Бром Л.Н. Физика (Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Жидкости). Часть 1 - файл n1.doc

Бром Л.Н. Физика (Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Жидкости). Часть 1
скачать (3237 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc3237kb.03.11.2012 09:15скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8


Министерство транспорта Российской федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ИНСТИТУТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра общеобразовательных и профессиональных дисциплин

Л. Н. Бром


ФИЗИКА
Конспект лекций
Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Жидкости

(часть I)

Самара

2010

УДК 53

ББК 22.3

Б

Рецензенты:

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Физика и экологическая теплофизика» СамГУПС Л. Е. Жмур;

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Физика» Уфимского государственного авиационного технического университета В. Р. Строкина
ФИЗИКА: конспект лекций по разделам «Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Жидкости» для студентов всех инженерно-технических специальностей заочной формы обучения (часть I) /

Л. Н. Бром. – Самара: СамГУПС, 2010г. – 47 с.
Утверждено на заседании кафедры ОиПД 18.11.2009 г., протокол №3

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.


Конспект лекций содержит краткую программу по разделам «Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Жидкости», предназначен для студентов заочной формы обучения. Структура изложения материала в конспекте лекций соответствует порядку ознакомления студентов с учебным материалом на лекционных занятиях. Достоинством данного конспекта лекций является доступное, ясное и логичное изложение материала, способствующее эффективному его усвоению и использованию его при выполнении контрольных работ по соответствующему разделу.
УДК 53

ББК 22.3
Подписано в печать_____________________Формат 60x84 1/16.

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. печ. л. 3

Тираж 200 экз. Заказ №_________

©Самарский государственный университет путей сообщения, 2010

Оглавление


Введение в механику 5

1. Кинематика и динамика поступательного движения 6

1.1. Кинематика поступательного движения материальной точки 6

1.2. Ускорение и его составляющие 8

1.3. Динамика поступательного движения 9

1.4. Работа. Энергия. Мощность 11

1.5. Применение законов сохранения 13

1.6. Тяготение. Движение в поле тяготения 15

1.7. Поле тяготения и его характеристики 17

2. Кинематика и динамика вращательного движения 19

2.1. Кинематика вращательного движения твердого тела 19

2.2. Динамика вращательного движения твердого тела 21

2.3. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса 24

2.4. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении 25

3. Гармонические колебания. Маятники 26

3.1. Гармонические колебания и их характеристики 26

3.2. Математический и физический маятники 28

4. Основы молекулярной физики и термодинамики 30

4.1. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ 30

4.2. Смеси газов. Закон Дальтона 32

4.3. Число степеней свободы. Внутренняя энергия идеального газа. Работа 32

4.4. I начало термодинамики и его применение к изопроцессам 35

4.5. Элементы теории теплоемкостей 37

4.6. Адиабатический процесс 38

4.7. Круговые процессы. КПД. Цикл Карно 40

5. Свойства жидкостей. Энергия поверхностного слоя. Давление под изогнутой поверхностью 43

Библиографический список 45

Предисловие
Физика – очень древняя и вечно молодая наука.

“Физис” – природа (греч.) – так названо сочинение древнегреческого учёного Аристотеля в III веке до н. эры. На данной стадии развития нельзя дать определение физики только как науки о природе.

Физика – наука о наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях, взаимодействиях. Все взаимодействия осуществляются посредством полей (гравитационных, электромагнитных, ядерных…). Поле, наряду с веществом, является одной из форм существования материи. Неразрывная связь поля и вещества, а также различия в их свойствах будут рассмотрены по мере изучения курса.

Почти каждый шаг на пути познания физики находит то или иное практическое приложение.

Возник ряд наук, занимающихся применением явлений, законов физики: биофизика, астрофизика, физическая химия, металлофизика, физика космических исследований и др.

