บันทึกการบรรยายฟิสิกส์สำหรับโรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย หลักสูตรการบรรยายฟิสิกส์ทั่วไปใน MIPT (15 วิดีโอบรรยาย)

เรานำเสนอหลักสูตรการบรรยายเกี่ยวกับฟิสิกส์ทั่วไปที่จัดขึ้นที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโก ( มหาวิทยาลัยของรัฐ). MIPT เป็นหนึ่งในมหาวิทยาลัยชั้นนำของรัสเซียที่ฝึกอบรมผู้เชี่ยวชาญในสาขาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์เชิงทฤษฎีและประยุกต์ MIPT ตั้งอยู่ในเมือง Dolgoprudny (ภูมิภาคมอสโก) ในขณะที่อาคารมหาวิทยาลัยบางส่วนตั้งอยู่ในมอสโกและซูคอฟสกี หนึ่งใน 29 มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ

จุดเด่น กระบวนการศึกษา MIPT มีระบบที่เรียกว่า "ระบบฟิสิกส์" ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อฝึกอบรมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรให้ทำงานในสาขาวิทยาศาสตร์ล่าสุด นักเรียนส่วนใหญ่เรียนในทิศทาง "คณิตศาสตร์ประยุกต์และฟิสิกส์ประยุกต์"

การบรรยาย 1. แนวคิดพื้นฐานของกลศาสตร์

ในการบรรยายนี้ เราจะพูดถึงแนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์และการเคลื่อนที่แบบโค้ง

การบรรยาย 2. กฎของนิวตัน. แรงขับเจ็ท งานและพลังงาน

กฎของนิวตัน น้ำหนัก. บังคับ. ชีพจร. แรงขับเจ็ท สมการเมชเชอร์สกี้ สมการซิออลคอฟสกี การทำงานและพลังงาน สนามพลัง.

การบรรยายที่ 3 การเคลื่อนไหวในสนามกองกำลังกลาง โมเมนตัมเชิงมุม

สนามพลัง (ความต่อเนื่องของการบรรยายครั้งก่อน) การเคลื่อนไหวในสนามกองกำลังกลาง การเคลื่อนไหวในด้านของกองกำลังที่มีศักยภาพ ศักยภาพ. พลังงานศักย์. การเคลื่อนไหวที่จำกัดและไม่มีที่สิ้นสุด ตัวแข็ง (ต้น). ศูนย์กลางของความเฉื่อย ช่วงเวลาแห่งพลัง ช่วงเวลาแห่งแรงกระตุ้น

การบรรยาย 4. ทฤษฎีบทของเคอนิก การชนกัน แนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ

ทฤษฎีบทของโคนิก ศูนย์กลางของความเฉื่อย มวลลดลง ตียืดหยุ่นอย่างแน่นอน ผลกระทบไม่ยืดหยุ่น พลังงานเกณฑ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (ตอนต้น) พื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เหตุการณ์. ช่วงเวลา ค่าคงที่ของช่วงเวลา

การบรรยาย 5. ผลสัมพัทธภาพ กลศาสตร์สัมพัทธภาพ

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (ต่อ). การแปลงแบบลอเรนซ์ กลศาสตร์สัมพัทธภาพ สมการการเคลื่อนที่ในกรณีสัมพัทธภาพ

การบรรยาย 6. หลักการสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์

ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (ต่อ). หลักการ. การเคลื่อนที่แบบหมุน ร่างกายแข็งแรง. สนามโน้มถ่วง (จุดเริ่มต้น) ทฤษฎีบทของเกาส์ในสนามโน้มถ่วง

การบรรยาย 7. กฎของเคปเลอร์ โมเมนต์ความเฉื่อยรอบแกน

สนามโน้มถ่วง (ต่อ). สนามสมมาตรตรงกลาง ปัญหาของสองร่าง กฎของเคปเลอร์ การเคลื่อนไหวที่จำกัดและไม่มีที่สิ้นสุด ตัวแข็ง (ต่อ). โมเมนต์ความเฉื่อยรอบแกน

บรรยาย 8

ตัวแข็ง (ต่อ). โมเมนต์ความเฉื่อย ทฤษฎีบทออยเลอร์เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ทั่วไปของวัตถุแข็งเกร็ง ทฤษฎีบทไฮเกนส์-สไตเนอร์ การหมุนของวัตถุที่แข็งทื่อรอบแกนคงที่ ความเร็วเชิงมุม. กลิ้ง

การบรรยายที่ 9 เทนเซอร์และทรงรีของความเฉื่อย ไจโรสโคป

ตัวแข็ง (ต่อ). ร่างกายกลิ้ง เทนเซอร์ของความเฉื่อย ทรงรีของความเฉื่อย แกนหลักของความเฉื่อย ไจโรสโคป (จุดเริ่มต้น) ไจโรสโคปสามขั้นตอน ด้านบนมีจุดคงที่ อัตราส่วนพื้นฐานของไจโรสโคปี

การบรรยายครั้งที่ 10. อัตราส่วนพื้นฐานของไจโรสโคปี ลูกตุ้มกายภาพ

ไจโรสโคป (ต่อ). โภชนาการ ความผันผวน (จุดเริ่มต้น) ลูกตุ้มทางกายภาพ ระนาบเฟส การลดการสั่นสะเทือนแบบลอการิทึม ปัจจัยด้านคุณภาพ

บทเรียนที่ 11

ความผันผวน (ต่อ). การสั่นสะเทือนที่ทำให้ชื้น แรงเสียดทานแห้ง แรงสั่นสะเทือนที่บังคับ ระบบสั่น. เสียงก้อง. การสั่นสะเทือนแบบพาราเมตริก

การบรรยายครั้งที่ 12. การสั่นแบบแดมป์และไม่แดมป์ กรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย

ความผันผวน (ต่อ). การสั่นสะเทือนที่ไม่ลดทอน การสั่นสะเทือนที่ทำให้ชื้น ภาพเฟส คำอธิบายคลื่น ระบบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย (จุดเริ่มต้น) แรงเฉื่อย. ระบบอ้างอิงแบบหมุน

บทเรียนที่ 13 ทฤษฎีความยืดหยุ่น

กรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย (ต่อ) นิพจน์สำหรับการเร่งความเร็วสัมบูรณ์ของระบบเคลื่อนที่โดยพลการ ลูกตุ้มฟูโกต์ ทฤษฎีความยืดหยุ่น (จุดเริ่มต้น) กฎของฮุค โมดูลัสของยัง พลังงานของการเสียรูปยืดหยุ่นของแกน อัตราส่วนของปัวซอง

การบรรยายครั้งที่ 14. ทฤษฎีความยืดหยุ่น (ต่อ). อุทกพลศาสตร์ของของไหลในอุดมคติ

ทฤษฎีความยืดหยุ่น (ต่อ). ยืดได้รอบด้าน การบีบอัดแบบรอบด้าน การบีบอัดด้านเดียว ความเร็วในการถ่ายทอดเสียง อุทกพลศาสตร์ (จุดเริ่มต้น). สมการของเบอร์นูลลีสำหรับของไหลในอุดมคติ ความหนืด

การบรรยายครั้งที่ 15. การเคลื่อนที่ของของเหลวหนืด แม็กนัสเอฟเฟค

อุทกพลศาสตร์ (ต่อ). การเคลื่อนที่ของของเหลวหนืด แรงเสียดสีหนืด การไหลของของไหลเข้า ท่อกลม. กระแสไฟ. เกณฑ์การไหลของลามิเนต หมายเลขเรโนลส์ สูตรสโต๊ค ปีกไหลเวียนของอากาศ เอฟเฟกต์แมกนัส

เราหวังว่าคุณจะชื่นชมการบรรยายของ Vladimir Aleksandrovich Ovchinkin ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์เทคนิค รองศาสตราจารย์ภาควิชาฟิสิกส์ทั่วไปที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโก

สำหรับการอ้างอิง ในเดือนพฤษภาคม 2016 MIPT ถูกรวมอยู่ใน 100 มหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกโดย Times Higher Education ของนิตยสารอังกฤษ

โปรแกรม

หลักสูตรนวัตกรรมฟิสิกส์ทั่วไปสำหรับนักศึกษาคณะฟิสิกส์ (1 ภาคเรียน หมวด "กลศาสตร์")

ความคิดเห็นในแต่ละหัวข้อของหลักสูตรมีให้ในรูปแบบ pdf - สำหรับการอ่านและพิมพ์เอกสารโดยใช้โปรแกรม Acrobat Reader การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์(แอปเพล็ต Java) ทำงานโดยตรงในเบราว์เซอร์

หัวข้อที่ 1: บทนำ. หลักการฟิสิกส์คลาสสิก

บทนำ. สถานที่ของฟิสิกส์ในหมู่ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. ความสัมพันธ์ระหว่างการทดลองกับทฤษฎีทางฟิสิกส์ ประสบการณ์เป็นแหล่งความรู้และเกณฑ์ความจริง พลังฮิวริสติกของทฤษฎีฟิสิกส์ ข้อจำกัดของการบังคับใช้ทฤษฎีทางกายภาพ หลักการของความสอดคล้อง นามธรรมของกลศาสตร์คลาสสิก Absolutization กระบวนการทางกายภาพ(ความเป็นอิสระจากวิธีการสังเกต) และความเป็นไปได้ของรายละเอียดที่ไม่จำกัดของคำอธิบาย ความสัมพันธ์ที่ไม่แน่นอนและข้อจำกัดของการบังคับใช้ คำอธิบายคลาสสิก. บทบาทของคณิตศาสตร์ในวิชาฟิสิกส์ ความแตกต่างระหว่างแนวคิดที่คณิตศาสตร์บริสุทธิ์และวิทยาศาสตร์เชิงทดลองเกี่ยวข้อง แบบจำลองทางกายภาพและนามธรรม

• แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับเพลง "Introduction. หลักการฟิสิกส์คลาสสิก” (7 หน้า)

หัวข้อที่ 2: อวกาศและเวลา ระบบอ้างอิงและระบบพิกัด

การวัดช่วงเวลาและระยะทางเชิงพื้นที่ มาตรฐานสมัยใหม่ของเวลาและระยะเวลา แนวคิดคลาสสิก (ไม่ใช่เชิงสัมพันธ์) เกี่ยวกับอวกาศและเวลาเป็นการสันนิษฐานเกี่ยวกับธรรมชาติโดยสมบูรณ์ของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกัน ช่วงเวลา และระยะทางเชิงพื้นที่ คุณสมบัติของพื้นที่และเวลา ความสม่ำเสมอของเวลา ความเป็นเนื้อเดียวกันและ isotropy ของอวกาศ ความสัมพันธ์ระหว่างเรขาคณิตแบบยุคลิดกับเรขาคณิตของปริภูมิจริง ระบบอ้างอิง

• (5 หน้า)

ระบบพิกัด. การเชื่อมต่อพิกัดทรงกระบอกและทรงกลมกับพิกัดคาร์ทีเซียน องค์ประกอบความยาวในพิกัดโค้ง เวกเตอร์หน่วย (orts) สำหรับพิกัดคาร์ทีเซียน ทรงกระบอก และทรงกลม การแปลงพิกัดจุดเมื่อเคลื่อนที่จากระบบพิกัดหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่ง

หัวข้อที่ 3: จลนศาสตร์ของจุดวัสดุ

แบบจำลองทางกายภาพ ตัวอย่างวัตถุในอุดมคติและนามธรรมที่ใช้ในฟิสิกส์ จุดวัสดุเป็นแบบจำลองทางกายภาพ การเคลื่อนไหวทางกลและคำอธิบาย เรื่องของจลนศาสตร์ แนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์ของจุดวัสดุ เวกเตอร์รัศมี เคลื่อนไหว. วิถี. ทาง. ความเร็วเฉลี่ย. ความเร็ว. เวกเตอร์ความเร็วเป็นอนุพันธ์ของเวกเตอร์รัศมี ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วและวิถี โฮโดกราฟเวกเตอร์ความเร็ว การเร่งความเร็ว การเร่งความเร็วระหว่างการเคลื่อนที่แบบโค้ง จุดศูนย์กลางความโค้งและรัศมีความโค้งของเส้นทาง การสลายตัวของอัตราเร่งเป็นส่วนประกอบปกติและวงสัมผัส

• แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับเพลง "อวกาศและเวลา จลนศาสตร์ของจุดวัสดุ” (5 หน้า)

รูปแบบพิกัดของคำอธิบายการเคลื่อนไหว การกำหนดความเร็วและความเร่งตามการพึ่งพาพิกัดตรงเวลาที่กำหนด การกำหนดพิกัดตามการพึ่งพาความเร็วตรงเวลาที่กำหนด การเคลื่อนไหวในที่ที่มีการเชื่อมต่อ หนึ่งมิติ การเคลื่อนที่แบบโค้ง. จำนวนองศาอิสระของระบบกลไก

หัวข้อ 4: พื้นฐานของไดนามิกแบบคลาสสิกของจุดวัสดุ

พื้นฐานของพลวัต กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันและเนื้อหาทางกายภาพ ความเท่าเทียมกันแบบไดนามิกของสภาวะพักและการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วคงที่ การเชื่อมโยงกฎความเฉื่อยกับหลักการสัมพัทธภาพ กฎข้อที่สองของนิวตัน ความแข็งแกร่งและ การเคลื่อนไหวทางกล. แก่นแท้ทางกายภาพของแนวคิดเรื่องแรงในกลศาสตร์ แรงธรรมชาติทางกายภาพที่แตกต่างกันและปฏิสัมพันธ์พื้นฐานทางฟิสิกส์ คุณสมบัติของแรงและวิธีการวัดแรง แนวคิดของมวลเฉื่อย วิธีการวัดมวล เนื้อหาทางกายภาพของกฎข้อที่สองของนิวตัน การกระทำพร้อมกันของหลาย ๆ แรงและหลักการทับซ้อน ปฏิกิริยาของร่างกายและกฎข้อที่สามของนิวตัน รูปแบบตรรกะของกฎของนิวตันและความเป็นไปได้ต่างๆ ของการสร้าง

• ความเห็นในหัวข้อ "พื้นฐานของพลวัตคลาสสิก" (7 หน้า)

หัวข้อที่ 5: ปัญหาโดยตรงและผกผันของไดนามิก การรวมสมการการเคลื่อนที่

กฎข้อที่สองของนิวตันในฐานะสมการพื้นฐานของไดนามิกของจุดวัสดุ แนวคิดของสถานะทางกล งานโดยตรงของพลศาสตร์คือการกำหนดแรงจากการเคลื่อนที่ที่ทราบ การหากฎแรงโน้มถ่วงจากกฎของเคปเลอร์ ปัญหาผกผันของพลศาสตร์คือการกำหนดการเคลื่อนที่โดยแรงที่ทราบและสถานะเริ่มต้น ตัวอย่างการรวมสมการการเคลื่อนที่ (การเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามเอกพันธ์แบบคงที่และขึ้นกับเวลา การเคลื่อนที่ในตัวกลางหนืด การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอและในสนามไฟฟ้าแบบไขว้และ สนามแม่เหล็ก, การเคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของแรงขึ้นอยู่กับตำแหน่งของอนุภาค - ออสซิลเลเตอร์เชิงพื้นที่และสนามคูลอมบ์)

อัลกอริทึมสำหรับการรวมเชิงตัวเลขของสมการการเคลื่อนที่ การเคลื่อนที่ของจุดวัสดุเมื่อมีการเชื่อมต่อ แรงปฏิกิริยาของการเชื่อมต่อในอุดมคติ

หัวข้อที่ 6: ปริมาณและระบบของหน่วยทางกายภาพ การวิเคราะห์มิติ

การวัดทางฟิสิกส์ ข้อกำหนดมาตรฐาน ปริมาณทางกายภาพ. หน่วยของปริมาณทางกายภาพ ระบบหน่วยในกลศาสตร์ หลักการสร้างระบบหน่วย หน่วยพื้นฐานและหน่วยที่ได้รับ มาตรฐาน มิติของปริมาณทางกายภาพ วิธีการวิเคราะห์มิติและการประยุกต์ในปัญหาทางกายภาพ

• ความเห็นในหัวข้อ “ปริมาณและระบบของหน่วย การวิเคราะห์มิติ” (8 หน้า)

หัวข้อ 7: หัวข้อ: ข้อกำหนดเบื้องต้นและสมมุติฐาน ทฤษฎีส่วนตัวสัมพัทธภาพ

ระบบอ้างอิงเฉื่อย ความเท่าเทียมกันทางกายภาพ ระบบเฉื่อยอ้างอิง (หลักการของสัมพัทธภาพ). การแปลงแบบกาลิเลียนและการแปลงความเร็ว ลักษณะที่จำกัดของแนวคิดคลาสสิกเกี่ยวกับอวกาศและเวลา หลักการสัมพัทธภาพและอิเล็กโทรไดนามิกส์ ข้อเท็จจริงจากการทดลองเป็นพยานถึงธรรมชาติสากลของความเร็วแสงในสุญญากาศ ทฤษฎีสัมพัทธภาพเฉพาะเป็นทฤษฎีทางกายภาพของอวกาศและเวลา สมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพและเนื้อหาทางกายภาพของพวกมัน

• ความเห็นในหัวข้อ "ข้อกำหนดเบื้องต้นและสมมติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพส่วนตัว" (4 หน้า)

หัวข้อ 8: จลนศาสตร์เชิงสัมพันธ์

การวัดช่วงเวลาและระยะทางเชิงพื้นที่จากมุมมองของทฤษฎีสัมพัทธภาพ แนวคิดของเหตุการณ์ สัมพัทธภาพความพร้อมกันของเหตุการณ์ การซิงโครไนซ์นาฬิกา การเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์ต่างๆ ระหว่างการเปลี่ยนไปใช้กรอบอ้างอิงอื่น เวลาของตัวเอง การทดลองยืนยันกฎสัมพัทธภาพของการเปลี่ยนแปลงช่วงเวลา สัมพัทธภาพของระยะทางเชิงพื้นที่ระหว่างเหตุการณ์ ความยาวของตัวเอง การหดตัวของลอเรนซ์เป็นผลมาจากสมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เอฟเฟกต์ดอปเปลอร์สัมพัทธภาพ

• ความเห็นในหัวข้อ "จลนศาสตร์เชิงสัมพันธ์" (8 หน้า)

หัวข้อที่ 9: การเปลี่ยนแปลงและผลที่ตามมาของลอเรนซ์

การแปลงแบบลอเรนซ์ กฎสัมพัทธภาพของการแปลงความเร็ว ความเร็วสัมพัทธ์และความเร็วในการเข้าใกล้ ความเบี่ยงเบนของแสง ผลทางจลนศาสตร์ของการแปลงแบบลอเรนซ์

• ความเห็นในหัวข้อ "การเปลี่ยนแปลงและผลที่ตามมาของลอเรนซ์" (7 หน้า)

หัวข้อ 10: เรขาคณิตของกาลอวกาศ

ช่วงเวลาระหว่างเหตุการณ์ การตีความทางเรขาคณิตของการแปลงลอเรนซ์ กาลอวกาศ Minkowski สี่มิติ กรวยไฟ เส้นโลก ช่วงเวลา Timelike และ Spacelike ระหว่างเหตุการณ์ ความเป็นเหตุเป็นผลและการจำแนกช่วงเวลา อดีตที่สัมบูรณ์ อนาคตที่สัมบูรณ์ และอันไกลโพ้นโดยสิ้นเชิง การตีความทฤษฎีสัมพัทธภาพความพร้อมกันของเหตุการณ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพของช่วงเวลาและระยะทางโดยใช้แผนภาพ Minkowski สี่เวกเตอร์ในพื้นที่ Minkowski เวกเตอร์รัศมี 4 มิติของเหตุการณ์

• ความเห็นในหัวข้อ "เรขาคณิตอวกาศ-เวลา" (11 หน้า)

หัวข้อที่ 11: พื้นฐานของพลวัตเชิงสัมพัทธภาพ

โมเมนตัมเชิงสัมพันธ์ของอนุภาค พลังงานเชิงสัมพันธ์ พลังงานจลน์และพลังงานพักผ่อน มวลและพลังงาน ความเท่าเทียมกันของพลังงานและมวลสัมพัทธภาพ พลังงานพันธะ นิวเคลียสของอะตอม. การแปลงพลังงานพักผ่อนเป็น ปฏิกิริยานิวเคลียร์. ปฏิกิริยาฟิชชันของนิวเคลียสหนักและการสังเคราะห์นิวเคลียสของแสง ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับโมเมนตัมของอนุภาค การเปลี่ยนแปลงของพลังงานและโมเมนตัมของอนุภาคเมื่อเปลี่ยนไปใช้กรอบอ้างอิงอื่น โมเมนตัมพลังงานสี่เวกเตอร์ของอนุภาค งานง่ายพลวัตเชิงสัมพัทธภาพ การเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามคงที่สม่ำเสมอ การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอ

• ความเห็นในหัวข้อ "พื้นฐานของพลวัตเชิงสัมพันธ์" (10 หน้า)

หัวข้อที่ 12: โมเมนตัม โมเมนตัมเชิงมุม พลังงาน กฎหมายอนุรักษ์

แรงกระตุ้นของประเด็นสำคัญและกฎแห่งการเปลี่ยนแปลง แรงกระตุ้น. โมเมนต์เชิงมุมของจุดวัสดุ ช่วงเวลาแห่งพลัง กฎการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเชิงมุม การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมเมื่ออนุภาคเคลื่อนที่ในสนามแรงศูนย์กลาง กฎหมายว่าด้วยความเร็วและเขตรายสาขา (กฎข้อที่สองของเคปเลอร์)

• ความเห็นในหัวข้อ "โมเมนตัมเชิงมุมและความเร็วเซกเตอร์" (2 หน้า)

แนวคิดการทำงานของแรงในกลศาสตร์ คุณสมบัติของงานเป็นปริมาณทางกายภาพ พลังแห่งความแข็งแกร่ง พลังงานจลน์ของอนุภาค การทำงานของแรงรวมและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ของอนุภาค สนามพลังที่มีศักยภาพ พลังงานศักย์ของอนุภาค เส้นแรงและพื้นผิวศักย์เท่ากัน ความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับพลังงานศักย์ ตัวอย่างสนามแรงที่อาจเกิดขึ้น

พลังงานกลของจุดวัสดุ กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงพลังงานกลของอนุภาคเมื่อเคลื่อนที่ในสนามแรงที่อาจเกิดขึ้น ระบบกลไก dissipative และอนุรักษ์นิยม การทำงานของแรงปฏิกิริยาของพันธะในอุดมคติ ความสัมพันธ์ระหว่างการอนุรักษ์พลังงานกลของระบบอนุรักษ์นิยมกับการย้อนกลับของการเคลื่อนที่ในเวลาและความสม่ำเสมอของเวลา ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎการอนุรักษ์พลังงานกลในปัญหาทางกายภาพ

หัวข้อที่ 13: พลวัตของระบบจุดวัสดุ

จุดศูนย์กลางมวลของระบบ โมเมนตัมของระบบอนุภาค ความสัมพันธ์ระหว่างโมเมนตัมของระบบกับความเร็วของจุดศูนย์กลางมวล ภายนอกและ กองกำลังภายใน. กฎการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของระบบ การอนุรักษ์โมเมนตัมของระบบปิดของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์ กฎการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางมวล การเคลื่อนที่ของมวลสารแปรผัน สมการเมชเชอร์สกี้ แรงขับเจ็ท สูตร Tsiolkovsky แนวคิดของจรวดหลายขั้นตอน ปัญหาของสองร่าง มวลลดลง

โมเมนตัมเชิงมุมของระบบ โทร. ความสัมพันธ์ของโมเมนตัมเชิงมุมของระบบในกรอบอ้างอิงต่างๆ และค่อนข้างสัมพันธ์กัน จุดต่างๆ. กฎแห่งการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงมุมของระบบวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กัน โมเมนต์ของแรงภายในและภายนอก สมการของโมเมนต์ที่สัมพันธ์กับเสาเคลื่อนที่ การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมของระบบปิด

กฎการอนุรักษ์และหลักสมมาตรทางฟิสิกส์ การเชื่อมโยงกฎหมายการอนุรักษ์สำหรับระบบปิดของร่างกายกับคุณสมบัติสมมาตรของพื้นที่ทางกายภาพ การอนุรักษ์โมเมนตัมและความสม่ำเสมอของพื้นที่ การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมและไอโซโทรปีของอวกาศ

หัวข้อที่ 14: พลังงานของระบบเครื่องกล. การชนกันของอนุภาค

พลังงานจลน์ของระบบอนุภาค การสลายตัวของพลังงานจลน์ของระบบเป็นผลรวมของพลังงานจลน์ของระบบโดยรวมและพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ที่สัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวล การชนกันแบบไม่ยืดหยุ่นและพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ของระบบและการทำงานของแรงทั้งหมดที่กระทำต่ออนุภาคที่รวมอยู่ในนั้น

แรงที่อาจเกิดขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคของระบบ การทำงานของกองกำลังภายนอกและภายในเมื่อเปลี่ยนการกำหนดค่าของระบบ พลังงานศักย์ของอนุภาคในสนามภายนอกและพลังงานศักย์ของปฏิกิริยาของอนุภาคในระบบ พลังงานกลของระบบร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์และกฎของการเปลี่ยนแปลง ระบบอนุรักษ์นิยมและกระจายตัวของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์ การอนุรักษ์พลังงานและการย้อนกลับของการเคลื่อนไหว

• การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ("การเคลื่อนไหวที่โดดเด่นในระบบสามตัว")

การชนกันของอนุภาคแบบยืดหยุ่น การประยุกต์กฎการอนุรักษ์พลังงานและโมเมนตัมกับกระบวนการชนกัน การชนกันของวัตถุขนาดมหึมาและการชนของอะตอม ระบบอ้างอิงในห้องปฏิบัติการและศูนย์กลางของระบบมวล มุมจำกัดของการกระเจิงของอนุภาคตกกระทบบนอนุภาคที่อยู่นิ่งที่เบากว่า มุมกระเจิงและมุมการกระเจิงของอนุภาคหลังจากการชน การถ่ายโอนพลังงานในการชนแบบยืดหยุ่น การชะลอตัวของนิวตรอน บทบาทของการชนในกระบวนการผ่อนคลายและการสร้างสมดุลความร้อน ข้อจำกัดความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนพลังงานโดยมีความแตกต่างอย่างมากในมวลของอนุภาคที่ชนกัน

หัวข้อที่ 15: แรงโน้มถ่วง การเคลื่อนไหวภายใต้การกระทำ แรงดึงดูด. พลศาสตร์อวกาศ

ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง กฎ แรงโน้มถ่วง. มวลความโน้มถ่วง ความเข้มของสนามโน้มถ่วง หลักการทับซ้อน เส้นแรงและการไหลของความเข้มสนามโน้มถ่วง ความต่อเนื่อง เส้นแรง. ทฤษฎีบทเกาส์ สนามโน้มถ่วงของเปลือกทรงกลมและลูกทึบ ปฏิสัมพันธ์ความโน้มถ่วงของวัตถุทรงกลม คำจำกัดความของการทดลองค่าคงตัวโน้มถ่วง ประสบการณ์คาเวนดิช พลังงานศักย์ของจุดในสนามโน้มถ่วง พลังงานความโน้มถ่วงของวัตถุทรงกลม

การเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วง กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ดาวหาง และดาวเทียมประดิษฐ์ กฎของเคปเลอร์ โฮโดกราฟเวกเตอร์ความเร็ว การประยุกต์กฎการอนุรักษ์พลังงานและโมเมนตัมเชิงมุมกับการศึกษาการเคลื่อนที่ของเคปเลอเรียน ความเร็วของพื้นที่ ความเร็ววงกลม ปล่อยความเร็ว

• แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับเพลง "การเคลื่อนที่ในสนามโน้มถ่วง" Space Dynamics” (13 หน้า)

การเคลื่อนไหวของ Keplerian ที่กระวนกระวายใจ อิทธิพลของการเบรกในบรรยากาศและรูปร่างของดาวเคราะห์บนวงโคจร ดาวเทียมเทียม. การเคลื่อนตัวของวงโคจรเส้นศูนย์สูตร

ปัญหาสามตัว – วิธีแก้ปัญหาเฉพาะที่แน่นอนและวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณ (ส่วนคอนจูเกตทรงกรวย) ทรงกลมของแรงดึงดูดของโลก พื้นฐานของพลวัตอวกาศ ความเร็วจักรวาลที่สามและสี่

• การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ("การเคลื่อนไหวที่โดดเด่นในระบบสามตัว")

หัวข้อที่ 16: จลนศาสตร์ของร่างกายที่แข็งแรงสมบูรณ์

จำนวนองศาอิสระของร่างกายที่แข็งกระด้าง การแปลและการหมุนแบบขนาน ทฤษฎีบทออยเลอร์ มุมออยเลอร์ ลักษณะเฉพาะของการเคลื่อนไหวร่างกายที่แข็งกระด้าง การเคลื่อนไหวที่ก้าวหน้า การหมุนรอบแกนคงที่ การเคลื่อนที่ของสกรู การเคลื่อนที่ของระนาบของร่างกายที่แข็งกระด้าง การสลายตัวของการเคลื่อนที่ของระนาบเป็นการเคลื่อนที่และการหมุนแบบแปลน เวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม แกนหมุนทันที การแสดงออกของความเร็วเชิงเส้นของจุดของวัตถุแข็งเกร็งในแง่ของเวกเตอร์รัศมีและเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุม การเร่งความเร็วของจุดของร่างกายที่แข็งกระด้าง การหมุนรอบจุดคงที่ การเพิ่มการหมุน การสลายตัวของความเร็วเชิงมุมเป็นส่วนประกอบ กรณีทั่วไปของการเคลื่อนไหวของร่างกายที่แข็งกระด้าง

หัวข้อ 17: พื้นฐานของพลวัตของร่างกายแข็ง

โมเมนต์ของแรงภายนอกและสภาวะสมดุล (สถิตยศาสตร์) การหาแรงปฏิกิริยาและระบบที่ไม่แน่นอนเชิงสถิต หลักการของการเคลื่อนไหวเสมือน

พลวัตของการหมุนรอบแกนคงที่ โมเมนต์ความเฉื่อย โมเมนต์ความเฉื่อยของร่างกายที่เป็นเนื้อเดียวกัน (แท่ง, ดิสก์, ลูกบอล, กรวย, แท่ง ฯลฯ ) โมเมนต์ความเฉื่อยของแกนคู่ขนาน (ทฤษฎีบทไฮเกนส์-สไตเนอร์) พลังงานจลน์ของวัตถุที่หมุนได้แข็งทื่อ ลูกตุ้มทางกายภาพ ลดความยาวและศูนย์สวิง คุณสมบัติการพลิกกลับได้

พลวัตของการเคลื่อนที่ของระนาบของร่างกายที่แข็งกระด้าง การประยุกต์ใช้สมการโมเมนต์เทียบกับเสาเคลื่อนที่ กลิ้งทรงกระบอกลงบนระนาบเอียง ลูกตุ้มของแม็กซ์เวลล์ พลังงานจลน์ของวัตถุแข็งเกร็งในการเคลื่อนที่ระนาบ

หัวข้อ 18: การหมุนด้านบนสมมาตรฟรี

โมเมนตัมของวัตถุที่แข็งกระด้างอย่างยิ่งและการเชื่อมต่อกับเวกเตอร์ความเร็วเชิงมุม เทนเซอร์ของความเฉื่อย แกนหลักของความเฉื่อย หมุนฟรีรอบแกนหลักของความเฉื่อย ความเสถียรของการหมุนอิสระรอบแกนหลักของความเฉื่อย การหมุนฟรีของส่วนบนแบบสมมาตร precession ปกติ (nutation) การตีความทางเรขาคณิตของ precession ฟรีสำหรับส่วนบนที่สมมาตรและแผ่ขยาย axoids ที่เคลื่อนที่ได้และเคลื่อนที่ไม่ได้

กฎการเคลื่อนที่ในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย แรงเฉื่อยในระบบที่ไม่เฉื่อยเคลื่อนที่ไปเรื่อย ๆ หลักการสัมพัทธภาพ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันและที่มาของแรงเฉื่อย ระบบอ้างอิงตกลงไปในสนามโน้มถ่วงอย่างอิสระ ไร้น้ำหนัก หลักการของความเท่าเทียมกัน สัดส่วนของมวลเฉื่อยและแรงโน้มถ่วง ประสบการณ์ของกาลิเลโอ นิวตัน เบสเซล เอิทเวิส และดิกเคอ ลักษณะท้องถิ่นของหลักการสมมูล แรงคลื่นในสนามโน้มถ่วงที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

• ความเห็นในหัวข้อ “แรงเฉื่อยและความโน้มถ่วง. หลักการของความเท่าเทียมกัน (6 หน้า)

หัวข้อที่ 21: การหมุนกรอบอ้างอิง

กฎการเคลื่อนที่ในกรอบอ้างอิงที่หมุนได้ การเร่งความเร็วเชิงรุกและ Coriolis แรงเหวี่ยงและแรงโคริโอลิสของความเฉื่อย การเบี่ยงเบนของเส้นดิ่งจากทิศทางไปยังศูนย์กลางของโลก พลวัตของการเคลื่อนที่ของวัตถุที่จุดใกล้พื้นผิวโลก โดยคำนึงถึงการหมุนของโลก การรวมสมการ เคลื่อนไหวอย่างอิสระวิธีการประมาณแบบต่อเนื่องกัน การเบี่ยงเบนของร่างกายที่ตกลงมาอย่างอิสระจากแนวตั้ง ลูกตุ้มฟูโกต์ ความเร็วเชิงมุมของการหมุนระนาบการแกว่งที่เสาและจุดใดจุดหนึ่งของโลก

หัวข้อ 22: พื้นฐานของกลศาสตร์ของร่างกายที่ผิดรูป

การเสียรูปของคอนตินิวอัม การเสียรูปที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน การเปลี่ยนรูปยางยืดและพลาสติก ขีด จำกัด ยืดหยุ่นและการเปลี่ยนรูปที่เหลือ การเสียรูปและความเค้นทางกล ค่าคงที่ยืดหยุ่น กฎของฮุค

ประเภทของการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่น แรงตึงและแรงอัดแกนเดียว โมดูลัสของ Young และอัตราส่วนของปัวซอง การเปลี่ยนรูปดัด พลังงานของร่างกายที่ผิดรูปยืดหยุ่นได้ การทับซ้อนของการเสียรูป การเสียรูปของแรงเฉือน ความสัมพันธ์ของโมดูลัสเฉือนวัสดุกับโมดูลัสของยังและอัตราส่วนของปัวซอง

การบิดเบี้ยวของแกนทรงกระบอก (เกลียวยางยืด) โมดูลัสแรงบิด การเสียรูปของการบีบอัดทุกรอบ (อุทกสถิต) การแสดงออกของโมดูลัสการอัดในแง่ของโมดูลัสของยังและอัตราส่วนของปัวซอง

หัวข้อ 23: กลศาสตร์ของของเหลวและก๊าซ

กฎของอุทกสถิต ความดันในของเหลวและก๊าซ แรงมวลและพื้นผิว อุทกสถิตของของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้ สมดุลของของเหลวและก๊าซในสนามโน้มถ่วง สูตรความกดอากาศ ความสมดุลของร่างกายในของเหลวและก๊าซ ความมั่นคงสมดุล ว่ายน้ำ โทร. ความมั่นคงในการว่ายน้ำ เมตาเซ็นเตอร์

การไหลของของเหลวคงที่ สนามความเร็วของของไหลเคลื่อนที่ เส้นและท่อของกระแส สมการความต่อเนื่อง ของเหลวในอุดมคติ กฎของเบอร์นูลลี แรงดันไดนามิก ของเหลวไหลออกจากรู สูตรทอร์ริเชลลี ความหนืดของของเหลว การไหลของของเหลวหนืดผ่านท่อคงที่ สูตรปัวซูย ลามินาร์และกระแสน้ำปั่นป่วน หมายเลขเรโนลส์ ความคล้ายคลึงกันทางอุทกพลศาสตร์ ไหลไปทั่วร่างกายด้วยของเหลวและก๊าซ แรงลากและแรงยก ความขัดแย้งของ d'Alembert การแยกกระแสและการสร้างกระแสน้ำวน ลิฟท์ปีกเครื่องบิน เอฟเฟกต์แมกนัส

หัวข้อ 24: พื้นฐานของฟิสิกส์ของการสั่นสะเทือน

ความผันผวน เรื่องของทฤษฎีการแกว่ง การจำแนกการแกว่งตามลักษณะจลนศาสตร์ จำแนกตามลักษณะทางกายภาพของกระบวนการ จำแนกตามวิธีการกระตุ้น (ธรรมชาติ บังคับ พารามิเตอร์ และการสั่นในตัวเอง) จลนศาสตร์ของการสั่นฮาร์มอนิก ไดอะแกรมเวกเตอร์ ความสัมพันธ์ของการสั่นฮาร์มอนิกและ การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอรอบวง. ส่วนที่เพิ่มเข้าไป การสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิก. เต้น ตัวเลข Lissajous

การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของฮาร์มอนิกออสซิลเลเตอร์ การเปลี่ยนแปลงพลังงานระหว่างการสั่นสะเทือน ภาพเฟสของออสซิลเลเตอร์เชิงเส้น ไอโซโครนิซึมของออสซิลเลเตอร์เชิงเส้น การหน่วงการสั่นสะเทือนภายใต้แรงเสียดทานหนืด การลดลงของการลดทอน ปัจจัย Q การทำให้หมาด ๆ ที่สำคัญ โหมด aperiodic การหน่วงของการสั่นในการเสียดสีแบบแห้ง โซนซบเซา ข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดตัวชี้

สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลาง

การศึกษาระดับมืออาชีพที่สูงขึ้น

"มหาวิทยาลัยการก่อสร้างแห่งรัฐรอสตอฟ"

ที่ได้รับการอนุมัติ

ศีรษะ ภาควิชาฟิสิกส์

________________________________/น.น. คาราแบฟ/

สื่อการสอน

สรุปการบรรยายในวิชาฟิสิกส์

(สำหรับความเชี่ยวชาญทั้งหมด)

รอสตอฟ ออน ดอน

เครื่องช่วยสอน. บทคัดย่อของการบรรยายวิชาฟิสิกส์ (สำหรับสาขาวิชาเฉพาะทั้งหมด) – Rostov ไม่มี: Rost. สถานะ สร้าง un-t, 2555. - 103 น.

มีบันทึกการบรรยายในวิชาฟิสิกส์ตาม คู่มือการเรียน TI. Trofimova "หลักสูตรฟิสิกส์" (สำนักพิมพ์ Vysshaya Shkola)

ประกอบด้วยสี่ส่วน:

I. กลศาสตร์.

ครั้งที่สอง ฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์

สาม. ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

IV. คลื่นและควอนตัมออปติก

มีไว้สำหรับครูและนักเรียนเพื่อเป็นการสนับสนุนทางทฤษฎีสำหรับการบรรยาย ชั้นเรียนภาคปฏิบัติและห้องปฏิบัติการ เพื่อให้บรรลุการดูดซึมที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของแนวคิดพื้นฐานและกฎของฟิสิกส์

คอมไพเลอร์: ศ. น.น. คาราแบฟ

รศ. E.V. Chebanova

ศ. หนึ่ง. พาฟลอฟ

บรรณาธิการ N.E. Gladkikh

แม่แบบ 2012 ตำแหน่ง ลงนามเพื่อพิมพ์

รูปแบบ 60x84 1/16 กระดาษเขียน. ริโซกราฟ Uch.-ed.l. 4.0.

หมุนเวียน 100 เล่ม คำสั่ง

_________________________________________________________

ศูนย์บรรณาธิการและสำนักพิมพ์

มหาวิทยาลัยการก่อสร้างแห่งรัฐรอสตอฟ

334022, รอสตอฟ ออนดอน, เซนต์. นักสังคมนิยม 162

© Rostov State

การสร้างมหาวิทยาลัย พ.ศ. 2555

ส่วนที่ 1 กลศาสตร์

หัวข้อที่ 1 จลนศาสตร์ของการเคลื่อนที่เชิงแปลและการหมุน จลนศาสตร์ของการเคลื่อนที่แบบแปลน

ตำแหน่งของจุดวัสดุ แต่ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียนในช่วงเวลาที่กำหนดจะถูกกำหนดโดยสามพิกัด x, y และ zหรือ รัศมีเวกเตอร์- เวกเตอร์ที่ลากจากจุดกำเนิดของระบบพิกัดไปยังจุดที่กำหนด (รูปที่ 1)

การเคลื่อนที่ของจุดวัสดุถูกกำหนดในรูปแบบสเกลาร์โดยสมการจลนศาสตร์: x = x(เสื้อ),y = y(เสื้อ),z = z(เสื้อ)

หรือในรูปเวกเตอร์โดยสมการ: .

วิถีการเคลื่อนที่ของจุดวัสดุ - เส้นที่อธิบายโดยจุดนี้เมื่อเคลื่อนที่ในอวกาศ การเคลื่อนที่อาจเป็นเส้นตรงหรือโค้งก็ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรูปร่างของวิถีโคจร

จุดวัตถุเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรตามอำเภอใจในช่วงเวลาสั้น ๆ D tย้ายออกจากตำแหน่ง แต่เข้าสู่ตำแหน่ง ที่, ผ่านไปตามเส้นทาง สเท่ากับความยาวของส่วนวิถี AB(รูปที่ 2).

ข้าว. 1 รูปที่ 2

เวกเตอร์ที่ดึงมาจากตำแหน่งเริ่มต้นของจุดเคลื่อนที่ในขณะนั้น tถึงจุดสิ้นสุด ณ เวลานั้น (t+ ดี t), ถูกเรียก ย้าย,เช่น .

เวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยเรียกว่าอัตราส่วนการกระจัดต่อช่วงเวลา D t ซึ่งการเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้น:

ทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางของเวกเตอร์การกระจัด

ความเร็วทันที(ความเร็วในการเคลื่อนที่ในขณะนั้น t) เรียกว่าขีด จำกัด ของอัตราส่วนการกระจัดต่อช่วงเวลา D tซึ่งการเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้นเมื่อ D tเป็นศูนย์: = ℓim Δt →0 Δ/Δt = d/dt =

เวกเตอร์ความเร็วชั่วขณะนั้นถูกกำกับไปตามเส้นสัมผัสที่ลากจากจุดที่กำหนดไปยังวิถีโคจรในทิศทางของการเคลื่อนที่ เมื่อมุ่งมั่นในช่วงเวลา D tถึงศูนย์ โมดูลัสของเวกเตอร์การกระจัดจะมีแนวโน้มเท่ากับค่าของเส้นทาง D สดังนั้นโมดูลัสของเวกเตอร์ v สามารถกำหนดได้ผ่านทางเส้นทาง D ส: v = ℓim Δt →0 Δs/Δt = ds/dt =

หากความเร็วของจุดเปลี่ยนแปลงตามเวลา อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็วของจุดนั้นจะถูกกำหนดโดย อัตราเร่ง.

อัตราเร่งเฉลี่ย‹a› ในช่วงเวลาจาก tก่อน ( t+ ด t) เป็นปริมาณเวกเตอร์เท่ากับอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความเร็ว () กับช่วงเวลา D tซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น: =Δ/Δt

อัตราเร่งทันทีหรือ อัตราเร่งการเคลื่อนที่ทีละจุด tเรียกว่า ขีด จำกัด ของอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อช่วงเวลา D tซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเป็น D tเป็นศูนย์:

,

อนุพันธ์อันดับแรกของฟังก์ชันเทียบกับเวลาอยู่ที่ไหน t,