Механика. Козырев А.В.

Томск.: ТУСУР, 2012.— 136 с.

Данное пособие содержит 13 глав по основным разделам механики, предусмотренным базовым стандартом физического образования для студентов технических специальностей ВУЗов. На оригинальном методическом уровне в пособии изложены основы метода координат и векторного понятийного аппарата механики, основы кинематики и динамики поступательного и вращательного движения твердого тела, законы сохранения энергии и импульса механических систем; механика жидкости и упругого твердого вещества, классическая теория гравитации и движения небесных тел, основные свойства гармонических колебаний, физические основы специальной теории относительности. Данное пособие по физике изложено максимально кратким, но достаточно информативным языком. В целом, данное пособие представляется полезным не только для студентов первых курсов, но и для всех выпускников технических вузов. Новые подходы в изложении некоторых разделов найдут также преподаватели физики.

Формат: pdf

Размер: 1,7 Мб

Смотреть, скачать: yandex.disk

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 6
1 Метод координат. Векторы 9
1.1 Определения первичных физических терминов 9
1.2 Система координат 10
1.3 Скорость и ускорение 11
1.4 Изменение координаты как интеграл от скорости 12
1.5 Обобщение на случай трехмерного движения 13
1.6 Векторы 14
1.7 Векторная алгебра 16
2 Кинематика материальной точки 19
2.1 Скорость и ускорение при криволинейном движении 19
2.2 Векторное произведение 21
2.3 Кинематика вращательного движения 24
2.4 Движение тела, брошенного под углом к горизонту 26
3 Законы движения 29
3.1 Понятие силы 29
3.2 Второй закон Ньютона. Масса 30
3.3 Третий закон Ньютона 31
3.4 Инерциальные системы отсчета 33
3.5 Неинерциальные системы отсчета 34
3.6 Принцип относительности Галилея 35
3.7 Примеры различных сил 36
4 Импульс и энергия 40
4.1 Центр инерции (центр масс) протяженного тела 40
4.2 Определение положения центра масс у простых тел 42
4.3 Импульс тела 43
4.4 Механическая работа и кинетическая энергия 44
4.5 Консервативные силы 46
4.6 Потенциальная энергия. Градиент 47
4.7 Закон сохранения механической энергии 49
5 Столкновение двух частиц 51
5.1 Внутренняя энергия механической системы 51
5.2 Классификация парных столкновений 52
5.3 Абсолютно упругий центральный (лобовой) удар 53
5.4 Абсолютно неупругий удар 54
5.5 Столкновение в С-системе 55
5.6 Абсолютно упругий нецентральный удар 55
6 Механика жидкости 58
6.1 Закон Паскаля 58
6.2 Гидростатическое давление. Сила Архимеда 59
6.3 Стационарное течение идеальной жидкости 60
6.4 Примеры использования уравнения Бернулли 62
6.5 Вязкое трение 64
6.6 Течение вязкой жидкости по трубе 65
6.7 Турбулентное течение. Число Рейнольдса 66
6.8 Силы сопротивления при движении тел в вязкой жидкости 67
7 Упругие свойства твердых тел 69
7.1 Напряжение и деформация 69
7.2 Закон Гука. Модуль Юнга и отношение Пуассона 71
7.3 Энергия упругой деформации среды 72
7.4 Всестороннее сжатие 72
7.5 Деформация сжатия закрепленного стержня 73
7.6 Термическая деформация твердых тел 74
7.7 Деформация сдвига 75
8 Динамика твердого тела 78
8.1 Момент инерции твердого тела 78
8.2 Моменты инерции некоторых простых тел 79
8.3 Момент силы 81
8.4 Момент импульса 82
8.5 Динамика вращательного движения 83
8.6 Скатывание круглого тела с наклонной плоскости 84
9 Трехмерное вращение твердых тел 87
9.1 Тензор момента инерции твердого тела 87
9.2 Энергия и момент импульса несимметричного тела 89
9.3 Гироскоп 89
9.4 Центробежные силы и силы Кориолиса 91
10 Сила всемирного тяготения 94
10.1 Закон всемирного тяготения Ньютона 94
10.2 Гравитация вблизи протяженных тел 96
10.3 Приливные силы 98
10.4 Задача Кеплера 99
10.5 Параметры эллиптических орбит 101
10.6 Алгоритм расчета траектории небесного тела 103
11 Гармонические колебания 104
11.1 Малые колебания 104
11.2 Энергия колебательного движения 106
11.3 Сложение одномерных колебаний. Биения 106
11.4 Сложение взаимно перпендикулярных колебаний 107
11.5 Колебания связанных маятников 108
12 Принцип относительности 112
12.1 Скорость света и постулат Эйнштейна 112
12.2 Преобразования Лоренца 114
12.3 Следствия преобразований Лоренца 116
12.3.1 Относительность одновременности 116
12.3.2 Относительность длин отрезков 117
12.3.3 Относительность промежутков времени между событиями . . 118
12.4 Сложение скоростей 119
12.5 Аберрация света 120
13 Релятивистская динамика 122
13.1 Релятивистский импульс 122
13.2 Энергия релятивистских частиц 123
13.3 Закон сохранения полной энергии 124
13.4 Неупругое столкновение двух релятивистских частиц 126
13.5 Четырехмерное пространство-время 127
13.6 Скалярное произведение 4-векторов 129
13.7 Оптический эффект Доплера 131
Заключение 134
Литература 135

Данное пособие содержит 13 глав по основным разделам механики, предусмотренным базовым стандартом физического образования для студентов технических специальностей ВУЗов.
На оригинальном методическом уровне в пособии изложены основы метода координат и векторного понятийного аппарата механики, основы кинематики и динамики поступательного и вращательного движения твердого тела, законы сохранения энергии и импульса механических систем, механика жидкости и упругого твердого вещества, классическая теория гравитации и движения небесных тел, основные свойства гармонических колебаний, физические основы специальной теории относительности.
Содержание глав представляет собой связное и последовательное изложение материала, в котором специально выделены наиболее важные элементы: определения новых терминов, утверждения, имеющие силу теорем, факты или положения, требующие особого внимания от читателя. В конце каждой главы приведен перечень контрольных вопросов, на которые читатель должен уметь ответить в ходе коллоквиума или беседы с преподавателем.
Все векторные величины в формулах и тексте обозначены полужирным шрифтом, например вектор скорости v. Скалярное произведение векторов обозначается точкой между векторами-сомножителями — Fv, а векторное произведение крестиком— г хр. Скобки в математических формулах используются только для стандартной группировки математических операций и обозначения аргументов функций.
Данное пособие по физике изложено максимально кратким, но достаточно информативным языком. В целом, данное пособие представляется полезным не только для студентов первых курсов, но и для всех выпускников технических вузов. Новые подходы в изложении некоторых разделов найдут также преподаватели физики.