- •Министерство образования и науки Российской федерации
- •Часть I. Механика
- •Тема 1. Кинематика поступательного и вращательного движения. Кинематика поступательного движения
- •Кинематика вращательного движения
- •Тема 2. Динамика поступательного движения. Законы Ньютона
- •Тема 3. Работа. Кинетическая, потенциальная и полная энергия
- •Тема 4. Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера
- •Тема 5. Кинетическая энергия и работа вращательного движения Уравнение динамики вращательного движения твердого тела
- •Тема 6. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса
- •Тема 7. Механические колебания. Пружинный маятник
- •Тема 8. Гармонические колебания физического маятника
- •Тема 9. Механические волны
- •Тема 10. Механика жидкости. Уравнение Бернулли
- •Часть II. Молекулярная физика и термодинамика
- •Тема 1. Уравнение состояния идеального газа.
- •Тема 2. Термодинамические процессы. Изопроцессы.
- •Тема 3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.
- •Тема 4. Распределение молекул идеального газа по скоростям.
- •Тема 5. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •Тема 6. Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость).
- •Тема 7. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.
- •Тема 8. Теплоемкость газа при изопроцессах. Уравнение Майера.
- •Тема 9. Адиабатический процесс.
- •Тема 10. Обратимый и необратимый процессы. Круговой процесс. Тепловая машина и цикл Карно.
- •Часть III. Электричество и магнетизм
- •Тема 2. Работа сил электростатического поля. Потенциал
- •Циркуляцией вектора напряженности электростатического поляпо произвольному замкнутому контуру l называется интеграл
- •Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля
- •Тема 4. Действие магнитного поля на проводник с током (закон Ампера) и на движущийся заряд (сила Лоренца)
- •Тема. 5. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля
- •Теорема Гаусса для магнитного поля
- •Тема. 6. Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея
- •Тема 7. Циркуляция вектора магнитной индукции
- •Тема 8. Уравнения Максвелла для стационарных электрического и магнитного полей
- •I.; II. ;
- •III.; IV. .
- •Тема 8. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
- •I.; II.;
- •Тема 9. Электромагнитные колебания в колебательном контуре
- •Тема 10. Электромагнитные волны
- •Часть IV.Волновая и квантовая оптика т ема 1. Волновая теория света. Интерференция света
- •Условия интерференционного максимума и минимума
- •Тема 2. Дифракция света. Дифракция Френеля
- •Тема 3. Дифракция Фраунгофера
- •Тема 4. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах
- •Глава 5. Дисперсия и поляризация света
- •Тема 6. Корпускулярная оптика
- •Тема 7. Тепловое излучение
- •Тема 8. Квантовая физика атома. Постулаты Бора
- •По теории Бора полная энергия электрона на n-ой орбите атома водорода:
Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ростовский государственный строительный университет»
Утверждено
на заседании кафедры физики
08 февраля 2012 г.
Зав. кафедрой физики
__________________/Н.Н. Харабаев/
Учебно-методическое пособие
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по физике
(для бакалавриата всех профилей)
Ростов-на-Дону
2012
У
Учебно-методическое пособие. Конспект лекций по физике (для бакалавриата всех профилей). – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2012. – 103 с.
Содержится конспект лекций по физике, основанный на учебном пособии Т.И. Трофимовой «Курс физики» (изд-во Высшая школа).
Состоит из четырех частей:
I. Механика.
II. Молекулярная физика и термодинамика.
III. Электричество и магнетизм.
IV. Волновая и квантовая оптика.
Предназначено для преподавателей и студентов в качестве теоретического сопровождения лекций, практических и лабораторных занятий с целью достижения более глубокого усвоения основных понятий и законов физики.
Рекомендуется для самостоятельной работы студентов бакалавриата очной и заочной форм обучения всех профилей по направлениям:
270800 «Строительство»
270200 «Реконструкция и реставрация архитектурного наследия»
280700 «Техносферная безопасность»
190700 «Технология транспортных процессов»
190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
230400 «Информационные системы и технологии»
230700 «Прикладная информатика»
120700 «Землеустройство и кадастр»
261400 «Технология художественной обработки материалов»
221700 «Стандартизация и метрология»
100800 «Товароведение»
УДК 531.383
Составители: проф. Н.Н.Харабаев
доц. Е.В.Чебанова
проф. А.Н. Павлов
Редактор Н.Е.Гладких
Темплан 2012 г., поз.
Подписано в печать
Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л. 4,0.
Тираж 100 экз. Заказ
_________________________________________________________
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета
334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2012
Часть I. Механика
Тема 1. Кинематика поступательного и вращательного движения. Кинематика поступательного движения
Положение материальной точки А в декартовой системе координат в данный момент времени определяется тремя координатами x, y и z или радиусом-вектором – вектором, проведенным из начала системы координат в данную точку (рис. 1).
Движение материальной точки определяется в скалярном виде кинематическими уравнениями: x = x(t), у = y(t), z = z(t),
или в векторном виде уравнением: .
Траектория движения материальной точки – линия, описываемая этой точкой при её движении в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным.
Материальная точка, двигаясь по произвольной траектории, за малый промежуток времени t переместиться из положения А в положение В, пройдя при этом путь s, равный длине участка траектории АВ (рис. 2).
Рис. 1 Рис. 2
Вектор , проведенный из начального положения движущейся точки в момент времениt в конечное положение точки в момент времени (t+t), называется перемещением, то есть .
Вектором средней скорости называется отношение перемещенияк промежутку времениt , за который это перемещение произошло:
.
Направление вектора средней скорости совпадает с направлением вектора перемещения.
Мгновенной скоростью (скоростью движения в момент времениt) называется предел отношения перемещения к промежутку времениt, за который это перемещение произошло, при стремлении t к нулю:
,
где – первая производная от функции по времени t, которую принято обозначать также в виде .
Вектор мгновенной скорости направлен по касательной, проведенной в данной точке к траектории в сторону движения. При стремлении промежутка времениt к нулю модуль вектора перемещения стремится к величине путиs, поэтому модуль вектора может быть определен через путьs:
.
Если скорость движения точки со временем изменяется, то быстрота изменения скорости движения точки характеризуется ускорением.
Средним ускорением в интервале времени отt до (t + t) называется векторная величина, равная отношению изменения скорости () к промежутку времениt, за который это изменение произошло: .
Мгновенным ускорением илиускорением движения точки в момент времени t называется предел отношения изменения скорости к промежутку времениt, за который это изменение произошло, при стремлении t к нулю:
,
где – первая производная от функции по времени t,
–вторая производная от функции по времени t.
Эти производные принято обозначать соответственно в виде: и.
Вектор ускорения может быть разложен на две составляющие: тангенциальную и нормальную, то есть:
.
Тангенциальная составляющая определяет быстроту изменения модуля скорости: .
Вектор направлен по касательной к траектории движения и для ускоренного движения совпадает с направлением вектора скорости, а для замедленного движения – противоположен вектору скорости.
Нормальная составляющая определяет быстроту изменения направления скорости:,
где r – радиус кривизны траектории движения.
Вектор направлен по нормали к траектории движения к центру ее кривизны (поэтому нормальную составляющую ускорения называют также центростремительным ускорением).