Автомобильный портал - Двигатель. Замена свечей. Подсветка. Права и вождение / Выбор авто / Курс лекций по общей физике. Курс лекций по общей физике в мфти (15 видеолекций)

Курс лекций по общей физике. Курс лекций по общей физике в мфти (15 видеолекций)

02.05.2024

ВВЕДЕНИЕ

Предмет физики и его связь со смежными науками.

Физика (природа в переводе с греческого) - одна из основных наук о природе, изучающая общие свойства и законы движения вещества физических полей.

В современном виде физика включает в себя следующие основные разделы:

1) механику;

2) акустику;

3) учение о теплоте;

4) учение об электричестве;

5) оптику;

6) молекулярную физику;

7) атомную физику;

8) физику элементарных частиц, атомного ядра и космических лучей;

9) учение о гравитационном поле.

Изучение курса физики при подготовке инженерных кадров важно 2-х точек зрения:

1. для выработки правильного диалектико-материалистического мировоззрения, т.е. обобщенное представление о мире в целом, т.к. различные физические законы и явления представляют собой прекрасные иллюстрации общих законов и принципов марксистско-ленинской философии.

2. физика является научной основой технического образования. Фундаментальные законы природы, изучаемые физикой - теоретическая база для развития техники. Физика сегодняшнего дня - это техника – это техника завтрашнего дня. Уже современная техника обладает такими огромными возможностями, что далеко превосходит вымыслы Жюль Верна. Открытия законов природы, сделанные учеными физиками, послужили основой технического прогресса человечества. Любая область техники развиваясь, опирается на знание физических законов, энергетика (учение об электричестве), космонавтика (механику), атомная энергия (атомную и ядерную физику).

Технические науки представляют собой как бы разросшиеся ветви на стволе физической науки. Таковы, например, электро- и радиотехника, теплотехника, астрофизика, биофизика и др.

Границы между физикой и другими естественными науками не могут быть установлены резко. Существуют обширные пограничные области:

физическая химия и химическая физика, биофизика, астрофизика, прикладная оптика и др.

Дальнейший прогресс нашего общества невозможен без науки вообще и физики в частности.

Изучение физики мы начинаем с механики.

Гл.1. Физические основы механики

Литература: I. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1989. -Т. I.

2. Сивухин Д.В. Курс общей Физики. - М.: Наука, 1986. Т.

3. БерклеевскиЙ Курс физики. - М.: Наука, 1975-77. Т. I

4. Фанман Р., Лейтон Р. Файнмановские лекции по физике. М.: Мир, 1977. Вып. 1-10.

5. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1990.

6. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. - М.: Наука, 1987.

7. Хайкин С.Э. Физические основы механики. - М.: Наука, 1971.

8. Орир Д.К. Физика. - М.: Мир, 1981. Т. 1-2.

1. Механика, ее разделы и абстракции, применяемые при изучении движений

Механика - учение о простейшей форме движения материи, которое состоит в перемещении тел или их частей относительно друг друга. Механика - учение о механическом движении.

Механику обычно делят на 3 части: кинематику, статику, динамику,

В кинематике рассматривается движение тел вне связи с причинами, которые вызывают это движение или изменяют его.

В статике изучаются законы равновесия одного тела или системы тел.

Динамика рассматривает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют движение.

При анализе сложных процессов, где трудно проследить и выявить основные причинные связи, стараются прежде всего отделить главные закономерности от второстепенных. При этом с целью упрощения рассматривают условную схему явления, пользуясь научными абстракциями. Без применения физических абстракций, отображающих только частично процесс или какую-либо из его сторон, любая, даже простейшая, задача будет разрешимой.

В механике пользуются следующими абстракциями: а) материальная точка; б) абсолютно твердое тело; в) абсолютно упругое тело и др.

Материальная точка - понятие применимое к такому телу, размерами которого можно пренебречь по сравнению с размерами, характеризующими движение этого тела.

Пример. - движение Земли вокруг Солнца. Землю и Солнце можно считать материальными точками, хотя их радиусы соответственно 6х10 6 м. и 7х10 8 м. Однако эти расстояния малы по сравнению с расстоянием между центрами этих небесных тел (1,5х10 11 м). Однако при изучении вращения Земли вокруг своей оси представление о Земле как о точке неприменимо.

Аналогично можно рассматривать движение океанского лайнера в порту и океане и т.д.

Совокупность нескольких тел, каждое из которых можно считать материальной точкой - называется системой материальных точек (наша Галактика) в некоторых случаях газ, состоящий из молекул.

Абсолютно твердое тело - система материальных частиц, расстояние между которыми не изменяется при произвольных перемещениях этой системы. А.т.т. - тело, которое ни при каких условиях не деформируется. Например, диск, совершающий крутильно-гармонические колебательные движения. Период колебания диска зависит только от массы, его размеров, однородности материала, из которого он изготовлен, распределения масс относительно центра, но не зависит от его упругих свойств. При этом отдельные части диска не изменяют своего положе относительно друг друга.

Абсолютно упругое тело - тело, основными характеристиками которого являются его упругие свойства. А.у.т. - тело, для которого силы однозначно определяют деформации и наоборот.

Правильность выбранной абстракции подтверждается совпадением, определенной точностью результатов теории и опыта.

Физика - наука, устанавливающая закономерные связи посредством наблюдений явлений в природе и посредством лабораторных опытов. Согласие результатов научного анализа с результатами опыта - критерий истинности наших познаний об окружающем мире.

2. Системы единиц измерения физических величин.

Измерить какую-либо физическую величину - это значит сравнить ее с другой однородной физической величиной, принятой за единицу I измерения. Следовательно, для измерения физических величин необходимо выбрать единицы измерения (эталоны). Эталоны можно выбрать произвольно, но они должны удовлетворять следующим требованиям:

а) легко воспроизводиться в любом количестве;

б) должны быть удобны для пользования в практической деятельности.

Выбор единиц, их хранение и воспроизведение определяются методологией, ВНИИ метрологии г. Ленинграда.

Чаще всего выбирают несколько эталонов для некоторых независимых физических величин и принимают их за основные. Эталоны (единицы измерения) всех остальных величин, называемые производными, получают, пользуясь физическими законами. Эталоны - это меры и измерительные приборы, предназначенные для хранения и воспроизведения единиц измерений с наивысшей достижимой при данном состоянии науки и техники точностью и принятые в общегосударственном или международном масштабе.

Совокупность основных и производных единиц образуют системы единиц. Т.к. выбор основных единиц произволен, то может быть построен целый ряд систем единиц СГС, в мех. СГСЭ, в эл. МКС МКГСС и др. В последнее время в качестве предпочтительной принята Международная система единиц СИ - единая система для всех разделов физики.

В этой системе основными единицами измерения являются:

длины L – 1 м	1.650.763,73 излучения оранжевого цвета изотопа криптона 86 в вакууме.
массы M – 1 кг	ед. массы, равная массе междуна-родного прототипа килограмма.
времени T – 1 с	время, равное 9192631770 периодам излучения линии 2 S 1/2 в спектре атома цезия-133.
температура T o – 1 К	температура, равная 1/273,15 термодинамической температуры затвердевания дистиллированной воды при 101 325 Па.
количество в-ва v – 1 моль	количество вещества, содержащее столько атомов, сколько содержится в 0,012 кг нуклида у С 12 .
сила тока J – 1А	Сила тока, который, проходя по двум \|\| прямым проводникам ¥ длина и ничтожного сечения, расположенных на расстоянии 1 м в вакууме, вызывает силу 2х10 -7 Н на каждый метр длины.
сила света Jсв I Кд	Кандела. Сила света, испускаемого 1/600000 м 2 в ^ к этой поверхности направлении при т-ре затвердевания платаны и при давлении 101 325 Па.
Дополнительные	1 рад – единица плоского угла. 1 ср – стерадиан - единица телесного угла.

1.3. Размерность физических величин.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный строительный университет»

Утверждено

Зав. кафедрой физики

__________________/Н.Н. Харабаев/

Учебно-методическое пособие

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по физике

(для всех специальностей)

Ростов-на-Дону

Учебно-методическое пособие. Конспект лекций по физике (для всех специальностей). – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2012. – 103 с.

