Fizika za srednje šole zapiski predavanj. Tečaj predavanj splošne fizike na MIPT (15 video predavanj)

Predstavljamo vam predavanja o splošni fiziki na Moskovskem inštitutu za fiziko in tehnologijo ( Državna univerza). MIPT je ena vodilnih ruskih univerz, ki usposablja strokovnjake s področja teoretične in uporabne fizike in matematike. MIPT se nahaja v mestu Dolgoprudny (Moskovska regija), medtem ko se del univerzitetnih zgradb geografsko nahaja v Moskvi in Žukovskem. Ena od 29 nacionalnih raziskovalnih univerz.

zaščitni znak izobraževalni proces MIPT ima tako imenovani »sistem Phystech«, ki je namenjen usposabljanju znanstvenikov in inženirjev za delo na najnovejših področjih znanosti. Največ študentov študira v smeri "uporabna matematika in fizika"

Predavanje 1. Osnovni pojmi mehanike

V tem predavanju bomo govorili o osnovnih pojmih kinematike, pa tudi o krivolinijskem gibanju.

Predavanje 2. Newtonovi zakoni. Reaktivni pogon. Delo in energija

Newtonovi zakoni. Utež. Moč. Pulz. Reaktivni pogon. Meščerska enačba. enačba Tsiolkovskega. delo in energija. Zaščitno polje.

Predavanje 3. Gibanje v polju centralnih sil. kotni moment

Polje sile (nadaljevanje prejšnjega predavanja). Gibanje v polju centralnih sil. Gibanje v polju potencialnih sil. Potencial. Potencialna energija. Končno in neskončno gibanje. Trdo telo (začetek). vztrajnostno središče. Trenutek moči. moment impulza.

Predavanje 4. Koenigov izrek. Trki. Osnovni koncepti posebne relativnosti

Königov izrek. vztrajnostno središče. Zmanjšana masa. Popolnoma odporen udarec. Neelastičen vpliv. prag energije. Posebna teorija relativnosti (začetek). Osnove posebne teorije relativnosti. Dogodek. Interval. Intervalna invariantnost.

Predavanje 5. Relativistični učinki. Relativistična mehanika

Posebna relativnost (nadaljevanje). Lorentzove transformacije. Relativistična mehanika. Enačba gibanja v relativističnem primeru.

Predavanje 6. Einsteinovo načelo relativnosti.

Posebna relativnost (nadaljevanje). Načelo. rotacijsko gibanje trdno telo. Gravitacijsko polje (začetek). Gaussov izrek v gravitacijskem polju.

Predavanje 7. Keplerjevi zakoni. Vztrajnostni moment okoli osi

Gravitacijsko polje (nadaljevanje). Centralno simetrično polje. Problem dveh teles. Keplerjevi zakoni. Končno in neskončno gibanje. Trdo telo (nadaljevanje). Vztrajnostni moment okoli osi.

Predavanje 8

Trdo telo (nadaljevanje). Vztrajnostni trenutek. Eulerjev izrek o splošnem gibanju togega telesa. Huygens-Steinerjev izrek. Vrtenje togega telesa okoli fiksne osi. Kotna hitrost. valjanje.

Predavanje 9. Tenzor in vztrajnostni elipsoid. Žiroskopi

Trdo telo (nadaljevanje). Kotalna telesa. Tenzor vztrajnosti. Elipsoid vztrajnosti. Glavne vztrajnostne osi. Žiroskopi (začetek). Tristopenjski žiroskop. Vrh s fiksno točko. Osnovno razmerje žiroskopije.

Predavanje 10. Osnovno razmerje žiroskopije. fizično nihalo

Žiroskop (nadaljevanje). Nutacija. Nihanja (začetek). fizično nihalo. fazna ravnina. Logaritemsko zmanjšanje dušenja. faktor kakovosti

Predavanje 11

Nihanja (nadaljevanje). dušene vibracije. Suho trenje. Prisilne vibracije. Oscilatorni sistem. Resonanca. Parametrične vibracije.

Predavanje 12. Dušeno in nezadušeno nihanje. Neinercialni referenčni okviri

Nihanja (nadaljevanje). Neublažene vibracije. dušene vibracije. Fazni portret. Opis valovanja. Neinercialni referenčni sistemi (začetek). Sile vztrajnosti. Rotacijski referenčni sistemi.

Predavanje 13 Teorija elastičnosti

Neinercialni referenčni okvirji (nadaljevanje). Izraz za absolutni pospešek poljubno premikajočega se sistema. Foucaultovo nihalo. Teorija elastičnosti (začetek). Hookov zakon. Youngov modul. Energija elastične deformacije palice. Poissonovo razmerje.

Predavanje 14. Teorija elastičnosti (nadaljevanje). Hidrodinamika idealne tekočine

Teorija elastičnosti (nadaljevanje). Vsestranski razteg. Vsestranska kompresija. Enostranska kompresija. Hitrost širjenja zvoka. Hidrodinamika (začetek). Bernoullijeva enačba za idealno tekočino. viskoznost.

Predavanje 15. Gibanje viskozne tekočine. Magnusov učinek

Hidrodinamika (nadaljevanje). Gibanje viskozne tekočine. Sila viskoznega trenja. Pretok tekočine okrogla cev. Moč pretoka. Kriterij laminarnega toka. Reynoldsova številka. Stokesova formula. Pretok zraka v krilu. Magnusov učinek.

Upamo, da ste cenili predavanja Vladimirja Aleksandroviča Ovčinkina, kandidata tehničnih znanosti, izrednega profesorja Oddelka za splošno fiziko na Moskovskem inštitutu za fiziko in tehnologijo.

Za referenco, maja 2016 je bil MIPT po britanski reviji Times Higher Education uvrščen med 100 najprestižnejših univerz na svetu.

PROGRAM

inovativnega predmeta splošna fizika za študente Fakultete za fiziko (1 semester, smer "MEHANIKA")

Komentarji na posamezne teme predmeta so podani v pdf formatu – za branje in tiskanje tiskanega izvoda s programom Acrobat Reader. Računalniško modeliranje(Java programčki) se izvaja neposredno v brskalniku.

Tema 1: Uvod. Načela klasične fizike

Uvod. Mesto fizike med naravne znanosti. Povezava med eksperimentom in teorijo v fiziki. Izkušnje kot vir znanja in merilo resnice. Hevristična moč fizikalnih teorij. Meje uporabnosti fizikalnih teorij. Načelo skladnosti. Abstrakcije klasične mehanike. Absolutizacija fizični proces(neodvisnost od sredstev opazovanja) in možnost neomejenega podrobnega opisa. Odnosi negotovosti in meje uporabnosti klasični opis. Vloga matematike v fiziki. Razlika med konceptoma, s katerima se ukvarjata čista matematika in eksperimentalna znanost. Fizični modeli in abstrakcije.

Komentar na temo »Uvod. Načela klasične fizike" (7 strani)

Tema 2: Prostor in čas. Referenčni sistemi in koordinatni sistemi

Meritve časovnih intervalov in prostorskih razdalj. Sodobni standardi časa in dolžine. Klasične (nerelativistične) predstave o prostoru in času so predpostavke o absolutni naravi simultanosti dogodkov, časovnih intervalov in prostorskih razdalj. lastnosti prostora in časa. enotnost časa. Homogenost in izotropnost prostora. Korelacija evklidske geometrije in geometrije realnega fizičnega prostora. Referenčni sistem.

(5 strani)

Koordinatni sistemi. Povezava cilindričnih in sferičnih koordinat s kartezijanskimi. Dolžinski element v krivolinijskih koordinatah. Vektorji enot (orti) za kartezijeve, cilindrične in sferične koordinate. Preoblikovanje koordinat točk pri premikanju iz enega koordinatnega sistema v drugega.

Tema 3: Kinematika materialne točke.

fizični modeli. Primeri idealiziranih predmetov in abstrakcij, ki se uporabljajo v fiziki. Materialna točka kot fizični model. Mehansko gibanje in njegov opis. Predmet kinematike. Osnovni pojmi kinematike materialne točke. Radij vektor. Premakni se. Pot. način. Povprečna hitrost. Hitrost. Vektor hitrosti kot izvod polmera vektorja. Smer vektorja hitrosti in trajektorija. Vektorski hodograf hitrosti. Pospešek. Pospešek med krivolinijskim gibanjem. Središče ukrivljenosti in polmer ukrivljenosti poti. Razgradnja pospeška na normalno in tangencialno komponento.

Komentar na temo »Prostor in čas. Kinematika materialne točke" (5 strani)

Koordinatna oblika opisa gibanja. Določanje hitrosti in pospeška glede na dano odvisnost koordinat od časa. Določanje koordinat glede na dano odvisnost hitrosti od časa. Gibanje v prisotnosti povezav. enodimenzionalni krivolinijsko gibanje. Število stopenj svobode mehanskega sistema.

Tema 4: Osnove klasične dinamike materialne točke

Osnove dinamike. Newtonov prvi zakon in njegova fizična vsebina. Dinamična enakovrednost stanja mirovanja in gibanja s konstantno hitrostjo. Povezava zakona vztrajnosti z načelom relativnosti. Newtonov drugi zakon. moč in mehansko gibanje. Fizično bistvo pojma sile v mehaniki. Sile različne fizične narave in temeljne interakcije v fiziki. Lastnosti sile in metode merjenja sil. Koncept inercialne mase. Metode za merjenje mase. Fizična vsebina Newtonovega drugega zakona. Hkratno delovanje več sil in princip superpozicije. Interakcija teles in Newtonov tretji zakon. Logična shema Newtonovih zakonov in različne možnosti njene konstrukcije.

Komentar na temo "Osnove klasične dinamike" (7 strani)

Tema 5: Neposredni in inverzni problemi dinamike. Integracija enačb gibanja

Newtonov drugi zakon kot osnovna enačba dinamike materialne točke. Koncept mehanskega stanja. Neposredna naloga dinamike je določanje sil iz znanega gibanja. Iskanje zakona gravitacije iz Keplerjevih zakonov. Inverzni problem dinamike je določanje gibanja po znanih silah in začetnem stanju. Primeri integracije enačb gibanja (gibanje delcev v konstantnem in časovno odvisnem homogenem polju, gibanje v viskoznem mediju, gibanje nabitega delca v enotnem magnetnem polju in v križanih električnih in magnetna polja, gibanje pod delovanjem sil, odvisno od položaja delca - prostorski oscilator in Coulombovo polje).

Algoritmi za numerično integracijo enačb gibanja. Gibanje materialne točke ob prisotnosti povezav. Reakcijske sile idealnih povezav.

Tema 6: Fizične količine in sistemi enot. Dimenzionalna analiza

Meritve v fiziki. Standardne zahteve fizična količina. Enote fizikalnih veličin. Sistemi enot v mehaniki. Načela konstruiranja sistemov enot. Osnovne in izpeljane enote. Standardi. Dimenzija fizične količine. Metoda dimenzionalne analize in njena uporaba pri fizikalnih problemih.

Komentar na temo »Fizikalne količine in sistemi enot. Dimenzionalna analiza" (8 strani)

Tema 7: Tema: Predpogoji in postulati zasebno teorijo relativnosti

Inercialni referenčni sistemi. Fizična enakovrednost inercialnih sistemov referenca (načelo relativnosti). Galilejeve transformacije in transformacije hitrosti. Omejena narava klasičnih idej o prostoru in času. Načelo relativnosti in elektrodinamika. Eksperimentalna dejstva, ki pričajo o univerzalni naravi svetlobne hitrosti v vakuumu. Posebna relativnost je fizična teorija prostora in časa. Postulati teorije relativnosti in njihova fizična vsebina.

Komentar na temo "Predpogoji in postulati zasebne teorije relativnosti" (4 strani)

Tema 8: Relativistična kinematika

Merjenje časovnih intervalov in prostorskih razdalj z vidika teorije relativnosti. Koncept dogodka. Relativnost hkratnosti dogodkov. Sinhronizacija ure. Transformacija časovnih intervalov med dogodki med prehodom na drug referenčni okvir. Lastni čas. Eksperimentalna potrditev relativističnega zakona transformacije časovnih intervalov. Relativnost prostorskih razdalj med dogodki. lastna dolžina. Lorentzova kontrakcija kot posledica postulatov teorije relativnosti. Relativistični Dopplerjev učinek.

Komentar na temo "Relativistična kinematika" (8 strani)

Tema 9: Lorentzove transformacije in posledice iz njih

Lorentzove transformacije. Relativistični zakon hitrostne transformacije. Relativna hitrost in hitrost približevanja. aberacija svetlobe. Kinematične posledice Lorentzovih transformacij.