Физика тесно связана с техникой, причём эта связь имеет двухсторонний характер: Физика выросла из потребностей техники, т. е. техника определяет направление физических исследований. С другой стороны, от развития физики зависит технический уровень производства. Физика – база, фундамент для создания новых отраслей техники. Таких как электро- и радиотехника, электронная и вычислительная техника, приборостроение, микроэлектроника, нанотехнологии, ядерная техника и др.

Физики вооружают промышленность принципиально новыми приборами и устройствами, создают основы новых, более совершенных методов производства, высоких и сверхвысоких технологий. Бурный темп развития физики, растущие связи её с техникой указывают на значительную роль физики в высшем учебном заведении. Физика является фундаментальной базой для теоретической подготовки инженера, без которой его успешная деятельности невозможна.

Введение в механику



Механика – часть физики, изучающая простейшую и наиболее общую форму движения материи – механическое движение.

Механика, как наука, начинает формироваться с III в. до н. эры (Архимед, др. греч. учёный 287-212 г. до н. э.). Бурное развитие механики и установление её основных законов приходится на XVI – XVII в. (Г. Галилей, итальянский физик и астроном И. Ньютон, англ. учёный).

Механика Ньютона изучает законы движения макроскопических тел, скорости которых намного меньше скорости света (с) – это классическая механика.

Законы движения тел со скоростями близкими к скорости света () изучаются релятивистской механикой, в основе которой лежит специальная теория относительности, разработанная А. Эйнштейном (1905 г.).

Закономерности движения микроскопических тел (элементарных частиц, атомов) изучает квантовая механика.

В первой части курса физики мы будем изучать классическую механику, которая рассматривает пространство и время как объективные формы существования материи, но в отрыве друг от друга и от движения тел.

Механика подразделяется на три раздела:

Кинематика - изучает движение тел без рассмотрения причин, которые обусловливают это движение.

Динамика - изучает законы движения тел и причины, которые вызывают эти движения.

Статика - изучает законы равновесия системы тел.

1. Кинематика и динамика поступательного движения

1.1. Кинематика поступательного движения материальной точки



Материальная точкатело, размерами которого можно пренебречь.

Основными кинематическими величинами, характеризующими движение тела являются: путь (S), перемещение (? r), скорость (V), ускорение (а).

При рассмотрении движения материальной точки выбирают систему отсчета.

Система отсчетаэто тело отсчета, связанное с системой координат и временем.



Рис.1

При движении материальной точки ее координаты (x, y, z) и радиус вектор () изменяются с течением времени. Так, что уравнения изменения координат или эквивалентное им уравнение изменения радиуса–вектора с течением времени называют кинематическими уравнениями движения материальной точки.

или (1)

Векторная величина, равная изменению радиус–вектора называется перемещением материальной точки (см. рис.1).



Расстояние, пройденное материальной точкой вдоль траектории движения (дуга 1-2) представляет путь , пройденный за промежуток времени .

В общем случае, как видно из рис. 1, и не совпадают:



Очевидно, лишь в пределе за бесконечно малый промежуток времени

? t ? 0 путь и перемещение совпадают S = | ? r | , так что



При прямолинейном движении в одном направлении путь и перемещение совпадают, то есть .

Для характеристики движения материальной точки вводится понятие скорости, которая определяет быстроту и направление движения материальной точки.

Величина равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое оно совершается, называется средней скоростью за ? t.

(2)

Ее направление совпадает с направлением перемещения .

Перейдя к пределу в формуле (2), при ? t ? 0 получим выражение мгновенной скорости:

(3)

Мгновенная скорость – есть векторная величина, равная первой производной радиуса-вектора по времени.

Ее направление совпадает с направлением касательной к траектории движения в сторону движения.

Численное значение мгновенной скорости будет:

;

(4)

Модуль мгновенной скорости равен первой производной пути по времени.

В случае неравномерного движения пользуются скалярной величиной –средней путевой скоростью.

<V>,

где ? Sпуть, пройденный материальной точкой за время ? t.

Средняя путевая скорость больше средней скорости, так как ? S больше ? r.

[V] = м/с.


  1   2   3   4   5   6   7   8


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации