. Д.
С 26 Курс лекций по физике. Часть 1. Механика: Учеб. пособие. – Новоси-
бирск: СГГА, 2003. - 115 с.
ISBN 5-87693-118-7
Настоящее учебное пособие представляет собой первую часть «Курса ле к-
ций по физике», состоящего из пяти частей. Содержание учебного пособия соо т-
ветствует действующим в настоящее время стандартам по дисциплине «Физика»
и учебным программам, по которым обучаются студенты Сибирской го сударст- венной геодезической академии.
Пособие может быть использовано при изучении курса физики студентами
СГГА всех специальностей всех форм обучения.
Утверждено Редакционно -издательским советом академии
в качестве учебного пособия
УДК 530
© Сибирская государственная геодезичес - кая академия, 2003
ISBN 5-87693-118-7 © Тюшев А. Н., Вылегжанина В. Д., 2003
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛ ОВИЕ…………………………………………………………………….. 6
ЛИТЕРАТ УРА………………………………………………………………………. 8
ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВЫ К ИНЕМАТИКИ МАТЕРИАЛЬНОЙ
ТОЧКИ
Лекция № 1 …………………………………………………………………... …….. 9
ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ
§ 1. Простейшие физические модели. Материальная то чка………………….. 11
§ 2. Положение материальной точки в пространс тве…………………………12
Итоги лекции № 1………………………………………… ……………………….. 15
Лекция № 2 ………………………………………………………………………... 17
§ 1. Скорость…………………………………………………………………….. 17
§ 2. Вычисление пройденного пути……………………………………………. 21
§ 3. Ускорение……………………………………………………………………22
§ 4. Нахождение зависимости скорости от времени…………………………. . 23 Итоги лекции № 2………………………………………………………………….. 24
Лекция № 3 ………………………………………………………………………... 26
§ 1. Нормальное и тангенциальное ускорение…………………………………26
§ 2. Прямолинейное равнопеременное движ ение…………………………….. 29
§ 3. Как решатся основная задача механики для произволь-
ного движ ения……………………………………………... ………………. 31
Итоги лекции № 3………………………………………………………………….. 32 ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
Лекция № 4 …………… …………………………………………………………... 33
§ 1. Почему в кинематике вводят только первую и вторую
производную от радиус -вектор а…………………………………………... 33
§ 2. Законы Ньютона……………………………………………………………. 33
§ 3. Силы в прир оде……………………………………………………………... 37
Итоги лекции № 4………………………………………………………………….. 40
Лекция № 5 ………………………………………………………………………... 42
§ 1. Роль законов сохранения в механике. Определе ние
необходимых терм инов……………………………………………... …….. 42
§ 2. Закон сохранения импульса……………………………………………….. 44
|
|
|
§ 3. Работа и мо щность…………………………………………………………. 46
§ 4. Кинетическая энергия………………………………………………………48
Итоги лекции № 5………………………………………………………………….. 49
Лекция № 6 ………………………………………………………………………... 51
§ 1. Консервативные и неконсервативные силы………………………………51
§ 2. Потенциальная энергия……………………………………………………. 53
§ 3. Закон сохранения механической энергии…………………………………53
Итоги лекции № 6………………………………………………………………….. 55
ВРАЩАТЕ ЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Лекция № 7 ………………………………………………………………………... 57
§ 1. Поступательное и вращательное движение………………………………. 57
§ 2. Псевдовектор бесконечно малого повор ота………………………………58
§ 3. Угловая скорость и угловое ускорение……………………………………59
§ 4. Связь угловых и л инейных кинематических величин……………………60
§ 5. Решение основной задачи механики для вращательно - го движения тела с закрепленной осью…………………………………... 61
Итоги лекции № 7………………………………………………………………….. 63 ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Лекция № 8 ………………………………………… ……………………………... 65
§ 1. Работа при вращательном движении. Момент силы…………………….. 65
§ 2. Кинетическая энергия при вращательном движении.