Содержится конспект лекций по физике, основанный на учебном пособии Т.И. Трофимовой «Курс физики» (изд-во Высшая школа).

Состоит из четырех частей:

I. Механика.

II. Молекулярная физика и термодинамика.

III. Электричество и магнетизм.

IV. Волновая и квантовая оптика.

Предназначено для преподавателей и студентов в качестве теоретического сопровождения лекций, практических и лабораторных занятий с целью достижения более глубокого усвоения основных понятий и законов физики.

Составители: проф. Н.Н.Харабаев

доц. Е.В.Чебанова

проф. А.Н. Павлов

Редактор Н.Е.Гладких

Темплан 2012 г., поз. Подписано в печать

Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л. 4,0.

Тираж 100 экз. Заказ

_________________________________________________________

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета

334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

строительный университет, 2012

Часть I. Механика

Тема 1. Кинематика поступательного и вращательного движения. Кинематика поступательного движения

Положение материальной точки А в декартовой системе координат в данный момент времени определяется тремя координатамиx , y и z илирадиусом-вектором – вектором, проведенным из начала системы координат в данную точку (рис. 1).

Движение материальной точки определяется в скалярном виде кинематическими уравнениями: x = x(t) ,у = y(t) ,z = z(t),

или в векторном виде уравнением: .

Траектория движения материальной точки – линия, описываемая этой точкой при её движении в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным.

Материальная точка, двигаясь по произвольной траектории, за малый промежуток времени Dt переместиться из положенияА в положениеВ , пройдя при этом путьDs , равный длине участка траекторииАВ (рис. 2).

Рис. 1 Рис. 2

Вектор , проведенный из начального положения движущейся точки в момент времениt в конечное положение точки в момент времени (t + Dt ), называется перемещением, то есть .

Вектором средней скорости называется отношение перемещенияк промежутку времениDt , за который это перемещение произошло:

Направление вектора средней скорости совпадает с направлением вектора перемещения.

Мгновенной скоростью (скоростью движения в момент времени t ) называется предел отношения перемещения к промежутку времениDt , за который это перемещение произошло, при стремлении Dt к нулю: = ℓim Δt →0 Δ/Δt = d/dt =

Вектор мгновенной скорости направлен по касательной, проведенной в данной точке к траектории в сторону движения. При стремлении промежутка времениDt к нулю модуль вектора перемещения стремится к величине путиDs , поэтому модуль вектора v может быть определен через путь Ds : v = ℓim Δt →0 Δs/Δt = ds/dt =

Если скорость движения точки со временем изменяется, то быстрота изменения скорости движения точки характеризуется ускорением .

Средним ускорением ‹a› в интервале времени от t до (t + Dt ) называется векторная величина, равная отношению изменения скорости () к промежутку времениDt , за который это изменение произошло: =Δ/Δt

Мгновенным ускорением илиускорением движения точки в момент времени t называется предел отношения изменения скорости к промежутку времениDt , за который это изменение произошло, при стремлении Dt к нулю:

где – первая производная от функциипо времениt ,

Боже, а завтра экзамен...

ПОЛНЫЕ КУРСЫ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ.

1. А.Н. Огурцов, Лекции по физике. (A.N. Ogurtsov, Lecture Notes On Physics (in Russian), 5th Ed., May 2004). Базовый уровень ВТУЗа, 64-80 лекционных часов (у меня большие сомнения, что такой курс можно прочитать за 80 часов).
МЕХАНИКА (Mechanics) - 533k
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА (Molecular Physics & Thermodynamics) - 639k
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО (Electricity) - 536k
МАГНЕТИЗМ (Magnetism) - 533k
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ (Waves) - 500k
ОПТИКА (Optics) - 653k
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА (Quantum Physics) - 722k
ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА. Предметный Указатель (Nuclear Physics. Index.) - 500k
Общий размер архива 4.3 Мб. Все файлы в PDF.

скачать

2. Васильев. Полный курс: Механика, СТО, Молекулярная физика, Электромагнетиз, Волны, Оптика, Квантовая физика. Рассчитан на 4 семестра. Изложение понятное.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скачать