МЕХАНИКА
Электронный вариант лекций по разделу "Механика" общей физики. Составлен на основании типовой учебной программы "Общая физика" для высших учебных заведений по специальностям: 1-02 05 02 Физика; 1 02 05 04 Физика. Дополнительная специальность (Утверждена 24.09.2008 г.; Регистрационный № ТД- А.026/тип)
Автор: профессор кафедры общей и теоретической физики БГПУ им. М.Танка Яковенко В.А.
Рекомендуемая литература:
Литература.
1. Введение. Физика и ее связь с другими науками и техникой. Материя. Основные представления о стороении материи в современной физике. Пространство и время – основные формы существовония материи.
2. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Радиус-вектор, векторы перемещения, скорости, ускорения. Траектория движения и пройденный путь. Перемещение и путь при равномерном и равнопеременном прямолинейном движенииии.
3. Криволинейное движение. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Движение точки по окружности. Угловое перемещение, векторы угловой скорости и углового ускорения. Связь между векторами линейных и угловых величин.
4. Динамика материальной точки. Понятие о силе и ее измерении. Силы в природе. Фундаментальные взаимодействия. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета (ИСО). Второй закон Ньютона. Масса и ее измерение.
5. Импульс. Общая формулировка второго закона Ньютона. Третий закон Ньютона. Преобразования Галилея для координат и скоростей. Принцип относительности Галилея.
6. Границы применимости классической механники. Единицы измерения и размерности физических величин. Международная система единиц (СИ). Эталон массы, длинны, времени.
7. Динамика механических систем. Внешние и внутренние силы. Движение системы материальных точек. Центр масс и центр тяжести механической системы. Движение центра масс. Закон сохранения импульса замкнутой механической системы.
8. Движение тела переменной массы. Уравнения Мещерского и Циолковского. Работа силы, мощность, энергия. Консервативные и неконсервативные силы и системы. Кинетическая и потенциальная энергия.
9. Энергия системы материальных точек. Закон сохранения механической энергии в консервативной системе. Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии в неконсервативной системе. Применение законов сохранения импульса и энергии при анализе упругого и неупругого ударов.
10. Механика твердого тела. Твердое тело как система материальных точек. Поступательное движение абсолютно твердого тела. Момент силы, момент инерции. Уравнение динамики вращательного движения тела относительно неподвижной оси. Пара сил.
11. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса твердого тела, примеры его проявления. Вычисление моментов инерции тел. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела.
12. Понятие о твердом теле, вращающемся вокруг неподвижной точки. Свободные оси вращения. Гироскоп. Условия равновесия твердого тела. Виды равновесия.
13. Всемирное тяготение. Закон тяготения Ньютона, постоянная тяготения и ее измерение. Гравитационная и инертная масса тела. Гравитационное поле. Напряженность и потенциал поля тяготения.
14. Движение планет, законы Кеплера. Применение законов сохранения энергии и момента импульса к движению в центральном гравитационном поле. Космические скорости. Основные достижения науки и техники в области освоения и исследования космического пространства.
15. Движение тел при наличии трения. Силы трения. Сухое трение. Статическое и кинематическое трение. Трение скольжения и трение качения. Жидкое трение. Движение тел в вязкой среде. Значение сил трения в технике.
16. Силы упругости. Упругие свойства твердых тел. Закон Гука для разных деформаций. Модули упругости, коэффициент Пуассона. Диаграмма напряжений. Упругий гистерезис. Потенциальная энергия упругой деформации.
17. Движение в неинерциальных системах отсчета (НИСО). Силы инерции в неинерциальной системе отсчета, движущейся равномерно прямолинейно. Равномерно вращающаяся НИСО. Зависимость силы тяжести тела от географической широты места.
18. Сила Кориолиса. Проявление сил инерции на Земле. Маятник Фуко. Невесомость и перегрузки.
19. Механика жидкостей и газов. Давление в жидкостях и газах. Распределение давления в жидкостях и газах, находящихся в равновесном состоянии. Закон Паскаля. Сила Архимеда. Условия плавания тел.
20. Стационарное движение жидкости. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его применение. Формула Торричелли. Реакция вытекающей струи.
21. Движение вязкой жидкости. Формула Пуазейля. Ламинарное и турбулентное течения, число Рейнольдса. Движение тел в жидкостях и газах. Подъемная сила крыла самолета, формула Жуковского.
22. Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, частота, фаза колебаний. Смещение, скорость, ускорение при гармоническом колебательном движении. Связь колебательного и вращательного движений, векторные диаграммы.
23. Уравнения движения простейших механических колебательных систем при отсутствии трения. Пружинный, математический, физический и крутильный маятники. Кинетическая, потенциальная и полная энергия колебательного движения.
24. Сложение колебаний одного направления с одинаковыми и разными частотами. Биения.
25. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
26. Уравнения движения колебательных систем с трением. Затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент. Автоколебания.
27. Вынужденные колебания. Резонанс. Добротность и ее связь с параметрами колебательной системы. Колебания связанных систем. Колебания в нелинейных системах. Релаксационные колебания.
28. Волновое движение. Распространение колебаний в однородной упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской гармонической бегущей волны. Смещение, скорость и относительная деформация в бегущей волне. Энергия волнового движения. Поток энергии. Вектор Умова.
29. Принцип Гюйгенса. Законы отражения и преломления волн. Дифракция. Интерференция волн. Стоячие волны. Уравнение стоячей волны. Кинетическая и потенциальная энергия стоячей волны.
30. Акустика. Волновая природа звука. Источники и приемники звука. Скорость звука в твердых телах, жидкостях и газах. Архитектурная акустика. Акустический резонанс. Анализ звуков.
31. Объективные и субъективные характеристики звука. Распространение звука. Отражение и поглощение звуковых волн. Ультразвук и его применение. Инфразвук, основные понятия.
|
|