Момент ине рции……………………………………………………………. 67
Итоги лекции № 8………………………………………………………………….. 71
Лекция № 9 ……………………………………………………………… ………... 72
§ 1. Уравнение динамики вращательного движения…………………………. 72
§ 2. Момент импул ьса…………………………………………………………... 73
§ 3. Закон сохранения момента импул ьса... ……………………………………75
§ 4. Гироск опы…………………………………………………………………... 76
Итоги лекции № 9…………………………………………………… …………. …. 79
МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Лекция № 10 ………………………………………………………………………. 81
§ 1. Общие свойства жидкостей и газов……………………………………….. 81
§ 2. Линии и трубки тока. Уравнение неразрывн ости………………………... 82
§ 3. Уравнение Бернулли……………………………………………………….. 83
|
|
|
§ 4. В язкость жидкости…………………………………………………………. 85
Итоги лекции № 10…………………………………………………………………87
ЭЛЕМЕНТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬ -
НОСТИ
Лекция № 11 ………………………………………………………………………. 89
§ 1. Преобразования Галилея. Принцип относительности
Гал и лея………………………………………………… ……………………89
§ 2. Постулаты С. Т. О. Преобразования Лоре нца……………………………... 92
§ 3. Следствия из преобразований Лоренца……………………………………93
Итоги лекции № 11…………………………………………………………………96
Лекция № 12. ………………………………………………………………………98
§ 1. Преобразования скор остей…………………………………………………98
§ 2. Релятивистская динамика…………………………………………………100
Итоги лекции № 12……………………………………………………………. …. 103 НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА
Лекция № 13 ……………………………………………………………………... 105
§ 1. Силы ине рции……………………………………………………………... 105
§ 2. Силы инерции при поступательном движении системы
отсч е та……………………………………………………………………... 106
§ 3. Центробежная сила ине рции……………………………………………... 109
§ 4. Сила Кориолиса……………………………………………………………111
Итоги лекции № 13……………………………………………………………….. 113
ПРЕДИ СЛОВИЕ
Настоящее учебное пособие написано на основе учебного пос обия
Тюшева А. Н. «Физика в конспективном изложении» (ФКИ), две первые части
которого изданы в СГГА в 1999 году, третья – в 2000 году. Главное существе н-
ное отл ичие настоящего «Курса лекций» о т ФКИ состоит в том, что изложение
материала ведется не в конспективном стиле, а с подробными словесными п о-
яснени ями. При этом рамки изложения расширены.
Материал пособия разбит на лекции, в первой части их тринадцать. После
|
|
|
ка ждой лекции кратко подведены ее основные итоги.
Настоящий «Курс лекций по физике» написан в соответствии с действу ю-
щими в настоящее время стандартами по дисциплине «Физика» и учебными
программами, по которым обучаются студенты Сибирской государственной
геодезической академии.
Пособие состоит из пяти частей.
Часть I. «Механика» (авторы – Тюшев А. Н., Вылегжанина В. Д. ).
Часть II. «Электричество и магнетизм» (авторы – Тюшев А. Н., Вайсберг
А. И. ).
Часть III. «Колебания и волны. Оптика» (авторы – Тюшев А. Н., Дикусар
Л. Д. ).
Часть IV. «Молекул ярная физика и термодинамика» (авторы – Тюшев
А. Н., Лузин А. Н. ).
Часть V. «Квантовая физика» (автор – Тюшев А. Н. ).
Пособие может быть использовано при изучении курса физики студентами
СГГА всех специальностей всех форм обучения. Объем и степень глубины и з-
лагаемого в пособии материала соответствуют специальностям с наибольшим
числом часов по физике, выделяемых существующим Гос -2000. Для специал ь-
ностей с меньшим количеством часов, по усмотрению лектора, некоторые ра з-
делы могут быть опущены, некоторые – рассмо трены с меньшей степенью по д-
робности.
В отличие от существующих учебников по физике, настоящее пособие
учитывает особенности рабочих программ специальностей СГГА.
Несколько слов об обозначениях. Так же, как и в ФКИ, в формулах, я в-
ляющихся математическими определениями физических величин, вместо знака
равенства использован знак тождества, чтобы подчеркнуть особенную ва ж-
ность этих формул -определений.
Векторные величины отмечаются стрелками над буквами, обозначающими
данные величины. Для производной по времен и, наряду с обозначением Лей б-
ница, используется и точка над буквой, обозначающей функцию, от которой
берется производная.
Настоящее пособие в процессе создания неоднократно обсуждалось на к а-
федре физики, авторы с признательностью пр иняли и учли много полезных з а-
мечаний, сделанных сотрудниками кафедры. В частности, по первой части н а-
стоящего пособия много ценных замечаний было сделано д оцентом кафедры
|
|
|
физики Л. Д. Дикусар, которой авторы выражают особенную признател ьность.
Авторы благо дарят рецензентов настоящего пособия члена -корреспон -
дента международной академии акмеологических наук, доцента к афедры общей
физики НГТУ, к. п. н. Селиванову Э. Б. и доцента кафедры физики СГГА,
к. ф. -м. н. Костюченко В. Я. - за большой труд по внимательному ч тению рук о-
писи и ценные замечания. Авторы выражают свою признательность доценту
кафедры физики СГГА, к. ф. -м. н. Серегину Г. В., проделавшему полезную и
кропотливую работу ответственного редактора.
Авторы особенно благодарны инженеру кафедры физики СГГА Баран овой
Е. А. за огромный труд по набору и неоднократным исправлениям текста. На з а-
ключительном этапе подготовки текста издания неоценимая помощь была ок а-
зана доцентом кафедры физики Чесноковым Д. В., которому авторы выр ажают
свою искреннюю признательность.
Обе спечение финансирования данного издания легло на заведующего к а-
федрой физики СГГА Чеснокова В. В., без усилий которого это издание было
бы невозможно.
В заключение авторы выражают надежду, что настоящее пособие будет
полезно студентам при изучении курса физ ики. Все замечания и предложения
по тексту пособия просьба подавать на кафедру физики СГГА, авторы примут
их с благода рностью.
Список литературы, использованной при написании
|
|
|