Komentar na temo "Lorentzove transformacije in posledice iz njih" (7 strani)

Tema 10: Geometrija prostora-časa

Interval med dogodki. Geometrijska interpretacija Lorentzovih transformacij. Štiridimenzionalni prostor-čas Minkowskega. Svetlobni stožec. svetovne linije. Časovni in prostorski podobni intervali med dogodki. Vzročnost in klasifikacija intervalov. Absolutna preteklost, absolutna prihodnost in popolnoma oddaljena. Interpretacija relativnosti simultanosti dogodkov, relativnosti časovnih intervalov in razdalj z uporabo Minkowskega diagramov. Štirje vektorji v prostoru Minkowskega. 4D radij vektor dogodka.

Komentar na temo "Geometrija prostora-časa" (11 strani)

Tema 11: Osnove relativistične dinamike

Relativistični zagon delca. relativistična energija. Kinetična energija in energija počitka. Masa in energija. Ekvivalentnost energije in relativistične mase. Energija vezi atomska jedra. Preoblikovanje energije počitka v jedrske reakcije. Reakcije cepitve težkih jeder in sinteze lahkih jeder. Razmerje med energijo in gibalno količino delca. Transformacija energije in gibalne količine delca ob prehodu v drug referenčni okvir. Štirivektorski energijski gib delca. Preproste naloge relativistična dinamika. Gibanje delca v enotnem konstantnem polju, gibanje nabitega delca v enotnem magnetnem polju.

Komentar na temo "Osnove relativistične dinamike" (10 strani)

Tema 12: Impulz, kotni moment, energija. Ohranjevalni zakoni

Impulz materialne točke in zakon njenega spreminjanja. Impulz sile. Kotni moment materialne točke. Trenutek moči. Zakon spremembe kotne količine. Ohranjanje kotne količine, ko se delec premika v osrednjem polju sil. Sektorska hitrost in zakon površine (Keplerjev drugi zakon).

Komentar na temo "Kotni moment in sektorska hitrost" (2 strani)

Pojem dela sile v mehaniki. Lastnosti dela kot fizikalne količine. Moč moči. Kinetična energija delca. Delo skupne sile in sprememba kinetične energije delca. Potencialno polje sile. Potencialna energija delca. Silne črte in ekvipotencialne površine. Razmerje med silo in potencialno energijo. Primeri potencialnih polj sil.

Mehanska energija materialne točke. Zakon spremembe mehanske energije delca, ko se giblje v potencialnem polju sil. Disipativni in konzervativni mehanski sistemi. Delo reakcijskih sil idealnih vezi. Razmerje med ohranjanjem mehanske energije konzervativnega sistema in reverzibilnostjo njegovega gibanja v času in s homogenostjo časa. Primeri uporabe zakona o ohranjanju mehanske energije v fizikalnih problemih.

Tema 13: Dinamika sistema materialnih točk

Masno središče sistema. Impulz sistema delcev. Razmerje med gibalno količino sistema in hitrostjo središča mase. Zunanji in notranje sile. Zakon spremembe gibalne količine sistema. Ohranjanje gibalne količine zaprtega sistema medsebojno delujočih teles. Zakon gibanja središča mase. Gibanje telesa spremenljive mase. Meščerska enačba. Reaktivni pogon. Formula Tsiolkovskega. Ideja o večstopenjskih raketah. Problem dveh teles. Zmanjšana masa.

Kotni moment sistema tel. Razmerje vrtilne količine sistema v različnih referenčnih okvirih in relativno različne točke. Zakon spremembe kotne količine gibanja sistema medsebojno delujočih teles. Trenutki notranjih in zunanjih sil. Enačba momentov glede na premični pol. Ohranjanje kotne količine zaprtega sistema.

Ohranjevalni zakoni in načela simetrije v fiziki. Povezava ohranitvenih zakonov za zaprt sistem teles s simetričnimi lastnostmi fizičnega prostora. Ohranjanje zagona in homogenosti prostora. Ohranjanje kotne količine in izotropije prostora.

Tema 14: Energija mehanskega sistema. Trki delcev

Kinetična energija sistema delcev. Razgradnja kinetične energije sistema na vsoto kinetične energije sistema kot celote in kinetične energije gibanja glede na središče mase. Neelastični trki in kinetična energija relativnega gibanja. Sprememba kinetične energije sistema in dela vseh sil, ki delujejo na delce, ki so v njem.

