D. V. Sivukhin

ALLGEMEINER KURS DER PHYSIK. T.I MECHANIK

Der Hauptinhalt des vorgeschlagenen Kurses ist eine erweiterte Präsentation von Vorlesungen über Physik, die der Autor viele Jahre (ab 1956) am Moskauer Institut für Physik und Technologie gelesen hat. Gesamtplan Vorlesung, sowie die grundsätzliche Herangehensweise an die Darstellung grundlegender Probleme der Physik, haben sich im Laufe der Jahre kaum verändert. Der Kurs wurde jedoch jedes Jahr durch die Aufnahme neuer Fragen bestimmter Art und Beispiele aktualisiert. Viele zuvor diskutierte Themen wurden ausgeschlossen. Dies geschah nicht aus prinzipiellen Gründen, sondern aus Zeitmangel.

Dieser Kurs beinhaltet fast alle Themen, die in den Vorlesungen in behandelt werden verschiedene Jahre. Es wurden auch Fragen aufgenommen, die in den Vorlesungen nicht behandelt wurden. Sie nehmen etwa 10-15% des Textes ein. Außerdem sind viele Probleme mit Antworten oder Detaillösungen enthalten. All dieses Material kann für Studenten beim vertieften Studium der Physik und für Lehrer bei der Durchführung von Seminaren nützlich sein. Er wird, wie der Autor hofft, zur Entwicklung der körperlichen Denkfähigkeiten der Schüler und der Fähigkeit beitragen, grundlegende Fragen und spezifische körperliche Probleme unabhängig zu stellen und zu lösen, was das Hauptziel des vorgeschlagenen Leitfadens ist. Natürlich sind nicht alle diese Materialien obligatorisch. Zur Bequemlichkeit des Lesers sind die Hauptfragen in Großdruck gedruckt, der Rest - petite.

Vorwort
Einführung
	KINEMATIK
§ 1. Raum und Zeit
§ 2. Kinematische Beschreibung der Bewegung. Materieller Punkt
§ 3. Geschwindigkeit und Beschleunigung bei geradliniger Bewegung. Ecke
	Geschwindigkeit und Winkelbeschleunigung
§ 4. Geschwindigkeit und Beschleunigung bei krummliniger Bewegung
§ 5. Grenzen der Anwendbarkeit der klassischen Methode der Bewegungsbeschreibung
	Zur Bedeutung von Ableitung und Integral in physikalischen Anwendungen
	Probleme
	Über Vektoren und Addition von Bewegungen
	Freiheitsgrade und verallgemeinerte Koordinaten
	NEWTONS GESETZE
	Trägheitsgesetz. Trägheitsbezugssystem
§ 10. Messe. Impulserhaltungssatz
§ 11. Newtons zweites Gesetz. Leistung

§ 12. Newtonsches drittes Gesetz und Impulserhaltungssatz
§ 13. Interaktion auf Distanz und Feldinteraktion
§ 14. Rolle der Anfangsbedingungen
§ 15. Galileis Relativitätsprinzip
§ 16. Additivität und Massenerhaltungssatz
§ 17. Über die Reibungsgesetze
EINIGE FOLGEN UND ANWENDUNGEN DER GESETZE
§ 18. Kraftimpuls und Impulsänderung
§ 19. Der Satz über die Bewegung des Massenschwerpunktes
§ 20. Reduzierte Masse
§ 21. Bewegung von Körpern mit veränderlicher Masse. Strahlantrieb
ARBEIT UND ENERGIE
§ 22. Arbeit und Bewegungsenergie
§ 23. Beziehung zwischen kinetischen Energien in verschiedenen Systemen
Hinweis. Satz von König
§ 24. Konservative und nichtkonservative Kräfte
§ 25. Potentielle Energie. Energieerhaltungssatz in der Mechanik
§ 26. Absolut unelastischer Stoß
§ 27. Innere Energie. Allgemeines physikalisches Energieerhaltungsgesetz
§ 28. Absolut elastischer Stoß
§ 29. Kräfte und potentielle Energie
DREHMOMENT
§ 30. Kraftmoment und Impulsmoment relativ zu einem festen
§ 31. Verhältnis des Drehimpulses eines materiellen Punktes zu einem Sektorial
Geschwindigkeit. Flächensatz
§ 32. Impulsmoment und Kraftmoment relativ zu einer festen Achse.
§ 33. Die Impulsgleichung für Rotation um ein Festes
Achsen. Trägheitsmoment
§ 34. Beispiele zum Erhaltungssatz des Drehimpulses
§ 35. Satz von Huygens - Steiner
§ 36. Berechnung der Trägheitsmomente
§ 37. Die Momentengleichung in bezug auf den bewegten Anfang u
bewegliche Achse
§ 38. Erhaltungssätze und Symmetrie von Raum und Zeit
HARMONISCHE SCHWINGUNGEN
§ 39. Kinematik der harmonischen Schwingungsbewegung
§ 40. Harmonische Schwingungen einer Last auf einer Feder

§ 41. Physikalisches Pendel
§ 42. Bifilare und trifilare Suspensionen
§ 43. Adiabatische Invarianten
FESTKÖRPER-MECHANIK
§ 44. Festkörper in der Mechanik. Bewegungs- und Gleichgewichtsgleichungen
Festkörper
§ 45. Augenblickliche Rotationsachse
§ 46. Winkelgeschwindigkeit als Vektor. Drehungen hinzufügen
§ 47. Satz von Euler. Allgemeine Bewegung eines starren Körpers
§ 48. Abrollende Körper auf einer schiefen Ebene
§ 49. Kreisel. Freie Kreiselbewegung
§ 50. Kreisel unter Einwirkung von Kräften. Ungefähre Theorie
§ 51. Anwendungen von Kreiseln.
§ 52. Grundlagen der exakten Theorie eines symmetrischen Kreisels
§ 53. Tensor und Trägheitsellipsoid
§ 54. Drehung eines starren Körpers durch Trägheit um einen festen Punkt
SCHWERE
§ 55. Keplersche Gesetze und das Gesetz der allgemeinen Gravitation
§ 56. Beschleunigung von Planeten und Kometen bei der Bewegung auf Kegelschnitten
§ 57. Bedingungen für Ellipse, Parabel und Hyperbel
Bewegungen
§ 58. Berechnung der Bahnparameter
§ 59. Berechnung der Sonnenbewegung
§ 60. Anwendung des Gesetzes der allgemeinen Gravitation auf das Erdproblem
Abschnitt 61. Raumgeschwindigkeiten
§ 62. Ableitung der Gesetze der Planetenbewegung aus dem Gesetz der allgemeinen Gravitation
BEWEGUNG RELATIV ZU NICHTINERTIALEN SYSTEMEN
§ 63. Trägheitskräfte bei beschleunigter Translationsbewegung des Systems
§ 64. Trägheitskräfte für willkürlich beschleunigte Bewegung des Systems
§ 65. Die Gleichung der relativen Bewegung eines Stoffes zeigt an
Gravitationsfeld der Erde unter Berücksichtigung ihrer Rotation
§ 66. Gewicht und Körperwägung
§ 67. Abweichung fallender Körper von der Richtung einer Lotschnur
§ 69. Gezeiten

§ 70. Gravitationsmasse und das verallgemeinerte Gesetz von Galileo
§ 71. Der Grundsatz der Äquivalenz der Gravitationskräfte und Trägheitskräfte
§ 72. Gravitationsverschiebung von Spektrallinien
MECHANIK DES ELASTISCHEN KÖRPERS
§ 73. Ideal elastische Körper
§ 74. Elastische Spannungen
§ 75. Zug und Druck der Stangen
§ 76. Deformationen eines rechteckigen Parallelepipeds unter der Einwirkung von drei
zueinander senkrechte Kräfte
§ 77. Umfassende und einseitige Dehnung und Kompression
§ 78. Verschiebung
§ 79. Torsion
§ 80. Biegung
§ 81. Fortpflanzungsgeschwindigkeit längselastischer Störungen in
Stangen
§ 82. Anwendungen des Superpositionsprinzips
§ 83. Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Längs- und Querstörungen in
unbegrenzte Umgebung
§ 84. Fortpflanzungsgeschwindigkeit transversaler Störungen in einer ausgedehnten
§ 85. Sin Flüssigkeiten und Gasen
ÄHNLICHKEIT UND DIMENSIONALE METHODEN
§ 86. Dimension und Einheitensysteme.
§ 87. Dimensionsformel
§ 88. Maßregel
MECHANIK VON FLÜSSIGKEITEN UND GASE
§ 89. Allgemeine Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen
§ 90. Grundgleichungen des Gleichgewichts und der Bewegung von Flüssigkeiten
§ 91. Hydrostatik einer incompressiblen Flüssigkeit
§ 92. Barometrische Formel
§ 93. Kinematische Beschreibung der Flüssigkeitsbewegung
§ 94. Stationäre Bewegung einer idealen Flüssigkeit. Bernoulli-Gleichung
§ 95. Beispiele für die Anwendung der Bernoulli-Gleichung. Torricelli-Formel
§ 96. Viskosität
§ 97. Stationäre Flüssigkeitsströmung in einer geraden Röhre. Formel
Poiseuille
§ 98. Gesetze der hydrodynamischen Ähnlichkeit
§ 99. Turbulenz und hydrodynamische Instabilität
§ 100. Paradoxon von d'Alembert. Ströme reißen
§ 101. Anwendung der Dimensionstheorie

NAMENSINDEX

Aristoteles 64	Kopernikus 66, 67, 321, 347, 357
Archimedes 12, 44?, 449, 453	Coriolis 339, 345, 353, 35a, 375
Bernoulli Daniel 462, 464, 467, 468,	Anhänger 77, 102
470, 479, 491, 493, 494, 496, 501,	Kutta 509, 511
	Lavoiser 98
Bessel 368	Laplace 392, 428
Boyle 427, 428, 442	Lebedew 87
Brahe Tycho495	Leibnitz 44
Braginski 372	Chatelier 276
Venturi 464	Lomonossow 98
Bern Jules 280	Lorenz 93, 97, 135
	Magnus 512, 513
Heidenberg 43	Max Well 256
Galilei 12, 91-97, 216, 348, 368	Marriott 427, 428, 442
Hamilton 161, 227
	Meschtscherski 115
Helmholtz 310	Mößbauer 378
Gong 73, 205, 380, 385-387, 395, 397	Newton 11-15, 44, 63, 64, 71, 73, 75,
Huygens 12, 183, 185, 187, 211-213,	78 - 85, 90, 98, 107, 114, 127,
	162, 163, 174, 199, 202, 208, 304,
d’Alembert 491, 492	305, 307. 313, 324, 330 333, 334,
Dezorm 465	346, 361, 364, 367, 368, 427, 428,
Dikke 370, 371
Euklid 19, 20	Oberbeck 191
Schukowski 175-177, 180-182, 279,	Paskal 440
Cavendish 305	Pitot 466, 467
Tasche 504	Pythagoras 319
König 129, 130, 195
Kepler 12, 302, 303, 305, 312, 322,	Prandtl 467, 501, 503
	Poiseuille 477-480
Kirchhof 491	Weihnachtsstern 295, 299
Klausius 141	Gift 388, 397, 421
Clemens 465	Rutherford 321

Reynolds 483-485, 487, 489, 490,	Flettner 513
	Froud 483-486
Südländer 370	Foucault 282, 284 - 287, 357, 359, 360
Sperry 287	Ziolkowski 116, 117, 129
Lager 496, 497	Steiner 183, 185, 187, 250, 260
Strelkow 177	Euler 246, 247, 447, 452
Strouhal 483	Einstein 11, 13, 25-27, 97, 307,
Taylor 439
Titjens 503	Eötvös 368, 370
Thomson-William 310	Jung 385, 386, 388, 397, 426-428,
Torricelli 468
SUBJECT INDEX
Autopilot 283	Chinesisch 279
Massenadditivität 98	Trinkgeld 279
Adiabatische Invariante 223
Faktor 389	Vereint 25
Modul 389	Lokal 25
Prozess 222	Ausgleichsmoment 451
Beschleunigungsmesser 78	Höhe der homogenen Atmosphäre 457
Schwingungsamplitude 72	Viskosität 472
Flut 360	Dynamisch 479
Barometrische Formel 457	Kinematik 479
Dimensionslose Kombinationen 435	Harmonischer Oszillator 223
binormal 38	Oberton 204
	Herpolodie 299
Vektor 48, 50	Riesenschritte 197
Axial 57	Hydrodynamik 441
Quadrate 56	Hydrodynamische Ähnlichkeit 483
Polar 57	Hydrostatisch 445
Kreuzprodukt 57	Hydrostatisches Paradoxon 453
Grundwerte (Primärwerte) 429	Kreiselhorizont 283
Derivate (sekundär) 430	Gyroskop 263
Körpergewicht 349	Spitze 266, 288
Reziproke Vektoren 60	Geometrische Achse 263
Interaktion durch Berührung 86	Trinkgeld 284
Virale Kraft 141	Figurenachse 263
Wirbelstraße Karmana 504	Gyroskop, ungefähre Theorie 270
	Kostenlos 266
Verschiebung 451	Symmetrisch 2
Wasserzähler 464	Drehpunkt 263
Luftpolster 104	Genaue Theorie 288
Mögliche Bewegungen 185	Ausgeglichen (astatisch)
Top 263

Kreiselphänomene 263	Schukowski-Bank 175
Kreiselkompass 263, 283,	Archimedisches Gesetz 448
	Schwerkraft 304
Hauptnormal 37	Guna 73, 380, 386
Hauptachsen 295	Kepler II 302, 321
Sternenjahr 40	Zuerst 302, 321
Tropisch 23, 40	Drittens 302, 321
Hodogramm 34	Pascals Gesetz 440
Gravitationskonstante 304, 307	Quadrate 171
Gravitationsverschiebung	Ähnlichkeiten der Strömungen 483
spektral	Reynolds 489
	Geschwindigkeitsaddition
Schwerkraftladung 366	nichtrelativistisch 93
Steigung 160, 161, 446	Relativistisch 129
Bewegung 11	Gewichtsersparnis 98
Absolut 334	Substanzen 98
Schnell 12	Impuls 70, 80
Schraube 240	Messen 98
Wirbel 497	Massen - Energien 99
Rücklaufflüssigkeit 503	Winkelmoment 168
Unendlich 140, 314	Energien 137, 148
Langsam 12	Newton II 63, 72
Verwandter 334	Erst 63, 64
Tragbar 334	Dritter 63, 78
Aber Trägheit 64	Äquivalenzen der inerten und
Uniform 32	Schwere Masse 367
Gleichmäßig beschleunigt 32	Reibungsgesetze 100
Kostenlos 64	Neutronenmoderation 156
Ultrarelativistisch 128	Geschlossenes System 68
Endlich 140, 314
Aktion 78	Ideale Flüssigkeit 444
In einer Entfernung von 84, 308	Ideal solide 61, 230
Kleine Verformungen 380	Elastischer Körper 380
Heterogen 397
Uniform 397	Bildpunkt 289
Kunststoff (Rest) 379	Isoliertes System 68
Elastisch 379	Isotherme Atmosphäre 457
Joule (Arbeitseinheit) 124	Isothermischer Koeffizient 389
	Modul 389
Dynamik 63	Isotropie des Raums 200
Dynamischer (schneller) Kopf	Schwingungsisochronismus 206
	Impuls 42, 54, 70
Länge der beweglichen Stange 27	Rotation 174

	Punkt 466
Stärke 107, 109	Torsion 397
Systeme materieller Punkte 107	Abreißlinie 494
Invariante 57	Zentren 150
Invarianz der Gleichungen 51	Ziehen Sie 491, 495
Umkehrung 17	Makroskopische Körper 12
Trägheit 68	Niedrigwasser 361
Künstliche Vertikale 283	Kleine Störungen 411
Schwerkraft 351	Gewicht 63, 68
Künstlicher Horizont 283	Schwerkraft 366
Tropfen flüssige Medien 441	Trägheit 68, 366
Kardanaufhängung 263	Variable 114
Die Tangentialkräfte des Inneren
Reibung 472	Reduziert 112
Quasistatischer Prozess, 387	Anbei 492
Keplergesetze 302, 321	Relativistisch 70
Kilogramm 69	Schwer 366
Kinematik 28	Materialpunkt 29
Klassischer Ansatz 14	Atwood-Maschine 191
Kovarianz der Gleichungen 51	Pendelballistik 146
Bewegungsnummer 63	Kreisel 272
Angelegenheit 63	Reduzierte Länge 273
Vektorkomponenten 50	Konisch 292
Herpolodpi-Kegel 299	Mathematik 210
Polodia 299	Physisch 209
Kosmische Geschwindigkeit Sekunde 117,	Gemeinsame Punkte 211
	Reduzierte Länge 210
Zuerst 117, 326	Punkte 211 konjugieren
Drittens 117, 326, 327, 329	Physisch, Aufhängepunkt 209
Koeffizient der inneren Reibung	Schaukelzentrum 211
Härte 73	Zykloide 211
Gift 388	Augenblickliche Rotationsachse 234
Kompressibilität 441 Punkte 29 Mechanische Ähnlichkeit 482 Weltäther 85 Kompressionsmodul 393 Torsion 215, 397 - einseitige Dehnung 394 Schere 395 Jung 385 Mole 428 Winkeldrehimpuls Punkte 167 - Trägheit um die Achse 174 Punkte 184 - - Querschnitt 401 Schiff 451 - Kräfte um die Achse 172 Punkte 166, 167 - tangential 381 Spannung 384 Anfangsgeschwindigkeit 32 - Phase 204 Anfangsbedingungen 89 Schwerelosigkeit 351 Unabhängigkeit der Kraftwirkung 77 Unveränderliche Ebene 298 Neutrale Linie 400 Neutraler Schnitt 401 Neutrino 149 Inkompressible Flüssigkeit 443 Newton (Einheit der Kraft) 75 Newtonsche Gesetze 63, 64 Stillstandsbereich 103, 494 Verallgemeinerte Koordinaten 61 Geschwindigkeiten 61 Verallgemeinertes Galileisches Gesetz 348 Inverses Problem der Mechanik 345 Massenkraftdichte 446 Elastische Energie 388, 391, 393, 396, 397 Gleichzeitigkeit 26 Einzelschiene Eisenbahn 287 Einheitlichkeit der Zeit 200 - Leerzeichen 200 Einfach verbundener Bereich 497 Einseitige Dehnung 393 Komprimierung 393 Hamilton-Operator 160, 161 Grundgleichung der Hydrodynamik ideale Flüssigkeit 447 - - Hydrostatik 447 Biegeachse 400 Lotrichtung 349 Abweichung fallender Körper von der Richtung Lot 353 Ablenkkraft 290 Ebbe 360 Relative Querkompression Kompression 385 Nebenstelle 385 Reflexion am Ursprung 17 d'Alembertsches Paradoxon 492 Parametrische Schwingungen 226 Perimetrische Bewegung Gyroskop 280 Schwingungsdauer 205 Ständige Rotationsachsen 296 Kraftarm 173 Planare Bewegung 240 - aktuell 498 Dichte wahr 46 Linear 424 - mittel 46 Ebene Fläche 161 Grenzschicht 501 Bifilare Suspension 213 Trifilar 214 Relativität 96 Aufzug 491, 495 Galiläa 94 Einstein 97 Schwerkraft 375 Überlagerungen der Gravitation Geschwindigkeiten 459 Feldinteraktion 86 Kleine Störungen 415 Volles Wasser 360 Verformungen 387 Gesamtdruck 466 Geschwindigkeiten 415 Voller Kopf 466 Offsets 415 Polodia 299 Elastische Spannungen 415 Äquivalenzen der Gravitation Keplers Konstante 303 Konstante Massenkräfte 374 Zielentfernung 321 Geschwindigkeitspotential 498 Einfache Schaukel 204 Potenzialkurve 140 Widerstand 78 Direktes Problem der Mechanik 345 Mögliche Bewegung 497 Pseudovektor 57 Umlauffluss 498 Pseudoskalar 57 Potenzialbarriere 140 Zerstäuber 465 Gimlet-Regel 17 Pulsare 198 Parallelogramm 48 Arbeit 123 Abmessungen 437 Auf letzter Fahrt 123 Grundstufe 123 Trägheitsradius Elastizitätsgrenze 379 Rollen 251 Maß 430 Galileische Transformation 92 Reißströme 490, 494 Lorenz 93 Flüssigkeitsverbrauch 464 Reaktionen Präzession schnell 291 Glieder 74 Vektorrotor 499 Gezwungen 270 Langsam 291 Freie Rotationsachsen 296 Pseudo-regulär 275 Normal 275 Ideal 165 Shift 395 Sekunden Kostenlos 267 24 Stärke 63, 64, 71 Bewerbungsstunde 361 Trägheit 335 Flut 360 Koriolis 341 Gezeitenpotenzial 363 Tragbar 341 Flut (syzygy) 365 Übersetzung 336 Quadratur 365 Zentrifugal 342 Kleine 365 Lorentzkraft 135 Le Chateliers Prinzip 276 Gezeiten 363 Ergebnis 76 Unsicherheiten 43 Reaktiv 115

5. Aufl., ster. - M.: 2006.- 352 S.

Das Buch präsentiert in kompakter und verständlicher Form den Stoff zu allen Programmteilen der Vorlesung "Physik" - von der Mechanik bis zur Physik der Atomkerne und Elementarteilchen. Für Studenten. Es dient der Wiederholung des behandelten Stoffes und der Prüfungsvorbereitung an Universitäten, Fachschulen, Hochschulen, Schulen, Studienkollegs und Kursen.

