Общая физика. Механика (главы курса)

Description

Этот курс лекций по общей физике является результатом многолетней преподавательской деятельности доцента, кандидата физико-математических наук Е. Н. Аксеновой при работе со студентами МИФИ. Он создан по просьбе и при технической поддержке самих студентов. Отличительной особенностью этого курса является его интерактивный характер, заключающийся в том, что материал каждой темы в процессе его изложения содержит четко сформулированные качественные вопросы. Они помогают понять физические нюансы изучаемого материала и выработать личное суждение по данному вопросу, а затем сравнить его с приведенным далее правильным ответом. Кроме того, курс ставит своей целью научить читателя пользоваться изложенным материалом применительно к решению задач, построив мостик между «узнал, понял» и «могу использовать, решать». Поэтому каждый раздел содержит параграф, посвященный методике решения задач с последовательным изложением программы практических действий. Пособие предназначено для студентов вузов всех форм обучения и направлений подготовки, входящих в УГС: «Физика и астрономия», «Электроника, радиотехника и системы связи», «Электро- и теплотехника», «Физико-технические науки и технологии», «Машиностроение», «Технологии материалов», «Авиационная и ракетно-космическая техника», и других физико- математических и инженерно-технических направлений. Книга также будет полезна учителям общеобразовательных школ и учащимся физико-математических классов. Глава I. Кинематика I.1. Кинематика материальной точки 1. Основные понятия кинематики 2. Траектория. Перемещение. Путь 3. Определение средних по времени величин 4. Скорость 5. Ускорение 6. Обратная задача 7. Способы описания движения 8. Качественные вопросы I.2. Кинематика твердого тела 1. Поступательное движение твёрдого тела 2. Степени свободы абсолютно твёрдого тела 3. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси 4. Угловая скорость 5. Угловое ускорение 6. Связь линейных и угловых величин 7. Плоское движение твёрдого тела 8. Произвольное движение твёрдого тела 9. Мгновенная ось вращения 10. Качественные вопросы Глава II. Динамика II.1. Динамика материальной точки 1. Что такое динамика 2. Инерциальные системы отсчёта 3. Преобразования Галилея 4. Принцип относительности Галилея 5. I закон Ньютона – закон инерции Галилея–Ньютона 6. Масса 7. Импульс – количество движения 8. II закон Ньютона 9. Взаимосвязь I и II законов Ньютона 10. Формулировка задачи о движении 11. III закон Ньютона 12. Виды взаимодействий 13. Скорость распространения взаимодействий 14. Классификация сил и современный взгляд на них 15. Фундаментальные силы (точные законы) 16. Приближенные силовые законы 17. Пример решения динамической задачи II.2. Законы сохранения 1. Силы внутренние и внешние. Замкнутая система. Закон сохранения импульса 2. Работа. Мощность. Кинетическая энергия 3. Основные виды силовых полей 4. Потенциальные поля 5. Консервативные поля 6. Полная механическая энергия частицы 7. Способы определения консервативности поля 8. Расчёт потенциальной энергии частиц в конкретных консервативных полях 9. Связь энергии и работы в общем случае присутствия консервативных и неконсервативных сил 10. Частные случаи вычисления работы, мощности, энергии 11. Центр масс системы 12. Закон движения центра масс. Система центра масс 13. Преобразование импульса при переходе из одной системы координат в другую 14. Преобразование кинетической энергии при переходе из одной системы координат в другую (теорема Кёнига) 15. Приведённая масса (задача двух тел) 16. Абсолютно неупругий удар 17. Абсолютно упругий центральный удар 18. Нецентральный упругий удар шаров с равными массами 19. Уравнение движения частицы с переменной массой (уравнение Мещерского). Формула Циолковского 20. Космические скорости 21. Момент импульса частицы относительно точки и относительно оси 22. Момент импульса системы частиц относительно точки и относительно оси 23. Связь между моментами импульса в лабораторной и в Ц-системе 24. Качественные вопросы 25. Момент силы, приложенной к частице, относительно точки и относительно оси 26. Момент сил, приложенных к системе частиц и твёрдому телу, относительно точки и относительно оси 27. Закон сохранения момента импульса 28. Движение в центральном поле сил 29. Задачи II.3. Неинерциальные системы отсчета 1. Суть вопроса. Постановка задачи 2. Поступательное движение неинерциальной системы. Поступательная сила инерции 3. Силы инерции при произвольном (непрямолинейном) ускоренном движении системы отсчёта 4. Зависимость ускорения свободного падения от географической широты местности 5. Неинерциальность геоцентрической системы отсчёта II.4. Механика твёрдого тела 1. Основные уравнения и особенности динамики твердого тела 2. Условия равновесия твёрдого тела 3. Вращение тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции относительно неподвижной оси 4. Теорема Штейнера 5. Принципы расчёта моментов инерции относительно неподвижных осей и применение теоремы Штейнера 6. Свойства моментов инерции относительно трёх взаимно перпендикулярных осей 7. Кинетическая энергия твёрдого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси 8. Работа внешних сил при вращении тела вокруг неподвижной оси 9. Аналогия между поступательным движением материальной точки и вращением тела относительно неподвижной оси 10. Динамика плоского движения твёрдого тела 11. Кинетическая энергия твёрдого тела при плоском движении 12. Задачи, содержащие вращающиеся блоки 13. Задачи на плоское движение твёрдых тел 14. Свободные оси. Главные оси 15. Гироскопы 16. Условие гироскопичности 17. Гироскопические эффекты Глава III. Специальная теория относительности (СТО) 1. Основные предпосылки возникновения СТО 2. Постулаты СТО 3. Следствия СТО 4. Инварианты СТО 5. Релятивистская динамика