- •Вступ Що вивчає фізика
- •Фізичні величини. Вимір фізичних величин
- •Спостереження і досліди - джерела фізичних знань.
- •Будова речовини
- •Розділ 1 механіка Механічний рух. Простір і час
- •Положення тіла або точки можна задати тільки відносно іншого тіла, яке називається тілом відліку.
- •Елементи кінематики
- •§1. Система відліку. Траєкторія, шлях, переміщення
- •Кінематикою називають розділ механіки, в якому рух тіл розглядається без з'ясування причин цього руху.
- •§2. Швидкість і прискорення руху
- •Прискорення
- •Приклад розв’язку задачі.
- •Рух тіл з прискоренням вільного падіння
- •§ 3. Рух по колу
- •Приклад розв’язку задачі.
- •Динаміка поступального руху
- •§4. Перший закон Ньютона. Маса. Сила
- •Динаміка - це розділ механіки, в якому вивчаються закони руху тіл і причини, які викликають, або змінюють ці рухи.
- •Взаємодія тіл. Сила.
- •Інерція. Маса тіла
- •Густина речовини
- •Перший закон Ньютона ( закон інерції)
- •§ 5. Другий закон Ньютона
- •§ 6. Третій закон Ньютона
- •§7. Сили в механіці. Закон всесвітнього тяжіння
- •Сила тяжіння.
- •Вага тіла Силу, з якою тіло внаслідок тяжіння до Землі діє на опору або підвіс, називають вагою тіла.
- •Невагомість
- •Сила тертя
- •Доцентрова сила
- •Відцентрова сила
- •Сила пружності. Закон Гука
- •§ 8. Закон збереження імпульсу
- •Тема 3 Робота і енергія
- •§ 9. Робота, енергія, потужність
- •Потужність. Одиниці потужності
- •Енергія. Закон збереження енергії.
- •Потенціальна енергія
- •Робота сили тяжіння дорівнює зміні потенціальної енергії тіла, узятій з протилежним знаком.
- •Робота сили пружності дорівнює зміні потенціальної енергії пружно деформованого тіла.
- •Закон збереження механічної енергії
- •Сума потенціальної і кінетичної енергії тіла або декількох тіл називається повною механічною енергією.
- •§ 10. Перетворення енергії і використання машин і механізмів. Коефіцієнт корисної дії
- •Розв’язок:
- •Тема 4 Динаміка обертального руху
- •§11. Рівновага тіл, які мають закріплену вісь обертання.
- •§12. Момент сили і момент інерції тіла відносно осі обертання.
- •Кінетична енергія обертального руху. Момент інерції.
- •Моменти інерції деяких тіл.
- •Теорема Штейнера.
- •§13. Основне рівняння динаміки обертального руху
- •§14. Момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу
- •Розділ 2 основи молекулярної фізики і термодинаміки
- •Тема 5
- •Основні положення молекулярно-кінетичної теорії
- •§15. Дослідне підтвердження основних положень мкт Існування проміжків між частками
- •Малість розмірів часток речовини
- •Рух часток речовини
- •Дифузія
- •Взаємне притягання і відштовхування молекул
- •Швидкість руху часток і температура
- •Чим більша швидкість руху молекул тіла, тим вища його температура.
- •§16. Три стани речовини
- •§ 17. Кристалічні і аморфні тіла
- •Кристалізація аморфних тіл.
- •§ 18. Будова рідин
- •§ 19. Газоподібні тіла
- •Тема 6 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу § 20. Ідеальний газ і його параметри
- •§ 21. Рівняння стану ідеального газу
- •§ 22. Газові процеси
- •§ 23. Основне рівняння мкт газів
- •§24. Температура
- •§25. Розподіл молекул за швидкостями
- •§ 26. Барометрична формула.
- •§ 27. Короткі відомості про атмосферу.
- •§ 28. Розподіл Больцмана
- •§ 29. Явища переносу
- •Середня довжина вільного пробігу і число зіткнень за секунду молекул газу.
- •Дифузія.
- •Теплопровідність
- •Внутрішнє тертя (в'язкість)
- •Тема 7 Перший закон термодинаміки
- •§ 30. Внутрішня енергія
- •§ 31. Перший закон термодинаміки Способи зміни внутрішньої енергії
- •§ 32. Теплоємність
- •§ 33. Перший закон термодинаміки для різних термодинамічних процесів
- •§ 34. Адіабатичний процес
- •Тема 8 Другий закон термодинаміки
- •§ 35. Теплові двигуни. Термодинамічні цикли. Цикл Карно
- •Двигун внутрішнього згорання
- •§ 36. Незворотність теплових процесів. Другий закон термодинаміки
- •§ 37. Статистичний зміст ентропії
- •Питання і задачі :
- •Розділ 3 електромагнетизм
- •Тема 8 Електростатика
- •§ 38. Електричний заряд. Закон Кулона
- •§ 39. Електричне поле
- •Принцип суперпозиції електричного поля.
- •§ 40. Потік вектора напруженості електричного поля. Теорема Гауса для електричного поля у вакуумі
- •Лінії напруженості електричного поля
- •§41. Робота електричного поля по переміщенню заряду. Потенціал
- •§ 42. Діелектрики і провідники в електричному полі. Поляризація діелектриків. Електроємність. Конденсатори
- •Електрична ємність
- •З'єднання конденсаторів
- •При послідовному з'єднанні конденсаторів складаються зворотні величини ємностей.
- •§43. Енергія електричного поля
- •Енергія зарядженого конденсатора дорівнює роботі зовнішніх сил, яку необхідно витратити, щоб зарядити конденсатор.
- •Тема 9 Електричний струм
- •§ 44. Сторонні сили. Електрорушійна сила. Напруга
- •§ 45. Закон Ома
- •§ 46. Послідовне і паралельне з'єднання провідників. Правила Кірхгофа
- •При послідовному з'єднанні повний опір кола дорівнює сумі опорів окремих провідників.
- •Правила Кірхгофа для розгалужених кіл
- •§ 47. Робота і потужність струму. Закону Джоуля-Ленца
- •Робота dA електричного струму I, що протікає по нерухомому провідникові з опором r, перетвориться в теплоту dQ, що виділяється в провіднику.
- •§ 48. Класична теорія електропровідності металів
- •Закон Ома
- •Закон Джоуля-Ленца.
- •Нині ведуться інтенсивні роботи по пошуку нових речовин з ще вищими значеннями Tкр.
- •Тема 10 Магнітне поле і його характеристики.
- •§49. Закон Ампера. Взаємодія паралельних струмів
- •§ 50. Закон Біо - Савара - Лапласа
- •§ 51. Теорема про циркуляцію вектора індукції магнітного поля
- •§ 52. Сила Лоренца
- •Тема 11
- •§ 53. Магнітне поле в речовині
- •Тема 12 Електромагнітна індукція
- •§ 54. Явище електромагнітної індукції. Правило Ленца
- •§ 55. Самоіндукція. Енергія магнітного поля
- •Енергія магнітного поля
- •Література
- •Тема 1
- •Національна металургійна академія України
- •49600, Г. Дніпропетровськ 5, пр. Гагаріна, 4
- •Редакційно-видавничий відділ нМетАу
Вступ Що вивчає фізика
Повітря, вода, земля, люди, рослини, тварини, планети, Сонце, зірки - весь світ, що оточує нас, називається природою. Людина вносить в природу зміни завдяки своєму розуму і праці. В результаті пізнання людиною природи виникли науки.
Вивчаючи зміни, що відбуваються в природі, учені встановили, що усі вони відбуваються закономірно, тобто завжди існує яка-небудь причина явища. Наприклад, причиною падіння на Землю різних предметів являється протягування їх Землею. Зміна дня і ночі пояснюється обертанням Землі навколо своєї осі. Поява на небі веселки пояснюється відхиленням світлових променів дощовими краплями або краплями в хмарах.
Мета наук про природу - відкрити, вивчити її закони і використовувати їх для потреб людей. Науки про природу увесь час розвиваються. Ми все повніше і глибше пізнаємо явища природи і знаходимо їм все більше практичних застосувань.
Фізика - одна з наук про природу. Слово фізика походить від грецького слова фюзис, що означає природа. У фізиці вивчають механічні, теплові, електричні, світлові явища. Усі ці явища називаються фізичні. Танення льоду, кипіння води, падіння каменю, світіння розжареного заліза - це приклади різних фізичних явищ.
Існують і інші науки, які вивчають природу, такі, як хімія, астрономія, географія, ботаніка, зоологія. Усі ці науки застосовують закони фізики. У географії, наприклад, їх застосовують для пояснення клімату, течії річок, утворення вітрів. У зоології з їх допомогою пояснюють, як відбувається рух тварин на землі, риб у воді, як різні тварини видають і сприймають звуки, як влаштовані їх органи зору і багато що інше.
Фізика - одна з самих стародавніх наук. Одними з перших фізиками були античні учені, що жили за декілька сотень років до нашої ери. Вони уперше намагалися пояснити спостережувані явища природи.
Найвидатнішим із стародавніх учених був Аристотель (384-322 рр. до н.е.), який і ввів в науку слово фізика. Його "Фізика" (у 8 книгах) на довгий час визначала загальний фізичний світогляд.
Усе, що відкрито і вивчено у фізиці, є результат наполегливої праці багатьох вчених різних країн і народів.
Фізичні величини. Вимір фізичних величин
Кожен знає, що лід в теплому приміщенні тане, вода на морозі замерзає, магніт притягує залізні предмети і так далі. Звідки з'явилися ці знання? Багато знань здобуто людьми з власних спостережень. Саме завдяки спостереженням накопичилися багато знань про природу.
Учені теж добувають знання із спостережень. Крім того, вони проробляють спеціальні досліди. Наукові досліди завжди ставлять обдумано, з певною метою.
Спостереження і досліди - джерела фізичних знань.
Щоб отримати наукові знання про світ, що оточує нас, потрібно ще обдумати і пояснити результати виконуваних дослідів, знайти причини спостережуваних явищ.
Для виконання дослідів потрібні різні фізичні прилади. Одні прилади призначені для нескладних вимірів. До них відносяться, наприклад, вимірювальна лінійка, вимірювальний циліндр. Є і складніші вимірювальні прилади: амперметр, вольтметр, термометр.
По мірі розвитку фізики і техніки прилади удосконалилися і ускладнювалися.
Щоб отримати точніші знання про фізичні явища, треба під час досліду проводити виміри. Фізичними величинами є: довжина, площа, час, швидкість, маса, температура, сила та ін.
Фізичну величину завжди можна виміряти.
Виміряти фізичну величину - означає порівняти її з однорідною величиною, прийнятою за одиницю цієї величини. Так, наприклад, виміряти довжину столу - означає порівняти її з іншою довжиною прийнятої за одиницю довжини, наприклад метром. В результаті виміру величини набувають її чисельного значення, вираженого в прийнятих одиницях. Для кожної фізичної величини прийняті свої одиниці. Для виміру площі - квадратний метр (1м2), для виміру часу секунда (1с), для виміру сили електричного струму ампер (1 А) і так далі. Для зручності усі країни світу прагнуть користуватися однаковими фізичними величинами.