Format: djvu/zip

Die Größe: 7,45 MB

Herunterladen:

RGhost

INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort 3
Einführung 4
Physikfach 4
Verbindung der Physik mit anderen Wissenschaften 5
1. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER MECHANIK 6
Mechanik und ihre Struktur 6
Kapitel 1. Elemente der Kinematik 7
Modelle in der Mechanik. Kinematische Bewegungsgleichungen eines materiellen Punktes. Trajektorie, Weglänge, Verschiebungsvektor. Geschwindigkeit. Beschleunigung und ihre Komponenten. Winkelgeschwindigkeit. Winkelbeschleunigung.
Kapitel 2 Dynamik eines materiellen Punktes und translatorische Bewegung eines starren Körpers 14
Newtons erstes Gesetz. Gewicht. Leistung. Newtons zweites und drittes Gesetz. Impulserhaltungssatz. Das Bewegungsgesetz des Massenmittelpunktes. Reibungskräfte.
Kapitel 3. Arbeit und Energie 19
Arbeit, Energie, Kraft. Kinetische und potentielle Energie. Beziehung zwischen konservativer Kraft und potentieller Energie. Volle Kraft. Gesetz der Energieeinsparung. Grafische Darstellung von Energie. Absolut belastbarer Schlag. Absolut unelastischer Schlag
Kapitel 4 Festkörpermechanik 26
Trägheitsmoment. Satz von Steiner. Moment der Macht. Kinetische Rotationsenergie. Gleichung der Dynamik der Rotationsbewegung eines starren Körpers. Drehimpuls und das Gesetz seiner Erhaltung. Verformungen eines starren Körpers. Hookesches Gesetz. Zusammenhang zwischen Belastung und Stress.
Kapitel 5 Elemente der Feldtheorie 32
Das Gesetz der universellen Gravitation. Eigenschaften des Gravitationsfeldes. Arbeiten im Gravitationsfeld. Zusammenhang zwischen dem Potential des Gravitationsfeldes und seiner Intensität. Raumgeschwindigkeiten. Trägheitskräfte.
Kapitel 6. Elemente der Strömungsmechanik 36
Druck in Flüssigkeit und Gas. Kontinuitätsgleichung. Bernoulli-Gleichung. Einige Anwendungen der Bernoulli-Gleichung. Viskosität (innere Reibung). Flüssigkeitsströmungsregime.
Kapitel 7. Elemente der speziellen Relativitätstheorie 41
Mechanisches Prinzip der Relativität. Galileische Transformationen. SRT-Postulate. Lorentz-Transformationen. Konsequenzen aus den Lorentz-Transformationen (1). Konsequenzen aus den Lorentz-Transformationen (2). Intervall zwischen Ereignissen. Grundgesetz der relativistischen Dynamik. Energie in der relativistischen Dynamik.
2. GRUNDLAGEN DER MOLEKULARPHYSIK UND THERMODYNAMIK 48
Kapitel 8
Teilgebiete der Physik: Molekularphysik und Thermodynamik. Methode zum Studium der Thermodynamik. Temperaturskalen. Ideales Gas. Gesetze von Boyle-Marie-otga, Avogadro, Dalton. Gesetz von Gay-Lussac. Clapeyron-Mendeleev-Gleichung. Grundgleichung der molekularkinetischen Theorie. Maxwellsches Gesetz über die Verteilung idealer Gasmoleküle über Geschwindigkeiten. barometrische Formel. Boltzmann-Verteilung. Mittlere freie Weglänge der Moleküle. Einige Experimente bestätigen die MKT. Übertragungsphänomene (1). Übertragungsphänomene (2).
Kapitel 9. Grundlagen der Thermodynamik 60
Innere Energie. Anzahl der Freiheitsgrade. Das Gesetz der gleichmäßigen Energieverteilung über die Freiheitsgrade von Molekülen. Erster Hauptsatz der Thermodynamik. Die Arbeit, die ein Gas verrichtet, wenn sich sein Volumen ändert. Wärmekapazität (1). Wärmekapazität (2). Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik auf Isoprozesse (1). Anwendung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik auf Isoprozesse (2). adiabatischer Prozess. Kreisprozess (Kreislauf). Reversible und irreversible Prozesse. Entropie (1). Entropie (2). Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Thermischer Motor. Satz von Karno. Kältemaschine. Carnot-Zyklus.
Kapitel 10 Reale Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe 76
Kräfte und potentielle Energie der intermolekularen Wechselwirkung. Van-der-Waals-Gleichung (Zustandsgleichung realer Gase). Van-der-Waals-Isothermen und ihre Analyse (1). Van-der-Waals-Isothermen und ihre Analyse (2). Innere Energie eines realen Gases. Flüssigkeiten und ihre Beschreibung. Oberflächenspannung von Flüssigkeiten. Benetzung. Kapillarphänomene. Feststoffe: kristallin und amorph. Mono- und Polykristalle. Kristallographisches Zeichen von Kristallen. Arten von Kristallen nach physikalischen Eigenschaften. Defekte in Kristallen. Verdampfung, Sublimation, Schmelzen und Kristallisation. Phasenübergänge. Zustandsdiagramm. Dreifacher Punkt. Analyse des experimentellen Zustandsdiagramms.
3. STROM UND ELEKTROMAGNETISMUS 94
Kapitel 11 Elektrostatik 94
Elektrische Ladung und ihre Eigenschaften. Das Gesetz der Ladungserhaltung. Coulomb-Gesetz. Die Intensität des elektrostatischen Feldes. Linien der elektrostatischen Feldstärke. Spannungsvektorfluss. Das Superpositionsprinzip. Dipolfeld. Satz von Gauß für ein elektrostatisches Feld im Vakuum. Anwendung des Satzes von Gauß auf die Berechnung von Feldern im Vakuum (1). Anwendung des Satzes von Gauß auf die Berechnung von Feldern im Vakuum (2). Zirkulation des elektrostatischen Feldstärkevektors. Das Potential des elektrostatischen Feldes. Potenzieller unterschied. Das Superpositionsprinzip. Zusammenhang zwischen Spannung und Potential. Äquipotentialflächen. Berechnung der Potentialdifferenz aus der Feldstärke. Arten von Dielektrika. Polarisation von Dielektrika. Polarisation. Feldstärke in einem Dielektrikum. elektrische Verschiebung. Satz von Gauß für ein Feld in einem Dielektrikum. Bedingungen an der Grenzfläche zwischen zwei dielektrischen Medien. Leiter im elektrostatischen Feld. Elektrische Kapazität. Flacher Kondensator. Anschließen von Kondensatoren an Batterien. Energie eines Ladungssystems und eines einzelnen Leiters. Die Energie eines geladenen Kondensators. Die Energie des elektrostatischen Feldes.
Kapitel 12
Elektrischer Strom, Stärke und Stromdichte. Kräfte Dritter. Elektromotorische Kraft (EMF). Stromspannung. Leiterwiderstand. Ohmsches Gesetz für einen homogenen Abschnitt in einem geschlossenen Stromkreis. Arbeit und Stromstärke. Ohmsches Gesetz für einen inhomogenen Kettenabschnitt (verallgemeinertes Ohmsches Gesetz (GEO)). Kirchhoffsche Regeln für verzweigte Ketten.
Kapitel 13. Elektrische Ströme in Metallen, Vakuum und Gasen 124
Die Natur der Stromträger in Metallen. Klassische Theorie der elektrischen Leitfähigkeit von Metallen (1). Klassische Theorie der elektrischen Leitfähigkeit von Metallen (2). Austrittsarbeit von Elektronen aus Metallen. Emissionsphänomene. Ionisierung von Gasen. Nicht selbsterhaltende Gasentladung. Unabhängige Gasentladung.
Kapitel 14. Magnetfeld 130
Beschreibung Magnetfeld. Grundlegende Eigenschaften des Magnetfelds. Linien der magnetischen Induktion. Das Superpositionsprinzip. Biot-Savart-Laplace-Gesetz und seine Anwendung. Amperes Gesetz. Wechselwirkung paralleler Ströme. Magnetische Konstante. Einheiten B und H. Magnetfeld einer bewegten Ladung. Die Wirkung eines Magnetfeldes auf eine bewegte Ladung. Bewegung geladener Teilchen hinein
Magnetfeld. Vektorzirkulationssatz B. Magnetfelder eines Solenoids und eines Toroids. Fluss des magnetischen Induktionsvektors. Satz von Gauß für das Feld B. Arbeiten zur Bewegung eines Leiters und eines stromdurchflossenen Kreises in einem Magnetfeld.
Kapitel 15. Elektromagnetische Induktion 142
Faradays Experimente und Konsequenzen daraus. Faradaysches Gesetz (Gesetz der elektromagnetischen Induktion). Lenzsche Regel. EMK der Induktion in festen Leitern. Drehung des Rahmens in einem Magnetfeld. Wirbelströme. Schleifeninduktivität. Selbstinduktion. Ströme beim Öffnen und Schließen des Stromkreises. Gegenseitige Induktion. Transformer. Die Energie des Magnetfeldes.
Kapitel 16 Magnetische Eigenschaften Substanzen 150
Magnetisches Moment der Elektronen. Dia- und Paramagnete. Magnetisierung. Magnetfeld in Materie. Das Gesamtstromgesetz für ein Magnetfeld in einem Stoff (Satz über die Zirkulation des Vektors B). Satz über die Zirkulation des Vektors H. Verhältnisse an der Grenzfläche zwischen zwei Magneten. Ferromagnete und ihre Eigenschaften.
Kapitel 17 elektromagnetisches Feld 156
Elektrisches Wirbelfeld. Vorstrom (1). Vorstrom (2). Maxwellsche Gleichungen für das elektromagnetische Feld.
4. SCHWINGUNGEN UND WELLEN 160
Kapitel 18. Mechanische und elektromagnetische Schwingungen 160
Schwingungen: frei und harmonisch. Periode und Frequenz der Schwingungen. Verfahren mit rotierendem Amplitudenvektor. Mechanische harmonische Schwingungen. Harmonischer Oszillator. Pendel: Feder und mathematisch. Physikalisches Pendel. Freie Schwingungen in einem idealisierten Schwingkreis. Die Gleichung elektromagnetischer Schwingungen für eine idealisierte Kontur. Addition harmonischer Schwingungen gleicher Richtung und gleicher Frequenz. schlägt. Addition senkrecht aufeinander stehender Schwingungen. Freie gedämpfte Schwingungen und ihre Analyse. Freie gedämpfte Schwingungen eines Federpendels. Abnahme der Dämpfung. Freie gedämpfte Schwingungen in einem elektrischen Schwingkreis. Qualitätsfaktor des schwingungsfähigen Systems. Erzwungene mechanische Schwingungen. Erzwungene elektromagnetische Schwingungen. Wechselstrom. Strom durch den Widerstand. Wechselstrom, der durch einen Induktor L fließt. Wechselstrom, der durch einen Kondensator C fließt. Ein Wechselstromkreis, der einen Widerstand, einen Induktor und einen Kondensator enthält, die in Reihe geschaltet sind. Spannungsresonanz (Serienresonanz). Resonanz von Strömen (Parallelresonanz). Im Wechselstromkreis zugeordnete Leistung.
Kapitel 19 Elastische Wellen 181
Wellenprozess. Längs- und Querwellen. Harmonische Welle und ihre Beschreibung. Wanderwellengleichung. Phasengeschwindigkeit. Wellengleichung. Das Superpositionsprinzip. Gruppengeschwindigkeit. Welleninterferenz. Stehende Wellen. Schallwellen. Dopplereffekt in der Akustik. Empfangen von elektromagnetischen Wellen. Skala elektromagnetischer Wellen. Differentialgleichung
Elektromagnetische Wellen. Konsequenzen der Maxwellschen Theorie. Elektromagnetischer Energieflussdichtevektor (Umov-Poinging-Vektor). Der Impuls des elektromagnetischen Feldes.
5. OPTIK. Quantennatur der Strahlung 194
Kapitel 20. Elemente der geometrischen Optik 194
Grundgesetze der Optik. Volle Reflexion. Linsen, dünne Linsen, ihre Eigenschaften. Formel für dünne Linsen. Die optische Stärke des Objektivs. Konstruktion von Bildern in Linsen. Aberrationen (Fehler) optischer Systeme. Energiegrößen in der Photometrie. Lichtmengen in der Photometrie.
Kapitel 21 Lichtinterferenz 202
Ableitung der Reflexions- und Brechungsgesetze des Lichts auf der Grundlage der Wellentheorie. Kohärenz und Monochromatizität von Lichtwellen. Lichtinterferenz. Einige Methoden zur Beobachtung der Interferenz von Licht. Berechnung des Interferenzmusters aus zwei Quellen. Streifen gleicher Steigung (Störung durch eine planparallele Platte). Streifen gleicher Dicke (Störung durch eine Platte unterschiedlicher Dicke). Newtons Ringe. Einige Interferenzanwendungen (1). Einige Interferenzanwendungen (2).
Kapitel 22 Lichtbeugung 212
Huygens-Fresnel-Prinzip. Fresnel-Zonen-Verfahren (1). Fresnel-Zonen-Verfahren (2). Fresnel-Beugung durch ein kreisförmiges Loch und eine Scheibe. Fraunhofer-Beugung an einem Spalt (1). Fraunhofer-Beugung an einem Spalt (2). Fraunhofer-Beugung an einem Beugungsgitter. Beugung an einem räumlichen Gitter. Rayleigh-Kriterium. Auflösung des Spektralgeräts.
Kapitel 23. Wechselwirkung elektromagnetischer Wellen mit Materie 221
Streuung des Lichts. Unterschiede in den Beugungs- und Prismenspektren. Normale und anomale Streuung. Elementare elektronische Dispersionstheorie. Absorption (Absorption) von Licht. Doppler-Effekt.
Kapitel 24 Polarisation des Lichts 226
Natürliches und polarisiertes Licht. Malus' Gesetz. Lichtdurchgang durch zwei Polarisatoren. Polarisation von Licht bei Reflexion und Brechung an der Grenzfläche zweier Dielektrika. Doppelbrechung. Positive und negative Kristalle. Polarisierende Prismen und Polaroids. Ein Viertelwellenrekord. Analyse von polarisiertem Licht. Künstliche optische Anisotropie. Rotation der Polarisationsebene.
Kapitel 25. Die Quantennatur der Strahlung 236
Wärmestrahlung und ihre Eigenschaften. Gesetze von Kirchhoff, Stefan-Boltzmann, Wien. Rayleigh-Jeans und Planck-Formeln. Aus der Planckschen Formel bestimmte Gesetze der Wärmestrahlung erhalten. Temperaturen: Strahlung, Farbe, Helligkeit. Volt-Ampere-Charakteristik des photoelektrischen Effekts. Gesetze des photoelektrischen Effekts. Einsteins Gleichung. Photonenimpuls. Leichter Druck. Compton-Effekt. Einheit von Korpuskular- und Welleneigenschaften elektromagnetischer Strahlung.
6. ELEMENTE DER QUANTENPHYSIK DER ATOM UND FESTMOLEKULITE 246
Kapitel 26 Bohrs Theorie des Wasserstoffatoms 246
Atommodelle von Thomson und Rutherford. Lineares Spektrum des Wasserstoffatoms. Bohrs Postulate. Experimente von Frank und Hertz. Das Spektrum des Wasserstoffatoms nach Bohr.
Kapitel 27. Elemente der Quantenmechanik 251
Korpuskularwellen-Dualismus der Eigenschaften der Materie. Einige Eigenschaften von de Broglie-Wellen. Unsicherheitsbeziehung. Probabilistischer Ansatz zur Beschreibung von Mikropartikeln. Beschreibung von Mikropartikeln mit der Wellenfunktion. Das Superpositionsprinzip. Allgemeine Schrödinger-Gleichung. Schrödinger-Gleichung für stationäre Zustände. Die Bewegung eines freien Teilchens. Ein Teilchen in einem eindimensionalen rechteckigen „Potentialtopf“ mit unendlich hohen „Wänden“. Potentialbarriere in rechteckiger Form. Durchgang eines Teilchens durch eine Potentialbarriere. Tunneleffekt. Linearer harmonischer Oszillator in der Quantenmechanik.
Kapitel 28 moderne Physik Atome und Moleküle 263
Wasserstoffähnliches Atom in der Quantenmechanik. Quantenzahlen. Das Spektrum des Wasserstoffatoms. ls-Zustand eines Elektrons in einem Wasserstoffatom. Spin eines Elektrons. Spinquantenzahl. Das Prinzip der Ununterscheidbarkeit identischer Teilchen. Fermionen und Bosonen. Pauli-Prinzip. Verteilung der Elektronen in einem Atom nach Zuständen. Kontinuierliches (Bremsstrahlungs-)Röntgenspektrum. Charakteristisches Röntgenspektrum. Moseleys Gesetz. Moleküle: chemische Bindungen, das Konzept der Energieniveaus. Molekülspektren. Absorption. Spontane und erzwungene Emission. Aktive Umgebungen. Arten von Lasern. Das Funktionsprinzip eines Festkörperlasers. Gaslaser. Eigenschaften von Laserstrahlung.
Kapitel 29. Elemente der Festkörperphysik 278
Zonentheorie der Festkörper. Metalle, Dielektrika und Halbleiter zur Zonentheorie. Eigenleitfähigkeit von Halbleitern. Elektronische Verunreinigungsleitfähigkeit (n-Typ-Leitfähigkeit). Donor-Verunreinigungsleitfähigkeit (p-Typ-Leitfähigkeit). Photoleitfähigkeit von Halbleitern. Lumineszenz von Festkörpern. Kontakt von elektronischen und Lochhalbleitern (pn-Übergang). Leitfähigkeit p-und-Junction. Halbleiterdioden. Halbleiter-Trioden (Transistoren).
7. Elemente der Physik des Kerns und der Elementarteilchen 289
Kapitel 30
Atomkerne und ihre Beschreibung. Massendefekt. Die Bindungsenergie des Kerns. Spin des Kerns und sein magnetisches Moment. Nukleare Lecks. Kernel-Modelle. Radioaktive Strahlung und ihre Arten. Gesetz des radioaktiven Zerfalls. Verschiebungsregeln. radioaktive Familien. a-Zersetzung. p-Zerfall. y-Strahlung und ihre Eigenschaften. Geräte zur Registrierung radioaktiver Strahlung und Partikel. Szintillationszähler. Gepulste Ionisationskammer. Gasentladungszähler. Halbleiterzähler. Wilson-Kammer. Diffusions- und Blasenkammern. Nukleare photographische Emulsionen. Kernreaktionen und ihre Klassifizierung. Positron. P + - Zerfall. Elektron-Positron-Paare, ihre Vernichtung. Elektronische Erfassung. Kernreaktionen unter Einwirkung von Neutronen. Kernspaltungsreaktion. Spaltungskettenreaktion. Kernreaktoren. Die Reaktion der Fusion von Atomkernen.
Kapitel 31
Kosmische Strahlung. Myonen und ihre Eigenschaften. Mesonen und ihre Eigenschaften. Arten von Wechselwirkungen von Elementarteilchen. Beschreibung von drei Gruppen von Elementarteilchen. Teilchen und Antiteilchen. Neutrinos und Antineutrinos, ihre Typen. Hyperone. Fremdheit und Parität von Elementarteilchen. Eigenschaften von Leptonen und Hadronen. Klassifizierung von Elementarteilchen. Quarks.
Periodensystem der Elemente von D. I. Mendeleev 322
Grundgesetze und Formeln 324
Index 336

Der allgemeinbildende Kurs „Mechanik“ ist Teil des allgemeinbildenden Physikstudiums. Die Studierenden werden mit den wichtigsten mechanischen Phänomenen und Methoden ihrer theoretischen Beschreibung vertraut gemacht. Die Vorlesung beinhaltet Videoaufnahmen von physikalischen Demonstrationen, studierte mechanische Phänomene.
Der Aufbau des Studiums ist traditionell. Der Kurs umfasst den klassischen Stoff zum Kurs der allgemeinen Physik, den Abschnitt "Mechanik", der im ersten Jahr der Fakultät für Physik der Staatlichen Universität Moskau im ersten Semester gelesen wird. Die Vorlesung umfasst die Abschnitte „Kinematik und Dynamik eines materiellen Punktes und einfachste Systeme“, „Erhaltungssätze“, „Bewegung eines materiellen Punktes in nicht-trägen Bezugssystemen“, „Grundlagen der relativistischen Mechanik“, „Kinematik und Dynamik eines starren Körpers", "Grundlagen der Mechanik verformbarer Medien", "Grundlagen der Hydro- und Aeromechanik", "Mechanische Schwingungen und Wellen".
Der Studiengang richtet sich an Bachelor-Studierende mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt sowie an Lehramtsstudierende der Physik an Gymnasien und Universitätsprofessoren. Es wird auch für Schüler nützlich sein, die sich intensiv mit Physik beschäftigen.

Format

Die Ausbildungsform ist berufsbegleitend (Fernstudium).
Zu den wöchentlichen Kursen gehört das Ansehen von thematischen Videovorträgen, einschließlich Videos von Vorlesungsexperimenten und Aufführungen Testaufgaben mit automatischer Überprüfung der Ergebnisse. Ein wichtiger Bestandteil des Studiums des Faches ist die eigenständige Lösung physikalischer Probleme. Die Entscheidung muss eine strenge und logisch korrekte Begründung enthalten, die zur richtigen Antwort führt.

Anforderungen

Der Kurs ist für Bachelors mit einem Studienjahr konzipiert. Erfordert Kenntnisse in Physik und Mathematik im Umfang des Gymnasiums (11 Klassen).

Kursprogramm

Einführung
B.1 Raum und Zeit in der Newtonschen Mechanik
B.2 Bezugsrahmen

Kapitel 1. Kinematik und Dynamik der einfachsten Systeme
Klausel 1.1. Kinematik eines materiellen Punktes und die einfachsten Systeme
Ziffer 1.2. Newtonsche Gesetze
Ziffer 1.3. Gesetze, die die einzelnen Eigenschaften von Kräften beschreiben

Kapitel 2 Erhaltungssätze in den einfachsten Systemen
Klausel 2.1. Impulserhaltungssatz
Ziffer 2.2. mechanische Energie
Ziffer 2.3. Zusammenhang von Erhaltungssätzen mit der Homogenität von Raum und Zeit

Kapitel 3 Nicht-Trägheits-Bezugsrahmen
Ziffer 3.1. Nicht-Trägheitsbezugssysteme. Trägheitskräfte
Ziffer 3.2. Die Manifestation der Trägheitskräfte auf der Erde
Ziffer 3.3. Grundsatz der Äquivalenz

Kapitel 4 Grundlagen der relativistischen Mechanik
Ziffer 4.1. Raum und Zeit in der Relativitätstheorie
Ziffer 4.2. Lorentz-Transformationen
Ziffer 4.3. Folgen der Lorentz-Transformationen
Ziffer 4.4. Intervall
Ziffer 4.5. Addition von Geschwindigkeiten
Ziffer 4.6. Bewegungsgleichung
Ziffer 4.7. Impuls, Energie und Masse in der Relativitätstheorie

Kapitel 5 Kinematik und Dynamik eines starren Körpers
Ziffer 5.1. Starre Körperkinematik
Ziffer 5.2. Dynamik starrer Körper
Ziffer 5.3. Kinetische Energie eines starren Körpers
Ziffer 5.4. Kreisel, Kreisel

Kapitel 6 Grundlagen der Mechanik deformierbarer Körper
Ziffer 6.1. Verformungen und Spannungen in Festkörpern
Ziffer 6.2. Poisson-Zahl
Ziffer 6.3. Beziehung zwischen Elastizitätsmodul und Schubmodul
Ziffer 6.4. Energie elastischer Verformungen

Kapitel 7 Schwankungen
Ziffer 7.1. Freie Schwingungen von Systemen mit einem Freiheitsgrad
Ziffer 7.2. Erzwungene Schwingungen
Ziffer 7.3. Vibrationen hinzufügen
Ziffer 7.4. Schwingungen in gekoppelten Systemen
Ziffer 7.5. Nichtlineare Schwingungen
Ziffer 7.6. Parametrische Schwingungen
Ziffer 7.7. Eigenschwingungen

Kapitel 8 Wellen
Ziffer 8.1. Ausbreitung eines Impulses in einem Medium. Wellengleichung
Ziffer 8.2. Dichte und Energiefluss in einer Wanderwelle. Umov-Vektor
Ziffer 8.3. Reflexion von Wellen, Vibrationsmodi
Ziffer 8.4. Elemente der Akustik
Ziffer 8.5. Stoßwellen

Kapitel 9 Grundlagen der Hydro- und Aeromechanik
Ziffer 9.1. Grundlagen der Hydro- und Aerostatik
Ziffer 9.2. Stationäre Strömung einer inkompressiblen Flüssigkeit
Ziffer 9.3. Laminare und turbulente Strömung. Körper mit Flüssigkeit oder Gas umströmen

Lernerfolge

Als Ergebnis der Beherrschung der Disziplin muss der Student die grundlegenden mechanischen Phänomene, Methoden ihrer theoretischen Beschreibung und Methoden ihrer Verwendung in physikalischen Geräten kennen; Aufgaben aus dem Teil "Mechanik" des allgemeinen Physikkurses lösen können.

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Ukraine

Odessa National Maritime Academy

W. I. Michailenko

KURZKURS PHYSIK

(Lehrbuch für Studenten)

Odessa - 2004

UDC 536.075

V.I.Mikhailenko: Ein kurzer Kurs in Physik. Lehrbuch für Universitätsstudenten. Teil 1. Odessa, ONMA, 2004

Das Lehrbuch der Physik wurde vom Doktor der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften, Professor V.I. Mikhailenko gemäß der Anordnung des Rektors der Staatlichen Medizinischen Akademie Nr. 248 vom 7. Oktober 1997 "über methodische Sicherheit ..." und ist für Universitätsstudenten bestimmt.

Das Lehrbuch der Physik wurde auf einer Sitzung der Abteilung für Physik und Chemie der ONMA, Protokoll Nr. __2__ vom __ 17. November 2004 und des akademischen Rates der Fakultät für Automatisierung der ONMA, Protokoll Nr. _______ vom ____________ 2004 diskutiert.

VORWORT

Dieses Lehrbuch soll Studierenden das Studium der Physik erleichtern.

Im ersten Teil des Handbuchs werden die Abschnitte „Mechanik“, „Mechanische Schwingungen und Wellen“, „Molekularphysik“, „Grundlagen der Thermodynamik“, „Elektrostatik“ und „Gleichstrom“ kurz umrissen. Bei der Materialpräsentation Besondere Aufmerksamkeit angewendet physikalische Bedeutung Mengen, die Interpretation der grundlegenden physikalischen Gesetze und der Mechanismus des Flusses bestimmter Phänomene. Der Autor hat versucht, komplexe mathematische Transformationen nach Möglichkeit zu vermeiden und die meisten auszuwählen einfache Möglichkeiten Herleitung der grundlegenden Formeln und Gesetze der Physik.

EINLEITUNG.. 4

I. MECHANIK.. 4

1. Kinematik eines materiellen Punktes. 4

1.1. Grundbegriffe der Kinematik. 4

1.2. Normale und tangentiale Beschleunigung. 4

1.3. Die Bewegung eines Punktes auf einem Kreis. Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung. 4

2. Dynamik der Translationsbewegung. 4

2.1. Newtonsche Gesetze. 4

2.2. Impulserhaltungssatz. 4

3. Arbeit und Energie. 4

3.1. Arbeit. 4

3.2. Zusammenhang zwischen Arbeit und Änderung der kinetischen Energie. 4

3.3. Zusammenhang zwischen Arbeit und Änderung der potentiellen Energie. 4

3.4. Das Gesetz der Erhaltung der mechanischen Energie. 4

3.5. Kollisionen. 4

4. Drehbewegung eines starren Körpers. 4

4.1. Kinetische Energie der Rotationsbewegung. Trägheitsmoment. 4

4.2. Das Grundgesetz der Dynamik der Rotationsbewegung. 4

4.3. Gesetz der Erhaltung des Drehimpulses. 4

4.4. Gyroskop. 4

II. MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN... 4

5. allgemeine Eigenschaften oszillierende Prozesse. Harmonische Schwingungen. 4

6. Schwingungen eines Federpendels. 4

7. Energie der harmonischen Schwingung. 4

8. Addition harmonischer Schwingungen gleicher Richtung. 4

9. Gedämpfte Schwingungen. 4

10. Erzwungene Schwingungen. 4

11. Elastische (mechanische) Wellen .. 4

12. Interferenz von Wellen. 4

13. Stehende Wellen.. 4

14. Dopplereffekt in der Akustik. 4

III. MOLEKULARPHYSIK.. 4

15. Grundgleichung der molekularkinetischen Gastheorie. 4

16. Verteilung von Molekülen durch Geschwindigkeiten.. 4

17. Barometrische Formel. 4

18. Boltzmann-Verteilung. 4

IV. GRUNDLAGEN DER THERMODYNAMIK.. 4

19. Grundbegriffe der Thermodynamik. 4

20. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik und seine Anwendung auf Isoprozesse. 4

21. Anzahl der Freiheitsgrade. Innere Energie eines idealen Gases. 4

22. Klassische Theorie der Wärmekapazität von Gasen. 4

23. Adiabatischer Prozess. 4

24. Reversible und irreversible Prozesse. Kreisprozesse (Zyklen). Das Funktionsprinzip einer Wärmekraftmaschine.. 4

25. Carnots ideale Wärmekraftmaschine. 4

26. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. 4

27. Entropie. 4

V. ELEKTROSTATIK.. 4

28. Diskrete elektrische Ladung. Das Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung. 4

29. Coulombsches Gesetz. Die Intensität des elektrostatischen Feldes.
Elektrischer Verschiebungsvektor. 4

30. Kraftlinien. Vektorfluss. Satz von Ostrogradsky-Gauß. 4

31. Anwendungen des Satzes von Ostrogradsky-Gauß zur Berechnung von Feldern. 4

32. Arbeit über die Ladungsbewegung in einem elektrostatischen Feld.
Vektorzirkulation .... 4

33. Zusammenhang zwischen Feldstärke und Potential .. 4

34. Elektrische Kapazität von Leitern. Kondensatoren.. 4

35. Energie des elektrostatischen Feldes. 4

VI. ELEKTRISCHER GLEICHSTROM.. 4

36. Die Hauptmerkmale des Stroms. 4

37. Ohmsches Gesetz für einen homogenen Abschnitt der Kette. 4

38. Gesetz von Joule - Lenz. 4

39. Kirchhoff-Regeln. 4

40. Kontaktpotentialdifferenz. 4

41. Seebeck-Effekt. 4

42. Peltier-Effekt. 4

EINLEITUNG

Die Physik ist eine Wissenschaft, die die einfachsten und gleichzeitig allgemeinsten Muster natürlicher Phänomene, die Eigenschaften und den Aufbau der Materie und die Gesetze ihrer Bewegung untersucht. Die Konzepte der Physik und ihrer Gesetze liegen aller Naturwissenschaft zugrunde. Die Physik gehört zu den exakten Wissenschaften und untersucht die quantitativen Muster von Phänomenen.

Entsprechend der Vielfalt der untersuchten Objekte und Bewegungsformen der Materie gliedert sich die Physik in eine Reihe von Disziplinen (Sektionen), die zum Teil miteinander verwandt sind. Die Physik gliedert sich nach den untersuchten Objekten in Elementarteilchenphysik, Kernphysik, Atom- und Molekülphysik, Gas- und Flüssigkeitsphysik, Festkörperphysik und Plasmaphysik.

Entsprechend den verschiedenen Bewegungsformen der Materie gibt es in der Physik: Mechanik eines materiellen Punktes und eines festen Körpers, Mechanik kontinuierlicher Medien, Thermodynamik und statistische Physik, Elektrodynamik (einschließlich Optik), Gravitationstheorie, Quantenmechanik u Quantenfeldtheorie. Diese Bereiche der Physik überschneiden sich teilweise aufgrund der tiefen inneren Verbindung zwischen den Objekten der materiellen Welt und den Prozessen, an denen sie beteiligt sind.

Die Physik ist die Grundlage für alle allgemeinen Ingenieur- und Spezialdisziplinen. Kenntnisse auf dem Gebiet der Physik sind für Ingenieure sowohl beim Betrieb bestehender Maschinen und Mechanismen als auch bei der Konstruktion neuer erforderlich.

Grundlegende SI-Einheiten

Meter (m) ist eine Längeneinheit. Bis 1960 war der internationale Standard des Meters ein Längenmaß - ein Stab aus einer Platin-Iridium-Legierung. 1960 war es... 1983 wurde eine neue Definition des Meters angenommen, basierend auf dem Wert der Geschwindigkeit... Das Kilogramm (kg) ist eine Masseneinheit. Die Masse des internationalen Prototyps, die im International…

I. MECHANIK

Unter mechanischer Bewegung versteht man eine zeitliche Veränderung der relativen Lage von Körpern oder deren Teilen im Raum. In der Mechanik betrachtet... Beginnen wir das Studium der Physik mit der klassischen Mechanik. Im Herzen der klassischen ... Die klassische Mechanik ist normalerweise in drei Bereiche unterteilt:

Kinematik eines materiellen Punktes

Grundbegriffe der Kinematik

Ein materieller Punkt ist ein Körper, der Masse hat, aber seine Größe und Form kann unter den Bedingungen dieses Problems vernachlässigt werden.

Raum und Zeit sind Kategorien, die die Grundformen der Existenz von Materie bestimmen. Der Raum bestimmt die Reihenfolge der Existenz einzelner Objekte und die Zeit - die Reihenfolge der Veränderung der Phänomene.

Reis. 1.1

Ein Bezugssystem ist ein Satz eines Systems von wechselseitig bewegungslosen Körpern und ihnen zugeordneten Uhren, in Bezug auf die die Bewegung einiger anderer materieller Körper untersucht wird. Die Wahl des Referenzsystems ist willkürlich und hängt von den Zielen der Studie ab. Üblicherweise wird einem Körper (oder System von Körpern) ein kartesisches Koordinatensystem zugeordnet, in das die Position eines Materials hineinzeigt dieser Moment Die Zeit wird durch drei Koordinaten angegeben x, j, z(Abb. 1.1).

Eine Trajektorie ist eine durchgehende Linie, die ein materieller Punkt während seiner Bewegung beschreibt. Wenn die Bahn eine gerade Linie ist, wird die Bewegung als geradlinig bezeichnet, andernfalls als krummlinig. Die Art der Trajektorie hängt von der Wahl des Referenzsystems ab.

wo ist die Änderung des Radiusvektors über die Zeit dt(Abb. 1.3).

Aus (1.2) sieht man das die Geschwindigkeit ist numerisch gleich dem Weg, den ein materieller Punkt pro Zeiteinheit zurücklegt. Der Geschwindigkeitsvektor ist in Bewegungsrichtung tangential zur Trajektorie gerichtet.

Die Beschleunigung ist eine Vektorgröße, die die Geschwindigkeitsänderungsrate sowohl in der Größe als auch in der Richtung charakterisiert.

.

(1.3)

Beim dt=1, || = ||, d.h. Beschleunigung ist numerisch gleich der Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit.

Normale und tangentiale Beschleunigung

Im allgemeinen Fall kann die Beschleunigung während einer krummlinigen Bewegung als Vektorsumme der tangentialen (oder tangentialen) Beschleunigung t dargestellt werden und ... Die Tangentialbeschleunigung charakterisiert die Änderungsrate der Geschwindigkeit modulo. ...

Translationale Dynamik

Newtonsche Gesetze

Newtons erstes Gesetz. Wenn keine Kräfte auf den Körper einwirken, dann ist er in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung relativ zu ... Die Eigenschaft von Körpern, einen Ruhezustand oder eine gleichförmige geradlinige ... Newtonsches zweites Gesetz beizubehalten. Die Beschleunigung, mit der sich ein Körper bewegt, ist proportional zur aufgebrachten Kraft und umgekehrt proportional zu ...

Impulserhaltungssatz

Gegeben sei ein System aus drei wechselwirkenden materiellen Punkten (Abb. 2.2). Auf jeden materiellen Punkt dieses Systems wird als interner, ...

Arbeit und Energie

Arbeiten

Arbeit ist ein Maß für die Wirkung einer Kraft, abhängig von Wert und Richtung der Kraft sowie von der Größe der Verschiebung ihres Angriffspunktes.

Ist die Kraft in Wert und Richtung, dann bei geradliniger Bewegung die Arbeit

Ist die Kraft variabel, so wird zunächst die Elementararbeit dA=Fdlcosa berechnet, wobei a - der Winkel zwischen der Tangente an die Bahn an einem gegebenen Punkt und der Richtung der Kraft (Abb. 3.2).

Die Gesamtarbeit auf dem letzten Abschnitt der Trajektorie findet sich als Integral über der Kurve MIT, zusammenfallend mit der Flugbahn:

.

Zusammenhang zwischen Arbeit und Änderung der kinetischen Energie

Eine solche Bewegung wird beschleunigt: Der Anfangswert (zum Zeitpunkt t1) der Geschwindigkeit ändert sich und wird zum Zeitpunkt t2 gleich (Abb. 3.3). In diesem Fall gibt es eine doppelte Kraftäußerung: Einerseits gibt es ... Arbeit A=Fl=mal. Da in gleichmäßig beschleunigter Bewegung

Zusammenhang zwischen Arbeit und Änderung der potentiellen Energie

.

Erhaltungssatz der mechanischen Energie

Die gesamte mechanische Energie eines Systems ist die Summe der kinetischen und potentiellen Energien aller in diesem System enthaltenen Körper: W=Wk+Wp. Lassen Sie das System den Zustand 1 passieren, gekennzeichnet durch die Werte… W2 – W1=(Wk2+Wp2) – (Wk1+ Wp1)=(Wk2 – Wk1) + (Wp2 – Wp1).

Kollisionen

Elastischer Stoß Ein absolut elastischer Stoß ist ein solcher Stoß, bei dem sich die mechanische Energie der kollidierenden Körper nicht in andere Formen umwandelt. ... Betrachten wir als einfachstes Beispiel einen direkten Mittelschuss, bei dem ... Let. Dann überholt irgendwann der erste Körper den zweiten und es kommt zu einer Kollision. Im Moment des Aufpralls...

Das Grundgesetz der Dynamik der Rotationsbewegung

Die Tangentialkraft verursacht das Auftreten einer Tangentialbeschleunigung. Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz Ft=mat oder F cos a=mat. Drücken wir die Tangentialbeschleunigung durch die Winkelbeschleunigung aus: at=re. Dann ist F cos a=mre. Multiplizieren...

Gesetz der Erhaltung des Drehimpulses

. (4.6) Ausdruck (4.6) stellt den Drehimpulserhaltungssatz dar: in ... Wenn sich ein absolut starrer Körper um eine feste Achse dreht, bleibt sein Trägheitsmoment konstant. Vom Gesetz...

Gyroskop

Wenn äußere Kraftmomente nicht auf einen gleichmäßig rotierenden Kreisel wirken, dann ist nach dem Gesetz der Drehimpulserhaltung die Richtung seiner Achse ... Betrachten wir nun, was passiert, wenn ein freier Kreisel ... ist Achse der eigenen Drehung des Kreisels ist vertikal (fällt mit der z-Achse zusammen); der Drehimpulsvektor ist entlang dieser orientiert ...

II. MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN

Allgemeine Eigenschaften oszillatorischer Prozesse. Harmonische Schwingungen

In der Technik können Geräte, die Schwingungsprozesse verwenden, bestimmte Funktionsaufgaben erfüllen (ein Pendel, ein Schwingkreis, ... Schwingungen werden als periodisch bezeichnet, wenn das System durch bestimmte gleiche ...

Schwingungen eines Federpendels

Bei Verschiebung des Körpers um x aus der Gleichgewichtslage entsteht eine elastische Kraft F=-kx, (6.1)

Energie der harmonischen Schwingung

Offensichtlich ist die Gesamtenergie des Federpendels W=Wk+Wp, wobei die kinetische Energie Wk und die potentielle Energie Wp durch die Ausdrücke bestimmt sind

Addition harmonischer Schwingungen gleicher Richtung

Aus dem Punkt O auf der x-Achse konstruieren wir einen Vektor, der mit der Achse einen Winkel j0 bildet (Abb. 8.1). Die Projektion dieses Vektors auf die x-Achse ist

gedämpfte Schwingungen

Betrachten wir den Fall, dass sich der schwingende Körper in einem viskosen Medium befindet und seine Geschwindigkeit v klein ist – Abb. 9.1. Dann wirkt die Widerstandskraft auf den Körper, gleich (9.1)

Erzwungene Schwingungen

Angenommen, auf das schwingende System wirkt eine äußere (erzwungene) Kraft, die sich nach dem harmonischen Gesetz ändert: Fin = F0 cos wt,

Elastische (mechanische) Wellen

Elastische Wellen stellen den Vorgang der Ausbreitung mechanischer Verformungen in einem elastischen Medium dar. Als Wellenvorgang bezeichnet man den von einem Wellenvorgang überdeckten Raumbereich ... Die Oberfläche, an deren allen Punkten die Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt die gleiche Phase hat Moment nennt man Wellenfront. ...

Welleninterferenz

Wellen werden als kohärent bezeichnet, wenn sie die gleiche Frequenz und eine zeitunabhängige (konstante) Phasendifferenz haben. Finden wir die Bedingungen für das Auftreten von Interferenzmaxima und -minima bei ... Jede der Quellen "sendet" Wellen an den Punkt M, deren Gleichungen lauten:

stehende Wellen

Die einfallende Welle wird durch die Gleichung beschrieben.

Dopplereffekt in der Akustik

Schallwellen in flüssigen und gasförmigen Medien sind longitudinal. In Festkörpern können sich sowohl longitudinale als auch transversale Schallwellen ausbreiten ... Der Doppler-Effekt besteht darin, die Frequenz von Schallschwingungen während der Bewegung zu ändern ... Bezeichnen wir: c - die Schallgeschwindigkeit in einem bestimmten Medium; u und v sind die Geschwindigkeiten der Quelle bzw. des Empfängers relativ zu ...

III. MOLEKULARPHYSIK

Molekularphysik ist der Zweig der physikalischen Wissenschaft, der studiert physikalische Eigenschaften und Aggregatzustände physikalischer Körper in Abhängigkeit von ihrer molekularen Struktur, der Art der thermischen Bewegung von Molekülen und den Wechselwirkungskräften zwischen ihnen.

Grundgleichung der molekularkinetischen Gastheorie

1) Moleküle sind so klein, dass sie als materielle Punkte betrachtet werden können; 2) die potentielle Energie der Wechselwirkung zwischen Molekülen ist Null für alle ... Die chaotische Bewegung von Gasmolekülen kann als Bewegung von 1/3 ihrer Gesamtzahl in Richtung der x-Achse dargestellt werden, 1/3 - entlang . ..

Geschwindigkeitsverteilung von Molekülen

Berechnen wir die Anzahl der Moleküle dN, deren Geschwindigkeiten in das Geschwindigkeitsintervall von v bis fallen (Abb. 16.1). Offensichtlich ist dN proportional zur Gesamtzahl ... Aus (16.1) folgt

barometrische Formel

Finden wir die Abhängigkeit des atmosphärischen Drucks von der Höhe über dem Meeresspiegel unter Verwendung des folgenden vereinfachten Modells: 1. Die Gastemperatur und ihre molekulare Zusammensetzung hängen nicht von der Höhe ab; 2. Die Erdbeschleunigung ist in allen Höhen, in denen die Atmosphäre existiert, konstant. Reis. 17.1…

Boltzmann-Verteilung

P = nkT; (18.1) P0 = n0kT. (18.2)

Grundbegriffe der Thermodynamik

1. Thermodynamisches System - eine Reihe makroskopischer Körper, die Energie zwischen sich und der Umgebung austauschen.

2. Der Zustand eines thermodynamischen Systems wird durch die Gesamtheit der Werte seiner thermodynamischen Parameter (Zustandsparameter) bestimmt - alle physikalischen Größen, die die makroskopischen Eigenschaften des Systems charakterisieren (Druck, Volumen, Temperatur usw.). Die Beziehung zwischen thermodynamischen Parametern wird durch die Zustandsgleichung bestimmt. Für ein ideales Gas ist die Zustandsgleichung also die Mendeleev-Clapeyron-Gleichung.

3. Der Zustand des thermodynamischen Gleichgewichts ist eine Verallgemeinerung des Konzepts des mechanischen Gleichgewichts und wird wie folgt formuliert. In einem System, das sich im thermodynamischen Gleichgewicht befindet, müssen der Druck in allen seinen Teilen (Zustand des mechanischen Gleichgewichts) und die Temperatur (Zustand des thermischen Gleichgewichts) gleich sein.

4. Thermodynamischer Prozess - eine Zustandsänderung eines thermodynamischen Systems, gekennzeichnet durch eine Änderung seiner Zustandsparameter.

5. Gleichgewichtsprozess - eine unendliche Folge von Gleichgewichtszuständen.

6. Innere Energie - die gesamte kinetische und potentielle Energie der Wechselwirkung aller Teilchen (Atome oder Moleküle) des Körpers.

Für ein ideales Gas kann daher die potentielle Wechselwirkungsenergie von Molekülen vernachlässigt werden Die innere Energie eines idealen Gases wird vollständig durch die kinetische Energie aller seiner Moleküle bestimmt, die sich in einem begrenzten Volumen befinden. Die innere Energie eines idealen Gases ergibt sich aus dem Produkt der durchschnittlichen kinetischen Energie wav der Bewegung von Molekülen und ihrer Anzahl. Da wav nur von der Temperatur abhängt (siehe Formel (15.11)), kann argumentiert werden, dass die innere Energie eines idealen Gases vollständig von seiner Temperatur bestimmt wird.

6. Arbeit ist ein quantitatives Maß für die Umwandlung der Energie der chaotischen Bewegung von Molekülen oder der gerichteten Bewegung von Körpern in die Energie der gerichteten Bewegung makroskopischer Körper. Schematisch ist ein solcher Energieumwandlungsprozess in Abb. 19.1.

Prozess 1 geht mit der Verrichtung mechanischer Arbeit einher, die zahlenmäßig gleich der Änderung der kinetischen Energie des Körpers (3.4) ist.

wo dV=Sdx - Änderung des Gasvolumens.

Formel (19.1) ist ein thermodynamischer Ausdruck für Elementararbeit. Gesamtarbeit bei der Expansion von Gas aus dem Volumen V1 zu Volumen V2 wird durch die Formel bestimmt

.

(19.2)

Reis. 19.3

Wärme ist ein quantitatives Maß für die Umwandlung der Energie einer gerichteten oder chaotischen Bewegung in die Energie einer chaotischen Bewegung (Abb. 19.3).

Vorgang 1 tritt auf, wenn die Körper unter der Wirkung der Reibungskraft abgebremst werden. Ein solcher Prozess geht mit der Umwandlung der Energie der gerichteten Bewegung (kinetische Energie) des Körpers in die Energie der chaotischen Bewegung der Partikel der Umgebung einher, was der Übertragung einer bestimmten Wärmemenge entspricht. Die gleiche Energieumwandlung wird bei dem Prozess beobachtet, der dem in Abb. 19.2 (d. h. während der Gaskompression).

Der Prozess der Umwandlung der Energie der chaotischen Bewegung in die Energie der chaotischen Bewegung (Kanal 2 in Abb. 19.3) ist nichts anderes als der Prozess der Übertragung von Wärme von einem heißen Körper auf einen kalten.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik und seine Anwendung auf Isoprozesse

dQ=dA+dU. (20.1)

Anzahl der Freiheitsgrade. Innere Energie eines idealen Gases

Ein System aus zwei materiellen Punkten, deren Abstand konstant bleibt, hat fünf Freiheitsgrade: Drei davon fallen auf ... Die durchschnittliche kinetische Energie der Translationsbewegung eines Moleküls beträgt 3/2 kT - ... . (21.1)

adiabatischer Prozess

Bei einem adiabatischen Prozess ist dQ = 0, daher hat der erste Hauptsatz der Thermodynamik für diesen Prozess die Form dA + dU = 0; dA = -dU, (23.1)

Reversible und irreversible Prozesse. Kreisprozesse (Zyklen). Das Funktionsprinzip einer Wärmekraftmaschine

1. Nach Durchlaufen dieser Prozesse und Rückführung des thermodynamischen Systems in seinen ursprünglichen Zustand Umgebung es darf keine übrig bleiben ... 2. Der Vorgang kann sowohl vorwärts als auch rückwärts spontan ablaufen ... Ein Beispiel für reversible Prozesse sind alle mechanischen Prozesse, bei denen die Energieerhaltungssätze erfüllt sind, ...

Carnots ideale Wärmekraftmaschine

Der Carnot-Zyklus besteht aus zwei Adiabaten und zwei Isothermen (Abb. 25.1). In dieser Abbildung 1®2 - isotherme Ausdehnung bei Temperatur T1; 2®3 -… In einer idealen Carnot-Maschine werden Verlustquellen wie Reibung zwischen Zylindern und Kolben, Wärmeverluste vernachlässigt…

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

1. Es ist unmöglich, eine zyklisch arbeitende Wärmekraftmaschine zu bauen, die Arbeit verrichtet, indem sie nur einen Körper kühlt. So eine Maschine...

Es gibt keinen Prozess, dessen einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem kalten Körper auf einen heißen wäre.

Entropie

Mit Formel (21.7) schreiben wir den Ausdruck für den ersten Hauptsatz der Thermodynamik...

V. ELEKTROSTATIK

Diskrete elektrische Ladung. Das Gesetz der Erhaltung der elektrischen Ladung

Es gibt zwei Arten von elektrischen Ladungen: positiv und negativ. Elektrische Ladung ist diskret: Die Ladung jedes Körpers ist ein ganzzahliges Vielfaches … Eines der grundlegenden strengen Naturgesetze ist das Erhaltungsgesetz … 29. Coulombsches Gesetz. Die Intensität des elektrostatischen Feldes. Elektrischer Verschiebungsvektor

Elektrostatische Feldenergie

Wir werden nacheinander Teile der Ladung dq von einer Platte auf eine andere übertragen - Abb. 35.1 Beim Übertragen der Ladung dq wird die Arbeit dA=Udq verrichtet. Aus (34.2) folgt, dass ... Wenn wir diesen Ausdruck von Q nach 0 integrieren, erhalten wir:

VI. ELEKTRISCHER GLEICHSTROM

Hauptstromeigenschaften

Die Stromstärke ist rechnerisch gleich der Ladung, die pro Zeiteinheit durch den Querschnitt des Leiters geflossen ist:. (36.1) Die Stromstärke wird in Ampere gemessen (die Definition findet sich in der Einleitung). Der Stromdichtevektor ist numerisch gleich der Stromstärke, ...

Ohmsches Gesetz für einen homogenen Abschnitt der Kette

Ohm hat experimentell festgestellt, dass die Stromstärke in einem homogenen Abschnitt des Stromkreises proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand ist: ... Abb. 37.1 Stellen wir das Ohmsche Gesetz (37.1) in Differentialform dar. Dazu wählen wir einen elementaren Abschnitt innerhalb des Leiters mit Strom ...

Joule-Lenz-Gesetz

Stellen wir das Joule-Lenz-Gesetz (38.1) in Differentialform dar. Lassen Sie uns herausfinden, wie ...

Kirchhoff-Regeln

Kirchhoffs erste Regel. Die algebraische Summe der im Knoten zusammenlaufenden Ströme ist gleich Null, d.h. .

Kontaktpotentialdifferenz

Elektronen können sich von einem Leiter zum anderen bewegen und umgekehrt. Der Gleichgewichtszustand eines solchen Systems wird erreicht, wenn ... Der Wert der Kontaktpotentialdifferenz wird durch die Differenz der Austrittsarbeiten bestimmt1 ...

Seebeck-Effekt

Wenn die Kontakte auf unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden (Erhitzen oder Kühlen eines von ihnen), erscheint im Stromkreis eine ausgezeichnete Null-Null-EMK (Abb. 41.1): ....

Peltier-Effekt

Die während der Zeit t am Kontakt abgegebene bzw. aufgenommene Peltier-Wärme ist im Gegensatz zur Joule-Lenz-Wärme proportional zur Stromstärke hoch 1: ..., wobei P der Peltier-Koeffizient ist, je nach Art des Kontaktleiter und Kontakttemperatur. …

Was machen wir mit dem erhaltenen Material:

Wenn sich dieses Material für Sie als nützlich erwiesen hat, können Sie es auf Ihrer Seite in sozialen Netzwerken speichern:

Verkehrsministerium der Russischen Föderation

Bundesamt für Eisenbahnverkehr

Staatliche Verkehrsuniversität Omsk

__________________

S. N. Krokhin

Kurzlehrgang Mechanik

Genehmigt von der Redaktion und dem Verlag der Universität

als Programm und Leitfaden für das Studium des Studiengangs "Physik"

für Studierende Abwesenheitsformular Lernen

UDC 530,1 (075,8)

Kurzlehrgang Mechanik: Programm und Richtlinien für das Studium des Kurses "Physik" / S. N. Krokhin; Staat Omsk Universität für Kommunikation. Omsk, 2006. 25 p.

Der Leitfaden enthält das Arbeitsprogramm der Sektion "Mechanik" der Disziplin "Physik" und eine kurze theoretische Darstellung der Hauptthemen dieser Sektion.

Die Definitionen physikalischer Größen, ihre Maßeinheiten im SI-System, die Gesetze der klassischen Mechanik werden gegeben.

bestimmt für unabhängige Arbeit Teilzeitstudenten.

Bibliographie: 4 Titel. Reis. 7.

Gutachter: Dr. tech. Wissenschaften, Professor V. A. Nekhaev;

kann. Phys.-Math. Wissenschaften, außerordentlicher Professor V. I. Strunin.

________________________

© Staat Omsk. Universität

Kommunikationsmittel, 2006

ÜBER KAPITEL

Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1. Das Arbeitsprogramm der Disziplin "Physik". Mechanik. . . . . . . . . . . . . . . . 6

2. Kinematik und Dynamik eines materiellen Punktes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3. Kinematik und Dynamik der Rotation eines starren Körpers um

feste Achse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

4. Naturschutzgesetze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .achtzehn

Bibliographisches Verzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Einführung

Die Mechanik ist ein Zweig der Physik, der die Gesetze der mechanischen Bewegung und die Ursachen untersucht, die diese Bewegung verursachen oder verändern. Mechanische Bewegung existiert in allen höheren und komplexeren Formen der Materiebewegung (chemisch, biologisch usw.). Diese Bewegungsformen werden von anderen Wissenschaften (Chemie, Biologie etc.) untersucht.

Im Wesentlichen Lehrmittel Fragen zum Studium der mechanischen Bewegung werden detailliert ausgearbeitet, oft mit umständlichen mathematischen Berechnungen, was das selbstständige Arbeiten der Studierenden erheblich erschwert.

Die Richtlinien geben das Arbeitsprogramm der Sektion "Mechanik" vor, definieren physikalische Begriffe, fassen die grundlegenden physikalischen Gesetze und Gesetzmäßigkeiten der klassischen Mechanik zusammen und halten diese Gesetze in mathematischer Form fest.

Der Abschnitt "Mechanik" behandelt die Kinematik und Dynamik eines materiellen Punktes, die Kinematik und Dynamik der Rotation eines starren Körpers um eine feste Achse und Erhaltungssätze.

Für das Studium des Teils „Mechanik“ sind mathematische Kenntnisse erforderlich: Elemente der Vektoralgebra (Vektorprojektion auf eine Achse, Skalar- u Vektorprodukt etc.), Differential- und Integralrechnung (Berechnung der einfachsten Ableitungen und Finden von Stammfunktionen).

Die methodischen Richtlinien spiegeln das experimentelle Material aufgrund von Beschränkungen im Umfang der Veröffentlichung nicht wider.

Dieser Leitfaden soll den Studierenden helfen, den Studiengang Mechanik während der Prüfungssession selbstständig zu studieren.

1. Das Arbeitsprogramm der Disziplin "Physik"

MECHANIK

1. Relativität der mechanischen Bewegung. Referenzsystem. Materieller Punkt (Partikel). Radius-Vektor. Flugbahn. Weg und Bewegung. Geschwindigkeit und Beschleunigung.

2. Geradlinige und krummlinige Bewegung eines Teilchens. Tangente (tangential) und Normalbeschleunigung.

3. Trägheit. Trägheitsbezugssysteme. Newtons erstes Gesetz. Addition von Geschwindigkeiten und das Relativitätsprinzip in der klassischen Mechanik.

4. Interaktion von Körpern. Leistung. Trägheit. Massendichte. Newtons zweites und drittes Gesetz.

5. Kräfte in der Mechanik: Gravitation, Schwerkraft, Elastizität, Gewicht, Auftrieb, Reibung (ruhend, gleitend, rollend, viskos).

6. Bewegung eines Körpers im Feld der Schwerkraft. Freier Fall. Die Bewegung eines Körpers unter Einwirkung mehrerer Kräfte. Ergebnis.

7. Absolut starrer Körper (ATT). Trägheitszentrum (Schwerpunkt) ATT und das Gesetz seiner Bewegung. Translations- und Rotationsbewegung von ATT. Zentrum des Trägheitssystems.

8. Winkelverschiebung, Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung. Zusammenhang zwischen den kinematischen Eigenschaften der Translations- und Rotationsbewegung.

9. Kraftmoment. Trägheitsmoment. Satz von Steiner. Die Grundgleichung der Dynamik der Rotationsbewegung.

10. Isoliertes System. Momentum (Impuls) eines Körpers. Impulserhaltungssatz.

11. Impulsmoment (Impulsmoment). Eigener Drehimpuls. Gesetz der Erhaltung des Drehimpulses.

12. Mechanische Arbeit, Kraft. Arbeit mit konstanter und variabler Kraft. Die Arbeit des Moments der Kräfte während der Drehbewegung.

13. Kinetische Energie. konservative Kräfte. Potenzielle Energie. gesamte mechanische Energie. Der Energieerhaltungssatz in der Mechanik. Energiedissipation. Allgemeines physikalisches Energieerhaltungsgesetz.

14. Absolut elastischer und absolut unelastischer Stoß von Teilchen.

15. Einfache Mechanismen: schiefe Ebene, Block, Hebel. Die "goldene Regel" der Mechanik. Effizienz des Mechanismus.