ББК 22.33 Я 73 С 47

УДК 539. 194

Рецензент д-р физ.-мат. наук, профессор Е. В. Бабкин

Слинкина Т. А.

С 47 Механика, молекулярная физика и термодинамика: Учебное пособие для студентов-заочников. – Красноярск: САА, 2000. – 110 с. ISBN 5–86433–111–2

Цель настоящего учебно-методического пособия – оказать помощь студентамзаочникам в изучении курса физики. В пособии изложена теория кинематики и динамики материальной точки и твердого тела; по молекулярной физике и термодинамике приведены основные законы и формулы, необходимые для решения задач, поясняется смысл величин, входящих в формулы, подробно разбираются типовые задачи; приводятся задачи, предназначенные для самостоятельного решения. Задачи подобраны так, чтобы студенты могли успешно справиться с конкретными заданиями.

ББК 22.33 Я 73

Учебное издание

Тамара Александровна Слинкина

МЕХАНИКА, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Учебное пособие

Редактор Л. В. Звонарева Компьютерная верстка – Д. В. Румянцев

Лицензия № 030214 от 18.02.97

Подп. в печать 18.04.2000. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 6,3. Уч.-изд. л. 6,9. Тираж 300 экз.

Редакционно-издательский отдел САА.

660014, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31.

Отпечатано в ООО «КРИС ПЛЮС». 660049, Красноярск, ул. Робеспьера, 1а.

ISBN 5–86433–111–2 © Сибирская аэрокосмическая академия, 2000

2

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель настоящего учебно-методического пособия – оказать помощь студентам-заочникам САА.

В пособии рассматриваются законы механики и молекулярной физики, приведены основные формулы, на ряде примеров и задач показаны возможности применения этих законов при решении конкретных вопросов.

Учебная работа студента-заочника по изучению физики складывается из следующих основных элементов: самостоятельного изучения физики по учебным пособиям, решения задач, выполнения конкретных работ, выполнения лабораторных работ, сдачи зачетов и экзаменов.

При решении задач необходимо выполнять следующие условия:

1.Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение задач, разъяснить буквенные обозначения, употребляемые при написании формул.

2.Дать чертеж, поясняющий содержание задачи.

3.Решение задачи сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями.

4.Решить задачу в общем виде. Выразить все величины, входящую

врабочую формулу в единицах СИ и подставить их в окончательную формулу.

Контрольные работы выполняются в обычной школьной тетради, на лицевой стороне (на обложке) приводятся сведения по следующему образцу:

Студент Сибирской аэрокосмической академии имени академика М. Ф. Решетнева

Фролов И. К.

№ 12399 (шифр зачетной книжки) Адрес: г. Кемерово, ул. Советская, 5, кв. 16. Контрольная работа № 1 по физике

После получения из академии прорецензированной работы студент обязан выполнить указания рецензента. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторная работа представляется вместе с незачтенной работой.

Зачтенные контрольные работы предъявляются экзаменатору. Студент должен быть готов дать во время экзамена пояснения по существу решения задач, входящих в контрольные работы.

4

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ

Физические основы механики

Кинематика материальной точки. Предмет физики и его связь со смежными науками. Механическое движение. Системы отсчета. Материальная точка. Траектория. Перемещение и путь. Скорость и ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорения. Движение материальной точки по окружности. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения.

Динамика материальной точки. Первый закон Ньютона. Инер-

циальные системы отсчета. Взаимодействие тел. Сила, масса. Второй закон Ньютона. Изолированная система материальных тел. Закон сохранения импульса.

Преобразования Галилея. Механический принцип относительности. Границы применения классической механики.

Виды сил в механике. Силы упругости. Силы трения. Силы тяготения. Центральные силы. Понятие о поле сил. Гравитационное поле и его напряженность. Поле силы тяжести вблизи Земли.

Понятие об неинерциальных системах отсчета.

Работа. Работа переменной силы. Мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Энергия упруго деформированного тела. Потенциал гравитационного поля и его градиент.

Кинетическая энергия. Полная механическая энергия системы тел. Закон сохранения энергии в механике. Условия равновесия системы.

Динамика твердого тела. Понятие абсолютно твердого тела. Поступательное и вращательное движения тела. Число степеней свободы. Центр инерции (масс) твердого тела.

Момент силы. Момент инерции. Основной закон динамики вращательного движения. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной

оси.

Механические колебания. Периодические движения. Колебательные процессы. Гармонические колебания. Основные характеристики колебательного движения: амплитуда, фаза, частота, период. Уравнение гармонических колебаний. Сложение одинаково направленных колебаний. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Динамика гармонических колебаний. Свободные колебания. Квазиупругие силы. Математический и физический маятники. Кинетическая, потенциальная и полная энергия гармонического колебания. Гармонический осциллятор. Затухающие колебания. Вынужденные колебания. Резонанс.

5