Potencialne sile interakcije med delci sistema. Delo zunanjih in notranjih potencialnih sil pri spreminjanju konfiguracije sistema. Potencialna energija delcev v zunanjem polju in potencialna energija interakcije delcev sistema. Mehanska energija sistema medsebojno delujočih teles in zakon njenega spreminjanja. Konzervativni in disipativni sistemi medsebojno delujočih teles. Ohranjanje energije in reverzibilnost gibanja.

Računalniška simulacija ("Izjemni gibi v sistemih treh teles")

Elastični trki delcev. Uporaba zakonov ohranjanja energije in gibalne količine na procese trka. Trki makroskopskih teles in atomski trki. Laboratorijski referenčni sistem in sistem središča mase. Mejni kot razpršitve vpadnega delca na lažji stacionarni delec. Kot sipanja in kot sipanja delcev po trku. Prenos energije pri elastičnih trkih. Upočasnitev nevtronov. Vloga trkov v procesih relaksacije in vzpostavljanja toplotnega ravnovesja. Omejitve možnosti prenosa energije z veliko razliko v masah trkajočih se delcev.

Tema 15: Gravitacija. Gibanje pod akcijo gravitacijske sile. Space Dynamics

Gravitacijska interakcija. zakon gravitacija. gravitacijska masa. Intenzivnost gravitacijskega polja. Načelo superpozicije. Silne črte in tok jakosti gravitacijskega polja. Kontinuiteta črte sile. Gaussov izrek. Gravitacijsko polje sferične lupine in trdne krogle. Gravitacijska interakcija sferičnih teles. Eksperimentalna definicija gravitacijska konstanta. Cavendish izkušnja. Potencialna energija točke v gravitacijskem polju. Gravitacijska energija sferičnega telesa.

Gibanje v gravitacijskem polju. Zakoni gibanja planetov, kometov in umetnih satelitov. Keplerjevi zakoni. Vektorski hodograf hitrosti. Uporaba zakonov ohranjanja energije in kotne količine za preučevanje Keplerjevega gibanja. vesoljske hitrosti. krožna hitrost. hitrost sproščanja.

Komentar na temo »Gibanje v gravitacijskem polju. Space Dynamics” (13 strani)

Moteni Keplerjevi gibi. Vpliv atmosferskega zaviranja in oblika planeta na orbito umetni satelit. precesija ekvatorialne orbite.

Problem treh teles – natančne partikularne rešitve in približne rešitve (konjugirani stožčasti prerezi). Sfera gravitacijskega delovanja planeta. Osnove prostorske dinamike. Tretja in četrta kozmična hitrost.

Računalniška simulacija ("Izjemni gibi v sistemih treh teles")

Tema 16: Kinematika popolnoma togega telesa

Število stopenj svobode togega telesa. Vzporedno prevajanje in vrtenje. Eulerjev izrek. Eulerjevi koti. Posebne vrste gibanja togega telesa. Progresivno gibanje. Vrtenje okoli fiksne osi. Gibanje vijaka. Ravninsko gibanje togega telesa. Razgradnja ravninskega gibanja na translacijsko gibanje in rotacijo. Vektor kotne hitrosti. Trenutna os vrtenja. Izraz linearne hitrosti točk togega telesa z vektorjem polmera in vektorjem kotne hitrosti. Pospešek točk togega telesa. Vrtenje okoli fiksne točke. Dodajanje rotacije. Razgradnja kotne hitrosti na komponente. Splošni primer gibanja togega telesa.

Tema 17: Osnove dinamike togega telesa

Trenutki zunanjih sil in ravnotežni pogoji (statika). Iskanje reakcijskih sil in statično nedoločenih sistemov. Načelo virtualnih gibov.

Dinamika vrtenja okoli fiksne osi. Vztrajnostni trenutek. Vztrajnostni momenti homogenih teles (palica, disk, krogla, stožec, palica itd.). Vztrajnostni momenti okoli vzporednih osi (Huygens-Steinerjev izrek). Kinetična energija vrtečega se togega telesa. fizično nihalo. Zmanjšana dolžina in nihajno središče. lastnost reverzibilnosti.

Dinamika ravninskega gibanja togega telesa. Uporaba enačbe momentov glede na premični pol. Kotaljenje valja po nagnjeni ravnini. Maxwellovo nihalo. Kinetična energija togega telesa v ravninskem gibanju.

Tema 18: Prosto vrtenje simetričnega vrha

Impulz absolutno togega telesa in njegova povezava z vektorjem kotne hitrosti. Tenzor vztrajnosti. Glavne vztrajnostne osi. Prosto vrtenje okoli glavnih osi vztrajnosti. Stabilnost prostega vrtenja okoli glavnih osi vztrajnosti. Prosto vrtenje simetričnega vrha. Redna precesija (nutacija). Geometrijska interpretacija proste precesije za raztegnjen in sploščen simetričen vrh. Premični in nepremični aksoidi.

Zakoni gibanja v neinercialnih referenčnih okvirih. Vztrajnostne sile v progresivno premikajočih se neinercialnih sistemih. Načelo relativnosti, Newtonov prvi zakon in izvor vztrajnosti. Referenčni sistemi, ki prosto padajo v gravitacijskem polju. Breztežnost. Načelo enakovrednosti. Sorazmernost inercialne in gravitacijske mase. Izkušnje Galilea, Newtona, Bessela, Eötvösa in Dickeja. Lokalni značaj načela enakovrednosti. Plimske sile v nehomogenem gravitacijskem polju.

Komentar na temo »Vztrajnostne in gravitacijske sile. Načelo enakovrednosti. (6 str.)

Tema 21: Rotacijski referenčni okvirji

Zakoni gibanja v vrtečih se referenčnih okvirih. Agresivni in Coriolisovi pospeški. Centrifugalne in Coriolisove vztrajnostne sile. Odmik navpične črte od smeri proti središču Zemlje. Dinamika gibanja materialne točke v bližini zemeljskega površja ob upoštevanju rotacije Zemlje. Integracija enačb prosto gibanje metoda zaporednih približkov. Odmik prosto padajočega telesa od navpičnice. Foucaultovo nihalo. Kotna hitrost vrtenja ravnine nihanja na polu in na poljubni točki na Zemlji.

Tema 22: Osnove mehanike deformabilnih teles

Deformacije kontinuuma. Homogena in nehomogena deformacija. Elastična in plastična deformacija. Meja elastičnosti in preostala deformacija. Deformacije in mehanske obremenitve. Elastične konstante. Hookov zakon.

Vrste elastičnih deformacij. Enoosna napetost in stiskanje. Youngov modul in Poissonovo razmerje. upogibna deformacija. Energija elastično deformiranega telesa. Superpozicija deformacij. Strižna deformacija. Odnos strižnega modula materiala do Youngovega modula in Poissonovega razmerja.

Torzijska deformacija cilindrične palice (elastična nit). Torzijski modul. Deformacija vsestranskega (hidrostatičnega) stiskanja. Izraz kompresijskega modula z Youngovim modulom in Poissonovim razmerjem.

Tema 23: Mehanika tekočin in plinov

Zakoni hidrostatike. Tlak v tekočini in plinu. Masa in površinske sile. Hidrostatika nestisljive tekočine. Ravnovesje tekočine in plina v gravitacijskem polju. barometrična formula. Ravnovesje telesa v tekočini in plinu. Stabilnost ravnotežja. Plavanje tel. Plavalna stabilnost. Metacenter.

Stacionarni tok tekočine. Hitrostno polje gibljive tekočine. Tokovni vodi in cevi. Enačba kontinuitete. Idealna tekočina. Bernoullijev zakon. dinamični pritisk. Tekočina, ki teče iz luknje. Torricellijeva formula. Viskoznost tekočine. Stacionarni laminarni tok viskozne tekočine skozi cev. Poiseuilleova formula. Laminarni in turbulentni tok. Reynoldsova številka. hidrodinamična podobnost. Pretok okoli teles s tekočino in plinom. Povlecite in dvignite silo. d'Alembertov paradoks. Ločevanje toka in tvorba vrtincev. Dvig letalskih kril. Magnusov učinek.

Tema 24: Osnove fizike vibracij

Nihanja. Predmet teorije nihanj. Razvrstitev nihanj glede na kinematične značilnosti. Razvrstitev glede na fizično naravo procesov. Razvrstitev glede na način vzbujanja (naravna, prisilna, parametrična in lastna nihanja). Kinematika harmonskega nihanja. Vektorski diagrami. Razmerje harmonskega nihanja in enakomerno gibanje po obodu. Dodatek harmonične vibracije. utripov. Lissajousove figure.

Naravne vibracije harmonskega oscilatorja. Energetske transformacije med vibracijami. Fazni portret linearnega oscilatorja. Izokronizem linearnega oscilatorja. Dušenje vibracij pri viskoznem trenju. Zmanjšanje slabljenja. Q faktor. Kritično dušenje. aperiodični način. Dušenje nihanj pri suhem trenju. Območje stagnacije. Napake kazalnih merilnih instrumentov.

Zvezna državna proračunska izobraževalna ustanova

višja strokovna izobrazba

"Državna gradbena univerza Rostov"

Odobreno

Glava Oddelek za fiziko

__________________/N.N. Kharabaev/

Učni pripomoček

POVZETEK PREDAVANJA iz fizike

(za vse specialitete)

Rostov na Donu

Učni pripomoček. Povzetek predavanj iz fizike (za vse specialnosti). – Rostov n/a: Rost. država gradi. un-t, 2012. - 103 str.

Vsebuje zapiske predavanj iz fizike na podlagi študijski vodnik T.I. Trofimova "Tečaj fizike" (založba Vysshaya Shkola).

Sestavljen je iz štirih delov:

I. Mehanika.

II. Molekularna fizika in termodinamika.

III. elektrika in magnetizem.

IV. Valovna in kvantna optika.

Namenjen je učiteljem in študentom kot teoretična podpora predavanjem, praktičnim in laboratorijskim poukom z namenom globljega usvajanja osnovnih pojmov in zakonov fizike.

Sestavljalci: prof. N.N.Kharabaev

Izr. E.V. Čebanova

prof. A.N. Pavlov

Urednik N.E. Gladkikh

Templan 2012, pos. Podpisano za tisk

Format 60x84 1/16. Pisalni papir. Risograf. Uch.-ed.l. 4.0.

Naklada 100 izvodov. Naročite

_________________________________________________________

Uredniško in založniško središče

Državna gradbena univerza Rostov

334022, Rostov na Donu, ul. Socialist, 162

gradbena univerza, 2012

I. del. Mehanika

Tema 1. Kinematika translacijskega in rotacijskega gibanja. Kinematika translacijskega gibanja

Položaj materialne točke AMPAK v kartezijanskem koordinatnem sistemu v določenem času določajo tri koordinate x, y in z oz radij vektor- vektor, narisan od izhodišča koordinatnega sistema do dane točke (slika 1).

Gibanje materialne točke je določeno v skalarni obliki s kinematskimi enačbami: x = x(t),y = y(t),z = z(t),

ali v vektorski obliki z enačbo: .

Pot gibanje materialne točke - črta, ki jo opisuje ta točka, ko se premika v prostoru. Glede na obliko poti je gibanje lahko pravolinijsko ali krivolinijsko.

Materialna točka, ki se giblje po poljubni poti za kratek čas D t premakniti s položaja AMPAK v položaj IN, ki poteka po poti D s, enako dolžini odseka poti AB(slika 2).

riž. 1 sl. 2

Vektor, narisan iz začetnega položaja premikajoče se točke v času t do končnega položaja točke v času (t+ D t), je poklican premikanje, tj.

Vektor povprečne hitrosti se imenuje razmerje med premikom in časovnim intervalom D t , za katerega je prišlo do tega gibanja:

Smer vektorja povprečne hitrosti sovpada s smerjo vektorja premika.

trenutna hitrost(hitrost gibanja v času t) se imenuje meja razmerja med premikom in časovnim intervalom D t, za katerega je prišlo do tega gibanja, ko je D t na nič: = ℓim Δt →0 Δ/Δt = d/dt =

Vektor trenutne hitrosti je usmerjen vzdolž tangente, narisane na dani točki na trajektorijo v smeri gibanja. Ko si prizadevamo za časovni interval D t na nič, se modul vektorja premika teži k vrednosti poti D s, zato lahko modul vektorja v določimo preko poti D s: v = ℓim Δt →0 Δs/Δt = ds/dt =

Če se hitrost točke spreminja s časom, je značilna stopnja spremembe hitrosti točke pospešek.

Povprečni pospešek‹a› v časovnem intervalu od t prej ( t+ D t) je vektorska količina, ki je enaka razmerju med spremembo hitrosti () in časovnim intervalom D t, pri katerem je prišlo do te spremembe: =Δ/Δt

Takojšnje pospeševanje oz pospešek premikanje točke naenkrat t se imenuje meja razmerja med spremembo hitrosti in časovnim intervalom D t, pri katerem je prišlo do te spremembe, kot je povedal D t na nič: