Fizika vidusskolām lekciju konspekti. Lekciju kurss par vispārējo fiziku MIPT (15 videolekcijas)

Piedāvājam jūsu uzmanībai lekciju kursu par vispārējo fiziku, kas nolasīts Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūtā ( Valsts universitāte). MIPT ir viena no vadošajām Krievijas universitātēm, kas sagatavo speciālistus teorētiskās un lietišķās fizikas un matemātikas jomā. MIPT atrodas Dolgoprudnijas pilsētā (Maskavas apgabals), savukārt daļa universitātes ēku ģeogrāfiski atrodas Maskavā un Žukovski. Viena no 29 nacionālajām pētniecības universitātēm.

pazīšanas zīme izglītības process MIPT ir tā sauktā “Phystech sistēma”, kuras mērķis ir apmācīt zinātniekus un inženierus darbam jaunākajās zinātnes jomās. Lielākā daļa studentu studē "Lietišķās matemātikas un fizikas" virzienā.

Lekcija 1. Mehānikas pamatjēdzieni

Šajā lekcijā mēs runāsim par kinemātikas pamatjēdzieniem, kā arī par līknes kustību.

2. lekcija. Ņūtona likumi. Reaktīvā piedziņa. Darbs un enerģija

Ņūtona likumi. Svars. Spēks. Pulss. Reaktīvā piedziņa. Meščerska vienādojums. Ciolkovska vienādojums. darbs un enerģija. Spēka lauks.

Lekcija 3. Kustība centrālo spēku jomā. leņķiskais impulss

Spēka lauks (iepriekšējās lekcijas turpinājums). Kustība centrālo spēku jomā. Kustība potenciālo spēku laukā. Potenciāls. Potenciālā enerģija. Ierobežota un bezgalīga kustība. Stingrs korpuss (sākums). inerces centrs. Spēka mirklis. impulsa moments.

4. lekcija. Kēniga teorēma. Sadursmes. Speciālās relativitātes teorijas pamatjēdzieni

Kēniga teorēma. inerces centrs. Samazināta masa. Absolūti izturīgs sitiens. Neelastīga ietekme. sliekšņa enerģija. Speciālā relativitātes teorija (sākums). Speciālās relativitātes teorijas pamati. Pasākums. Intervāls. Intervāla nemainība.

Lekcija 5. Relativistiskie efekti. Relativistiskā mehānika

Speciālā relativitāte (turpinājums). Lorenca pārvērtības. Relativistiskā mehānika. Kustības vienādojums relativistiskā gadījumā.

Lekcija 6. Einšteina relativitātes princips.

Speciālā relativitāte (turpinājums). Princips. rotācijas kustība ciets ķermenis. Gravitācijas lauks (sākums). Gausa teorēma gravitācijas laukā.

Lekcija 7. Keplera likumi. Inerces moments ap asi

Gravitācijas lauks (turpinājums). Centrāli simetrisks lauks. Divu ķermeņu problēma. Keplera likumi. Ierobežota un bezgalīga kustība. Stingrs korpuss (turpinājums). Inerces moments ap asi.

8. lekcija

Stingrs korpuss (turpinājums). Inerces moments. Eilera teorēma par stingra ķermeņa vispārējo kustību. Huigensa-Šteinera teorēma. Stingra ķermeņa rotācija ap fiksētu asi. Leņķiskais ātrums. ripo.

Lekcija 9. Inerces tenzors un elipsoīds. Žiroskopi

Stingrs korpuss (turpinājums). Ripojošie ķermeņi. Inerces tenzors. Inerces elipsoīds. Galvenās inerces asis. Žiroskopi (sākums). Trīspakāpju žiroskops. Augšā ar fiksētu punktu. Žiroskopijas pamata attiecība.

Lekcija 10. Žiroskopijas pamatattiecības. fiziskais svārsts

Žiroskops (turpinājums). Nutācija. Svārstības (sākums). fiziskais svārsts. fāzes plakne. Logaritmiskās slāpēšanas samazināšanās. kvalitātes faktors

11. lekcija

Svārstības (turpinājums). slāpētas vibrācijas. Sausā berze. Piespiedu vibrācijas. Svārstību sistēma. Rezonanse. Parametriskās vibrācijas.

Lekcija 12. Slāpētas un neslāpētas svārstības. Neinerciālās atskaites sistēmas

Svārstības (turpinājums). Neslāpētas vibrācijas. slāpētas vibrācijas. Fāzes portrets. Viļņa apraksts. Neinerciālās atskaites sistēmas (sākums). Inerces spēki. Rotējošas atskaites sistēmas.

13. lekcija Elastības teorija

Neinerciālās atskaites sistēmas (turpinājums). Patvaļīgi kustīgas sistēmas absolūtā paātrinājuma izteiksme. Fuko svārsts. Elastības teorija (sākums). Huka likums. Younga modulis. Stieņa elastīgās deformācijas enerģija. Puasona koeficients.

Lekcija 14. Elastības teorija (turpinājums). Ideāla šķidruma hidrodinamika

Elastības teorija (turpinājums). Visapkārt stiept. Vispusīga kompresija. Vienpusēja saspiešana. Skaņas izplatīšanās ātrums. Hidrodinamika (sākums). Bernulli vienādojums ideālam šķidrumam. Viskozitāte.

Lekcija 15. Viskoza šķidruma kustība. Magnusa efekts

Hidrodinamika (turpinājums). Viskoza šķidruma kustība. Viskozās berzes spēks. Šķidruma ieplūde apaļa caurule. Plūsmas jauda. Laminārās plūsmas kritērijs. Reinoldsa numurs. Stoksa formula. Spārnu gaisa plūsma. Magnusa efekts.

Ceram, ka novērtējāt Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta Tehnisko zinātņu kandidāta, Vispārējās fizikas katedras asociētā profesora Vladimira Aleksandroviča Ovčinkina lekcijas.

Uzziņai 2016. gada maijā britu žurnāls Times Higher Education MIPT iekļāva 100 prestižāko universitāšu pasaulē.

PROGRAMMA

inovatīvu vispārējās fizikas kursu Fizikas fakultātes studentiem (1 semestris, sadaļa "MEHĀNIKA")

Komentāri par atsevišķām kursa tēmām tiek sniegti pdf formātā - lasīšanai un drukātā kopijas izdrukāšanai, izmantojot programmu Acrobat Reader. Datormodelēšana(Java sīklietotnes) darbojas tieši pārlūkprogrammā.

1. tēma: Ievads. Klasiskās fizikas principi

Ievads. Fizikas vieta starp dabas zinātnes. Korelācija starp eksperimentu un teoriju fizikā. Pieredze kā zināšanu avots un patiesības kritērijs. Fizikālo teoriju heiristiskais spēks. Fizikālo teoriju pielietojamības robežas. Atbilstības princips. Klasiskās mehānikas abstrakcijas. Absolutizācija fiziskais process(neatkarība no novērošanas līdzekļiem) un tā apraksta neierobežotas detalizācijas iespēja. Nenoteiktības attiecības un piemērojamības robežas klasiskais apraksts. Matemātikas loma fizikā. Atšķirība starp jēdzieniem, ar kuriem nodarbojas tīrā matemātika un eksperimentālā zinātne. Fiziskie modeļi un abstrakcijas.

Komentārs par tēmu “Ievads. Klasiskās fizikas principi” (7 lpp.)

2. tēma: Telpa un laiks. Atsauces sistēmas un koordinātu sistēmas

Laika intervālu un telpisko attālumu mērījumi. Mūsdienu laika un garuma standarti. Klasiskās (nerelativistiskās) idejas par telpu un laiku ir pieņēmumi par notikumu, laika intervālu un telpisko attālumu vienlaicības absolūto raksturu. telpas un laika īpašības. laika viendabīgums. Telpas homogenitāte un izotropija. Eiklīda ģeometrijas un reālās fiziskās telpas ģeometrijas korelācija. Atsauces sistēma.

(5 lapas)

Koordinātu sistēmas. Cilindrisko un sfērisko koordinātu savienojums ar Dekarta koordinātas. Garuma elements līknes koordinātēs. Vienību vektori (orts) Dekarta, cilindriskām un sfēriskām koordinātām. Punktu koordinātu transformācija, pārejot no vienas koordinātu sistēmas uz citu.

3. tēma: Materiāla punkta kinemātika.

fiziskie modeļi. Idealizētu objektu un fizikā izmantoto abstrakciju piemēri. Materiāls punkts kā fiziskais modelis. Mehāniskā kustība un tās apraksts. Kinemātikas priekšmets. Materiāla punkta kinemātikas pamatjēdzieni. Rādiusa vektors. Kustēties. Trajektorija. veids. Vidējais ātrums. Ātrums. Ātruma vektors kā rādiusa vektora atvasinājums. Ātruma vektora virziens un trajektorija. Ātruma vektora hodogrāfs. Paātrinājums. Paātrinājums līknes kustības laikā. Ceļa izliekuma centrs un izliekuma rādiuss. Paātrinājuma sadalīšana normālās un tangenciālās komponentēs.

Komentārs par tēmu “Telpa un laiks. Materiāla punkta kinemātika” (5 lpp.)

Kustības apraksta koordinātu forma. Ātruma un paātrinājuma noteikšana pēc dotās koordinātu atkarības no laika. Koordinātu noteikšana pēc dotās ātruma atkarības no laika. Kustība savienojumu klātbūtnē. viendimensionāls izliekta kustība. Mehāniskās sistēmas brīvības pakāpju skaits.

4. tēma: Materiāla punkta klasiskās dinamikas pamati

Dinamikas pamati. Ņūtona pirmais likums un tā fiziskais saturs. Miera stāvokļa un kustības dinamiskā ekvivalence nemainīgā ātrumā. Inerces likuma saistība ar relativitātes principu. Ņūtona otrais likums. spēks un mehāniskā kustība. Spēka jēdziena fiziskā būtība mehānikā. Dažādas fizikālās dabas spēki un fundamentāla mijiedarbība fizikā. Spēka īpašības un spēku mērīšanas metodes. Inerciālās masas jēdziens. Masas mērīšanas metodes. Ņūtona otrā likuma fiziskais saturs. Vairāku spēku vienlaicīga darbība un superpozīcijas princips. Ķermeņu un Ņūtona trešā likuma mijiedarbība. Ņūtona likumu loģiskā shēma un dažādās tās konstruēšanas iespējas.

Komentārs par tēmu "Klasiskās dinamikas pamati" (7 lpp.)

5. tēma: Dinamikas tiešās un apgrieztās problēmas. Kustības vienādojumu integrācija

Ņūtona otrais likums kā materiāla punkta dinamikas pamatvienādojums. Mehāniskā stāvokļa jēdziens. Dinamikas tiešais uzdevums ir spēku noteikšana no zināmas kustības. Smaguma likuma atrašana no Keplera likumiem. Dinamikas apgrieztā problēma ir kustības noteikšana ar zināmiem spēkiem un sākuma stāvokli. Kustības vienādojumu integrēšanas piemēri (daļiņu kustība nemainīgā un no laika atkarīgā viendabīgā laukā, kustība viskozā vidē, lādētas daļiņas kustība vienmērīgā magnētiskā laukā un krusteniskā elektriskajā un magnētiskie lauki, kustība spēku iedarbībā atkarībā no daļiņas stāvokļa – telpiskais oscilators un Kulona lauks).

Kustības vienādojumu skaitliskās integrācijas algoritmi. Materiālā punkta kustība savienojumu klātbūtnē. Ideālu savienojumu reakcijas spēki.

6. tēma: Fizikālie lielumi un mērvienību sistēmas. Dimensiju analīze

Mērījumi fizikā. Standarta prasības fiziskais daudzums. Fizikālo lielumu vienības. Agregātu sistēmas mehānikā. Agregātu sistēmu konstruēšanas principi. Pamatvienības un atvasinātās vienības. Standarti. Fiziskā lieluma dimensija. Dimensiju analīzes metode un tās pielietojums fizikālās problēmās.

Komentārs par tēmu “Fizikālie lielumi un mērvienību sistēmas. Dimensiju analīze” (8 lapas)

7. tēma: Tēma: Priekšnosacījumi un postulāti privātā teorija relativitāte

Inerciālās atskaites sistēmas. Fiziskā ekvivalence inerciālās sistēmas atsauce (relativitātes princips). Galilejas transformācijas un ātruma transformācijas. Klasisko ideju par telpu un laiku ierobežotais raksturs. Relativitātes princips un elektrodinamika. Eksperimentālie fakti, kas liecina par gaismas ātruma vakuumā universālo raksturu. Īpašā relativitāte ir telpas un laika fizikālā teorija. Relativitātes teorijas postulāti un to fiziskais saturs.

