Курс физики с примерами решения задач, часть 1, механика, молекулярная физика, Термодинамика, Кузнецов С.И., 2013

Курс физики с примерами решения задач, Часть 1, Механика, Молекулярная физика, Термодинамика, Кузнецов С.И., 2013.

   В пособии изложены все разделы I части курса обшей физики. Даны разъяснения основных законов, явлений и понятий классической механики, релятивистской механики и основные положения обшей теории относительности. Рассмотрены основные вопросы молекулярно-кинетической теории вещества и термодинамики. Учитываются наиболее важные достижения в современной науке и технике, уделяется большое внимание физике различных природных явлений.
Цель пособия - помочь студентам освоить материал программы, научить активно применять теоретические основы физики как рабочий аппарат, позволяющий решать конкретные задачи, связанные с повышением ресурсоэффективности. Пособие ориентировано на организацию самостоятельной работы студентов. В нем анализируется решение многих физических задач, приводятся задачи для самостоятельного решения и ответы к ним.




Предмет физики.
Главная цель любой науки, в т. ч. и физики, рассматривается обычно как приведение в систему представлений о сложных явлениях, регистрируемых нашими органами чувств, т. е. упорядочение того, что мы называем «окружающим нас миром».

Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас и обнаруживаемое нами посредством ощущений, представляет собой материю. Материя - это объективная реальность, данная нам в ощущениях.
Неотъемлемым свойством материи и формой её существования является движение - это, в широком смысле слова, всевозможные изменения материи - от простого перемещения до сложнейших процессов мышления.

Дать строгое определение предмета физики довольно сложно, потому что границы между физикой и рядом смежных дисциплин условные.
Академик А.Ф. Иоффе, российский физик, определил физику как науку, изучающую общие свойства и законы движения вещества и поля. В настоящее время общепринято, что все взаимодействия осуществляются посредством полей (например: гравитационных, электромагнитных, полей ядерных сил).

Оглавление.
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ КНИГОЙ.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ.
ОБОЗНАЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КНИГЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1. МЕХАНИКА.
1.1. Предмет физики и её связь с другими науками.
1.1.1. Предмет физики.
1.1.2. Теория и эксперимент в физике.
1.1.3. Физика и другие науки.
1.1.4. Пространственно-временные отношения.
1.2. Кинематика материальной точки.
1.2.1. Понятие механики. Модели в механике.
1.2.2. Система отсчета, тело отсчета. Сведения о векторах.
1.2.3. Кинематика материальной точки.
1.2.4. Кинематика твердого тела.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.3. Основные уравнения классической динамики.
1.3.1. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы.
1.3.2. Масса и импульс тела.
1.3.3. Второй закон Ньютона. Принцип суперпозиции.
1.3.4. Третий закон Ньютона.
1.3.5. Импульс произвольной системы тел.
1.3.6. Основное уравнение динамики поступательного движения произвольной системы тел.
1.3.7. Закон сохранения импульса и однородность пространства.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.4. Силы в механике.
1.4.1. Виды и категории сил в природе.
1.4.2. Сила тяжести и вес тела.
1.4.3. Упругие силы.
1.4.4. Деформация сдвига.
1.4.5. Силы трения.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.5. Неинерциальные системы отсчета.
1.5.1. Уравнение Ньютона для неинерциальных систем отсчета.
1.5.2. Центростремительная н центробежная силы.
1.5.3. Вклад вращения Земли в ускорение свободного падения.
1.5.4. Сила Кориолиса.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.6. Энергия. Работа. Мощность. Законы сохранения.
1.6.1. Кинетическая энергия. Работа н мощность.
1.6.2. Консервативные силы и системы.
1.6.3. Потенциальная энергия.
1.6.4. Закон сохранения механической энергии.
1.6.5. Условие равновесия механической системы.
1.6.6. Применение законов сохранения.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.7. Динамика вращательного движения твердого тела.
1.7.1. Вращательное движение твердого тела относительно точки.
1.7.2. Вращательное движение твердого тела относительно оси.
1.7.3. Расчет моментов инерции некоторых простых тел. Теорема Штейнера.
1.7.4. Кинетическая энергия вращающегося тела.
1.7.5. Закон сохранения момента импульса.
1.7.6. Фундаментальность законов сохранения и их связь с симметрией пространства и времени.
1.7.7. Сходство и различие линейных и угловых характеристик движения и связь между ними.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.8. Теория тяготения Ньютона. Законы Кеплера.
1.8.1. Теория тяготения Ньютона.
1.8.2. Поле тяготения. Напряженность гравитационного поля.
1.8.3. Работа в поле тяготения. Потенциал поля тяготения.
1.8.4. Принцип эквивалентности масс.
1.8.5. Законы Кеплера. Космические скорости.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.9. Элементы механики жидкости и газов.
1.9.1. Поверхностное натяжение жидкости.
1.9.2. Смачивание. Капиллярные явления.
1.9.3. Давление в неподвижных жидкостях и газах.
1.9.4. Уравнение неразрывности.
1.9.5. Уравнение Бернулли н его применение.
1.9.6. Течение жидкости. Вязкость.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.10. Специальная теория относительности.
1.10.1. Принцип относительности Галилея. Закон сложения скоростей.
1.10.2. Принцип относительности Эйнштейна.
1.10.3. Преобразования Лоренца.
1.10.4. Следствия из преобразований Лоренца.
1.10.5. Сложение скоростей в релятивистской механике.
1.10.6. Релятивистская механика.
1.10.7. Взаимосвязь массы и энергии покоя.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
1.11. Основные положения обшей теории относительности.
1.11.1. Обобщение закона тяготения Ньютона.
1.11.2. Принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения.
1.11.3. Теория тяготения Эйнштейна. Основные положения ОТО.
1.11.4. Следствия из принципа эквивалентности.
2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.
2.1. Молекулярно-кинетическая теория.
2.1.1. Основные понятия и определения молекулярной физики и термо динамики.
2.1.2. Давление. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
2.1.3. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.
2.1.4. Законы идеальных газов.
2.1.5. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона).
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
2.2. Статистические распределения.
2.2.1. Скорости газовых молекул. Опыт Штерна.
2.2.2. Вероятность события.
2.2.3. Функция распределения Максвелла.
2.2.4. Средние скорости распределения Максвелла.
2.2.5. Барометрическая формула.
2.2.6. Распределение Больцмана.
2.2.7. Закон распределения Максвелла - Больцмана.
2.2.8. Квантовые газы.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
2.3. Элементы физической кинетики.
2.3.1. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
2.3.2. Явления переноса в газах.
2.3.3. Диффузия газов. Вывод закона Фика.
2.3.4. Вывод закона Ньютона для силы вязкого трения.
2.3.5. Теплопроводность газов. Вывод закона Фурье.
2.3.6. Коэффициенты переноса и их зависимость от давления.
2.3.7. Понятие о вакууме.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
3. ТЕРМОДИНАМИКА.
3.1. Первое начало термодинамики.
Внутренняя энергия. Работа и теплота.
3.1.1. Внутренняя энергия. Работа и теплота.
3.1.2. Теплоёмкость идеального газа.
3.1.3. Вывод уравнения Майера.
3.1.4. Закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы.
3.1.5. Теплоемкость одноатомных и многоатомных газов.
3.1.6. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеальных газов.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
3.2. Круговые процессы. Тепловые машины.
3.2.1. Круговые обратимые и необратимые процессы.
3.2.2. Тепловые машины.
3.2.3. Цикл Карно.
3.2.4. Работа и КПД цикла Карно.
3.2.5. Необратимый цикл. Холодильная машина.
3.2.6. Циклы Отто. Дизеля и Стирлинга.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
3.3. Энтропия. Второе и третье начала термодинамики.
3.3.1. Приведенная теплота. Энтропия.
3.3.2. Изменение энтропии в изопроцессах.
3.3.3. Поведение энтропии в процессах изменения агрегатного состояния.
3.3.4. Второе начало термодинамики.
3.3.5. Свободная и связанная энергии.
3.3.6. Статистический смысл энтропии.
3.3.7. Третье начало термодинамики.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
3.4. Термодинамические свойства реальных газов.
3.4.1. Реальные газы.
3.4.2. Силы межмолекулярного взаимодействия.
3.4.3. Качественный анализ уравнения Ван-дер-Ваальса.
3.4.4. Изотермы реальных газов. Фазовые переходы.
3.4.5. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.
3.4.6. Процесс Джоуля - Томсона. Сжижение газов.
Выводы.
Контрольные вопросы. Упражнения.
Примеры решения задач.
Задачи для самостоятельного решения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ФОРМУЛЫ.
ГЛОССАРИЙ.
ПЕРСОНАЛИЯ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Кузнецов :: механика :: молекулярная физика :: термодинамика