Komentārs par tēmu "Privātās relativitātes teorijas priekšnosacījumi un postulāti" (4 lpp.)

8. tēma: Relativistiskā kinemātika

Laika intervālu un telpisko attālumu mērīšana no relativitātes teorijas viedokļa. Notikuma jēdziens. Notikumu vienlaicības relativitāte. Pulksteņa sinhronizācija. Laika intervālu transformācija starp notikumiem, pārejot uz citu atskaites sistēmu. Savs laiks. Laika intervālu transformācijas relativistiskā likuma eksperimentāls apstiprinājums. Telpisko attālumu starp notikumiem relativitāte. savs garums. Lorenca kontrakcija kā relativitātes teorijas postulātu sekas. Relativistiskais Doplera efekts.

Komentārs par tēmu "Relativistiskā kinemātika" (8 lpp.)

9. tēma: Lorenca pārvērtības un sekas no tām

Lorenca pārvērtības. Ātruma transformācijas relativistiskais likums. Relatīvais ātrums un pieejas ātrums. gaismas aberācija. Lorenca transformāciju kinemātiskās sekas.

Komentārs par tēmu "Lorenca pārvērtības un sekas no tām" (7 lpp.)

10. tēma: Telpas-laika ģeometrija

Intervāls starp notikumiem. Lorenca transformāciju ģeometriskā interpretācija. Četrdimensiju Minkovska telpas laiks. Gaismas konuss. pasaules līnijas. Laika un telpas intervāli starp notikumiem. Intervālu cēloņsakarība un klasifikācija. Absolūta pagātne, absolūta nākotne un absolūti tāla. Notikumu vienlaicības relativitātes, laika intervālu un attālumu relativitātes interpretācija, izmantojot Minkovska diagrammas. Četri vektori Minkovska telpā. Notikuma 4D rādiusa vektors.

Komentārs par tēmu "Telpas-laika ģeometrija" (11 lpp.)

11. tēma: Relativistiskās dinamikas pamati

Daļiņas relativistiskais impulss. relatīvistiskā enerģija. Kinētiskā enerģija un atpūtas enerģija. Masa un enerģija. Enerģijas un relatīvās masas ekvivalence. Saiknes enerģija atomu kodoli. Atpūtas enerģijas pārvēršana par kodolreakcijas. Smago kodolu dalīšanās reakcijas un vieglo kodolu sintēze. Daļiņas enerģijas un impulsa saistība. Daļiņas enerģijas un impulsa transformācija, pārejot uz citu atskaites sistēmu. Daļiņas četru vektoru enerģijas impulss. Vienkārši uzdevumi relatīvistiskā dinamika. Daļiņas kustība vienmērīgā nemainīgā laukā, lādētas daļiņas kustība vienmērīgā magnētiskajā laukā.

Komentārs par tēmu "Relativistiskās dinamikas pamati" (10 lpp.)

12. tēma: impulss, leņķiskais impulss, enerģija. Saglabāšanas likumi

Materiālā punkta impulss un tā izmaiņu likums. Spēka impulss. Materiāla punkta leņķiskais moments. Spēka mirklis. Leņķiskā impulsa maiņas likums. Leņķiskā impulsa saglabāšana, daļiņai pārvietojoties centrālajā spēka laukā. Sektoru ātruma un laukuma likums (Keplera otrais likums).

Komentārs par tēmu "Leņķiskais impulss un sektorālais ātrums" (2 lpp.)

Spēka darba jēdziens mehānikā. Darba kā fiziska lieluma īpašības. Spēka spēks. Daļiņas kinētiskā enerģija. Kopējā spēka darbs un daļiņas kinētiskās enerģijas izmaiņas. Potenciālais spēka lauks. Daļiņas potenciālā enerģija. Spēka līnijas un ekvipotenciālu virsmas. Spēka un potenciālās enerģijas attiecības. Potenciālo spēka lauku piemēri.

Materiāla punkta mehāniskā enerģija. Daļiņas mehāniskās enerģijas izmaiņu likums, kad tā pārvietojas potenciālā spēka laukā. Dissipatīvas un konservatīvas mehāniskās sistēmas. Ideālo saišu reakcijas spēku darbs. Saikne starp konservatīvas sistēmas mehāniskās enerģijas saglabāšanu un tās kustības atgriezeniskumu laikā un ar laika viendabīgumu. Mehāniskās enerģijas nezūdamības likuma pielietošanas piemēri fizikālos uzdevumos.

13. tēma: Materiālo punktu sistēmas dinamika

Sistēmas masas centrs. Daļiņu sistēmas impulss. Saistība starp sistēmas impulsu un masas centra ātrumu. Ārējie un iekšējie spēki. Sistēmas impulsa maiņas likums. Slēgtas mijiedarbojošo ķermeņu sistēmas impulsa saglabāšana. Masas centra kustības likums. Mainīgas masas ķermeņa kustība. Meščerska vienādojums. Reaktīvā piedziņa. Ciolkovska formula. Daudzpakāpju raķešu ideja. Divu ķermeņu problēma. Samazināta masa.

Sistēmas leņķiskais impulss tel. Sistēmas leņķiskā impulsa saistība dažādos atskaites rāmjos un nosacīti dažādi punkti. Mijiedarbojošo ķermeņu sistēmas leņķiskā impulsa maiņas likums. Iekšējo un ārējo spēku mirkļi. Momentu vienādojums attiecībā pret kustīgu polu. Slēgtas sistēmas leņķiskā impulsa saglabāšana.

Saglabāšanās likumi un simetrijas principi fizikā. Slēgtas ķermeņu sistēmas saglabāšanas likumu saistība ar fiziskās telpas simetrijas īpašībām. Telpas impulsa un viendabīguma saglabāšana. Leņķiskā impulsa un telpas izotropijas saglabāšana.

14. tēma: Mehāniskās sistēmas enerģija. Daļiņu sadursmes

Daļiņu sistēmas kinētiskā enerģija. Sistēmas kinētiskās enerģijas sadalīšana visas sistēmas kinētiskās enerģijas un kustības kinētiskās enerģijas summā attiecībā pret masas centru. Neelastīgās sadursmes un relatīvās kustības kinētiskā enerģija. Sistēmas kinētiskās enerģijas izmaiņas un visu spēku darbs, kas iedarbojas uz tajā iekļautajām daļiņām.

Potenciālie mijiedarbības spēki starp sistēmas daļiņām. Ārējo un iekšējo potenciālo spēku darbs, mainot sistēmas konfigurāciju. Daļiņu potenciālā enerģija ārējā laukā un sistēmas daļiņu mijiedarbības potenciālā enerģija. Mijiedarbojošu ķermeņu sistēmas mehāniskā enerģija un tās maiņas likums. Mijiedarbojošo ķermeņu konservatīvas un izkliedējošas sistēmas. Enerģijas saglabāšana un kustības atgriezeniskums.

Datorsimulācija ("Nozīmīgas kustības trīs ķermeņa sistēmās")

Daļiņu elastīgās sadursmes. Enerģijas un impulsa nezūdamības likumu piemērošana sadursmes procesiem. Makroskopisko ķermeņu sadursmes un atomu sadursmes. Laboratorijas atskaites sistēma un masas centru sistēma. Ierobežojošais leņķis krītošas daļiņas izkliedei uz vieglākas stacionāras daļiņas. Daļiņu izkliedes leņķis un izkliedes leņķis pēc sadursmes. Enerģijas pārnešana elastīgās sadursmēs. Neitronu palēnināšanās. Sadursmju loma relaksācijas procesos un termiskā līdzsvara nodibināšanā. Ierobežojumi enerģijas pārneses iespējai ar lielu sadursmes daļiņu masu atšķirību.

15. tēma: Gravitācija. Kustība zem darbības gravitācijas spēki. Kosmosa dinamika

Gravitācijas mijiedarbība. Likums smagums. gravitācijas masa. Gravitācijas lauka intensitāte. Superpozīcijas princips. Gravitācijas lauka intensitātes spēka un plūsmas līnijas. Nepārtrauktība spēka līnijas. Gausa teorēma. Sfēriskas čaulas un cietas lodes gravitācijas lauks. Sfērisku ķermeņu gravitācijas mijiedarbība. Eksperimentālā definīcija gravitācijas konstante. Cavendish pieredze. Punkta potenciālā enerģija gravitācijas laukā. Sfēriska ķermeņa gravitācijas enerģija.

Kustība gravitācijas laukā. Planētu, komētu un mākslīgo pavadoņu kustības likumi. Keplera likumi. Ātruma vektora hodogrāfs. Enerģijas nezūdamības un leņķiskā impulsa likumu pielietošana Keplera kustības pētījumos. kosmosa ātrumi. apļveida ātrums. atlaišanas ātrums.

Komentārs par tēmu “Kustība gravitācijas laukā. Kosmosa dinamika” (13 lappuses)

Traucētas Keplera kustības. Atmosfēras bremzēšanas un planētas formas ietekme uz orbītu mākslīgais pavadonis. ekvatoriālās orbītas precesija.

Trīsķermeņu problēma – precīzi konkrēti risinājumi un aptuvenie risinājumi (konjugētie konusa griezumi). Planētas gravitācijas darbības sfēra. Telpas dinamikas pamati. Trešais un ceturtais kosmiskais ātrums.

Datorsimulācija ("Nozīmīgas kustības trīs ķermeņa sistēmās")

16. tēma: Ideāli stingra ķermeņa kinemātika

Stingra ķermeņa brīvības pakāpju skaits. Paralēlā tulkošana un rotācija. Eilera teorēma. Eilera leņķi. Īpaši stingra ķermeņa kustību veidi. Progresīva kustība. Rotācija ap fiksētu asi. Skrūves kustība. Stingra ķermeņa plaknes kustība. Plaknes kustības sadalīšana translācijas kustībā un rotācijā. Leņķiskā ātruma vektors. Momentānā rotācijas ass. Stingra ķermeņa punktu lineārā ātruma izteiksme rādiusa vektora un leņķiskā ātruma vektora izteiksmē. Stingra ķermeņa punktu paātrinājums. Rotācija ap fiksētu punktu. Rotāciju pievienošana. Leņķiskā ātruma sadalīšana komponentēs. Vispārīgs stingra ķermeņa kustības gadījums.

17. tēma: Rigid Body Dynamics pamati

Ārējo spēku momenti un līdzsvara apstākļi (statika). Reakcijas spēku un statiski nenoteiktu sistēmu atrašana. Virtuālo kustību princips.

Rotācijas dinamika ap fiksētu asi. Inerces moments. Viendabīgu ķermeņu (stieņa, diska, lodītes, konusa, stieņa u.c.) inerces momenti. Inerces momenti par paralēlām asīm (Haigensa-Šteinera teorēma). Rotējoša cieta ķermeņa kinētiskā enerģija. fiziskais svārsts. Samazināts garums un šūpošanās centrs. atgriezeniskā īpašība.

Stingra ķermeņa plaknes kustības dinamika. Momentu vienādojuma pielietojums attiecībā pret kustīgu polu. Cilindra ripināšana pa slīpu plakni. Maksvela svārsts. Cieta ķermeņa kinētiskā enerģija plaknes kustībā.

18. tēma: Simetriskas augšdaļas brīva rotācija

Absolūti stingra ķermeņa impulss un tā saistība ar leņķiskā ātruma vektoru. Inerces tenzors. Galvenās inerces asis. Brīva rotācija ap galvenajām inerces asīm. Brīvās rotācijas stabilitāte ap galvenajām inerces asīm. Simetriskas augšdaļas brīva rotācija. Regulāra precesija (nutācija). Brīvās precesijas ģeometriskā interpretācija izliektai un saplacinātai simetriskai augšai. Kustīgi un nekustīgi aksoīdi.

Kustības likumi neinerciālās atskaites sistēmās. Inerces spēki pakāpeniski kustīgās neinerciālās sistēmās. Relativitātes princips, Ņūtona pirmais likums un inerces spēku izcelsme. Atsauces sistēmas, kas brīvi krīt gravitācijas laukā. Bezsvara stāvoklis. Ekvivalences princips. Inerciālo un gravitācijas masu proporcionalitāte. Galileo, Ņūtona, Besela, Eötvesa un Dika pieredze. Ekvivalences principa lokālais raksturs. Paisuma spēki nehomogēnā gravitācijas laukā.

Komentārs par tēmu “Inerces un gravitācijas spēki. Ekvivalences princips. (6 lpp.)

21. tēma: Rotējoši atsauces kadri

Kustības likumi rotējošās atskaites sistēmās. Agresīvie un Koriolisa paātrinājumi. Centrbēdzes un Koriolisa inerces spēki. Svērtenes novirze no virziena uz Zemes centru. Materiāla punkta kustības dinamika netālu no Zemes virsmas, ņemot vērā Zemes rotāciju. Vienādojumu integrēšana brīva kustība secīgu tuvinājumu metode. Brīvi krītoša ķermeņa novirze no vertikāles. Fuko svārsts. Šūpošanās plaknes griešanās leņķiskais ātrums polā un patvaļīgā Zemes punktā.

22. tēma: Deformējamo ķermeņu mehānikas pamati

Kontinuuma deformācijas. Homogēna un nehomogēna deformācija. Elastīgā un plastiskā deformācija. Elastības robeža un atlikušā deformācija. Deformācijas un mehāniskie spriegumi. Elastīgās konstantes. Huka likums.

Elastīgo deformāciju veidi. Vienass spriegums un saspiešana. Janga modulis un Puasona koeficients. lieces deformācija. Elastīgi deformēta ķermeņa enerģija. Deformāciju superpozīcija. Bīdes deformācija. Materiāla bīdes moduļa saistība ar Janga moduli un Puasona attiecību.

Cilindriska stieņa (elastīgā vītne) griezes deformācija. Vērpes modulis. Vispusīgas (hidrostatiskās) kompresijas deformācija. Kompresijas moduļa izteiksme Janga moduļa un Puasona koeficienta izteiksmē.

23. tēma: Šķidrumu un gāzu mehānika

Hidrostatikas likumi. Spiediens šķidrumā un gāzē. Masas un virsmas spēki. Nesaspiežama šķidruma hidrostatika. Šķidruma un gāzes līdzsvars gravitācijas laukā. barometriskā formula. Ķermeņa līdzsvars šķidrumā un gāzē. Līdzsvara stabilitāte. Peldēšana tel. Peldēšanas stabilitāte. Metacentrs.

Stacionāra šķidruma plūsma. Kustīga šķidruma ātruma lauks. Strāvas līnijas un caurules. Nepārtrauktības vienādojums. Ideāls šķidrums. Bernulli likums. dinamiskais spiediens. Šķidrums, kas izplūst no cauruma. Toričelli formula. Šķidruma viskozitāte. Stacionāra viskoza šķidruma lamināra plūsma caur cauruli. Puaza formula. Lamināra un turbulenta plūsma. Reinoldsa numurs. hidrodinamiskā līdzība. Plūst apkārt ķermenim ar šķidrumu un gāzi. Vilkšanas un pacelšanas spēks. d'Alemberta paradokss. Plūsmas atdalīšana un virpuļu veidošanās. Lidmašīnas spārnu pacelšana. Magnusa efekts.

24. tēma: Vibrāciju fizikas pamati

Svārstības. Svārstību teorijas priekšmets. Svārstību klasifikācija pēc kinemātiskajām pazīmēm. Klasifikācija pēc procesu fizikālās būtības. Klasifikācija pēc ierosināšanas metodes (dabiskās, piespiedu, parametriskās un pašsvārstības). Harmonisko svārstību kinemātika. Vektoru diagrammas. Harmonisko svārstību saistība un vienmērīga kustība ap apkārtmēru. Papildinājums harmoniskas vibrācijas. sitieniem. Lissajous figūras.

Harmoniskā oscilatora dabiskās vibrācijas. Enerģijas pārvērtības vibrāciju laikā. Lineārā oscilatora fāzes portrets. Lineārā oscilatora izohronisms. Vibrāciju slāpēšana viskozās berzes apstākļos. Vājināšanās samazināšana. Q faktors. Kritiskā amortizācija. periodisks režīms. Svārstību slāpēšana sausā berzē. Stagnācijas zona. Rādītāju mērinstrumentu kļūdas.

Federālā valsts budžeta izglītības iestāde

augstākā profesionālā izglītība

"Rostovas Valsts celtniecības universitāte"

Apstiprināts

Galva Fizikas katedra

__________________/N.N. Harabajevs/

Mācību līdzeklis

LEKCIJAS KOPSAVILKUMS fizikā

(visām specialitātēm)

Rostova pie Donas

Mācību līdzeklis. Fizikas lekciju kopsavilkums (visām specialitātēm). – Rostova n/a: Rost. Valsts būvē. un-t, 2012. - 103 lpp.

Satur lekciju piezīmes fizikā, pamatojoties uz mācību rokasgrāmata T.I. Trofimova "Fizikas kurss" (izdevniecība Vysshaya Shkola).

Sastāv no četrām daļām:

I. Mehānika.

II. Molekulārā fizika un termodinamika.

III. elektrība un magnētisms.

IV. Viļņu un kvantu optika.

Tā paredzēta skolotājiem un studentiem kā teorētisks atbalsts lekcijām, praktiskajām un laboratorijas nodarbībām, lai panāktu fizikas pamatjēdzienu un likumu dziļāku asimilāciju.

Sastādītāji: prof. N.N.Harabajevs

Asoc. E.V. Čebanova

prof. A.N. Pavlovs

Redaktors N.E. Gladkihs

Templan 2012, poz. Parakstīts drukāšanai

Formāts 60x84 1/16. Rakstāmpapīrs. Rizogrāfs. Uch.-ed.l. 4.0.

Tirāža 100 eks. Pasūtiet

_________________________________________________________

Redakcijas un izdevējdarbības centrs

Rostovas Valsts celtniecības universitāte

334022, Rostova pie Donas, st. Sociālists, 162

augstskolas celtniecība, 2012

I daļa. Mehānika

1. tēma. Translācijas un rotācijas kustības kinemātika. Translācijas kustības kinemātika

Materiālā punkta pozīcija BET Dekarta koordinātu sistēmā noteiktā laikā nosaka trīs koordinātas x, y un z vai rādiusa vektors- vektors, kas novilkts no koordinātu sistēmas sākuma līdz noteiktam punktam (1. att.).

Materiālā punkta kustību skalārā veidā nosaka ar kinemātiskiem vienādojumiem: x = x(t),y = y(t),z = z(t),

vai vektora formā ar vienādojumu: .

Trajektorija materiāla punkta kustība - līnija, ko apraksta šis punkts, kad tas pārvietojas telpā. Atkarībā no trajektorijas formas kustība var būt taisna vai izliekta.

Materiāls punkts, kas pārvietojas pa patvaļīgu trajektoriju, nelielu laika periodu D t izkustēties no pozīcijas BET pozīcijā AT, ejot pa taku D s, vienāds ar trajektorijas posma garumu AB(2. att.).

Rīsi. 1 att. 2

Vektors, kas novilkts no kustīgā punkta sākuma pozīcijas laikā t līdz punkta beigu pozīcijai brīdī (t+ D t), tiek saukts kustas, t.i.

Vidējā ātruma vektors sauc par nobīdes attiecību pret laika intervālu D t , kam šī kustība notika:

Vidējā ātruma vektora virziens sakrīt ar nobīdes vektora virzienu.

momentānais ātrums(kustības ātrums laikā t) sauc par nobīdes attiecības pret laika intervālu D robežu t, kurai šī kustība notika, kad D t līdz nullei: = ℓim Δt → 0 Δ/Δt = d/dt =

Momentānā ātruma vektors ir vērsts pa pieskari, kas novilkta noteiktā punktā uz trajektoriju kustības virzienā. Tiecoties pēc laika intervāla D t līdz nullei, nobīdes vektora modulis tiecas uz ceļa D vērtību s, tāpēc vektora v moduli var noteikt caur ceļu D s: v = ℓim Δt → 0 Δs/Δt = ds/dt =

Ja punkta ātrums mainās laika gaitā, tad punkta ātruma izmaiņu ātrumu raksturo ar paātrinājums.

Vidējais paātrinājums‹a› laika intervālā no plkst t pirms ( t+ D t) ir vektora lielums, kas vienāds ar ātruma () izmaiņu attiecību pret laika intervālu D t, kuram notika šīs izmaiņas: =Δ/Δt

Tūlītējs paātrinājums vai paātrinājums punkta kustība vienā laikā t sauc par ātruma izmaiņu attiecības pret laika intervālu D robežu t, kurā notika šīs izmaiņas, kā D t uz nulli: