PROGRAMMA
un corso innovativo di fisica generale per gli studenti della Facoltà di Fisica (1 semestre, sezione "MECCANICA")
I commenti sui singoli argomenti del corso sono riportati in formato pdf– per leggere e stampare una copia cartacea utilizzando il programma Acrobat Reader. Le simulazioni al computer (applet Java) vengono eseguite direttamente nel browser.
Argomento 1: Introduzione. Principi di fisica classica
Introduzione. Il posto della fisica tra Scienze naturali. Correlazione tra esperimento e teoria in fisica. L'esperienza come fonte di conoscenza e criterio di verità. Potere euristico delle teorie fisiche. Limiti di applicabilità delle teorie fisiche. Il principio di conformità. Astrazioni della meccanica classica. Assolutizzazione processo fisico(indipendenza dai mezzi di osservazione) e la possibilità di dettagli illimitati della sua descrizione. Relazioni di incertezza e limiti di applicabilità della descrizione classica. Il ruolo della matematica nella fisica. La differenza tra i concetti di cui si occupa la matematica pura e scienza sperimentale. Modelli fisici e astrazioni.
- Commento al tema “Introduzione. Principi di fisica classica” (7 pagine)
Argomento 2: spazio e tempo. Sistemi di riferimento e sistemi di coordinate
Misure di intervalli temporali e distanze spaziali. Standard moderni di tempo e lunghezza. Le idee classiche (non relativistiche) su spazio e tempo sono ipotesi sulla natura assoluta della simultaneità di eventi, intervalli di tempo e distanze spaziali. proprietà dello spazio e del tempo. uniformità del tempo. Omogeneità e isotropia dello spazio. Correlazione tra geometria euclidea e geometria dello spazio fisico reale. Sistema di riferimento.
- (5 pagine)
Sistemi di coordinate. Collegamento delle coordinate cilindriche e sferiche con quelle cartesiane. Elemento di lunghezza in coordinate curvilinee. Vettori unitari (orts) per coordinate cartesiane, cilindriche e sferiche. Trasformazione delle coordinate del punto durante il passaggio da un sistema di coordinate a un altro.
Argomento 3: Cinematica di un punto materiale.
modelli fisici. Esempi di oggetti idealizzati e astrazioni usati in fisica. Punto materiale come modello fisico. Movimento meccanico e sua descrizione. Il tema della cinematica. Concetti base della cinematica di un punto materiale. Vettore del raggio. Mossa. Traiettoria. Sentiero. Velocità media. Velocità. Il vettore velocità come derivata del vettore raggio. Direzione del vettore velocità e traiettoria. Odografo vettoriale di velocità. Accelerazione. Accelerazione durante il moto curvilineo. Centro di curvatura e raggio di curvatura del percorso. Scomposizione dell'accelerazione in componente normale e tangenziale.
- Commento al tema “Spazio e tempo. Cinematica di un punto materiale” (5 pagine)
Forma coordinata della descrizione del movimento. Determinazione della velocità e dell'accelerazione in base alla data dipendenza delle coordinate dal tempo. Determinazione delle coordinate in base alla data dipendenza della velocità dal tempo. Movimento in presenza di connessioni. Moto curvilineo unidimensionale. Il numero di gradi di libertà di un sistema meccanico.
Argomento 4: Fondamenti della dinamica classica di un punto materiale
Fondamenti di dinamica. Prima legge di Newton e suo contenuto fisico. Equivalenza dinamica dello stato di quiete e del movimento a velocità costante. Collegamento della legge d'inerzia con il principio di relatività. La seconda legge di Newton. Forza e movimento meccanico. L'essenza fisica del concetto di forza in meccanica. Forze di diversa natura fisica e interazioni fondamentali in fisica. Proprietà della forza e metodi di misura delle forze. Il concetto di massa inerziale. Metodi per misurare la massa. Il contenuto fisico della seconda legge di Newton. Azione simultanea di più forze e principio di sovrapposizione. Interazione dei corpi e terza legge di Newton. Lo schema logico delle leggi di Newton e le diverse possibilità della sua costruzione.
- Commento all'argomento "Fondamenti di dinamica classica" (7 pagine)
Tema 5: Problemi diretti e inversi di dinamica. Integrazione delle equazioni del moto
La seconda legge di Newton come equazione fondamentale della dinamica di un punto materiale. Il concetto di stato meccanico. Il compito diretto della dinamica è la determinazione delle forze da un movimento noto. Trovare la legge di gravità dalle leggi di Keplero. Il problema inverso della dinamica è la determinazione del moto mediante forze note e lo stato iniziale. Esempi di integrazione delle equazioni del moto (moto delle particelle in un campo omogeneo costante e dipendente dal tempo, moto in un mezzo viscoso, moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme e in campi elettrici e incrociati campi magnetici, moto sotto l'azione di forze che dipendono dalla posizione della particella - un oscillatore spaziale e un campo di Coulomb).
Algoritmi per l'integrazione numerica delle equazioni del moto. Movimento di un punto materiale in presenza di connessioni. Forze di reazione di connessioni ideali.
Argomento 6: Grandezze fisiche e sistemi di unità. Analisi dimensionale
Misure in fisica. Requisiti standard quantità fisica. Unità di grandezze fisiche. Sistemi di unità in meccanica. Principi di costruzione di sistemi di unità. Unità di base e derivate. Standard. La dimensione di una grandezza fisica. Un metodo di analisi dimensionale e la sua applicazione in problemi fisici.
- Commento all'argomento “Quantezze fisiche e sistemi di unità. Analisi dimensionale” (8 pagine)
Tema 7: Tema: Prerequisiti e postulati della teoria privata della relatività
Sistemi di riferimento inerziali. Equivalenza fisica sistemi inerziali riferimento (principio di relatività). Trasformazioni galileiane e trasformazioni di velocità. La natura limitata delle idee classiche su spazio e tempo. Principio di relatività ed elettrodinamica. Fatti sperimentali che testimoniano la natura universale della velocità della luce nel vuoto. La relatività particolare è una teoria fisica dello spazio e del tempo. Postulati della teoria della relatività e loro contenuto fisico.
- Commento al tema "Prerequisiti e postulati della teoria privata della relatività" (4 pagine)
Argomento 8: Cinematica relativistica
Misura di intervalli di tempo e distanze spaziali dal punto di vista della teoria della relatività. Il concetto di evento. La relatività della simultaneità degli eventi. Sincronizzazione dell'orologio. Trasformazione degli intervalli di tempo tra gli eventi durante la transizione ad un altro quadro di riferimento. Il proprio tempo. Conferma sperimentale della legge relativistica della trasformazione degli intervalli di tempo. Relatività delle distanze spaziali tra gli eventi. propria lunghezza. Contrazione di Lorentz come conseguenza dei postulati della teoria della relatività. Effetto Doppler relativistico.
- Commento sull'argomento "Cinematica relativistica" (8 pagine)
Argomento 9: Trasformazioni di Lorentz e conseguenze da esse
Trasformazioni di Lorentz. Legge relativistica della trasformazione della velocità. Velocità relativa e velocità di avvicinamento. aberrazione della luce. Conseguenze cinematiche delle trasformazioni di Lorentz.
- Commento sull'argomento "Le trasformazioni di Lorentz e le loro conseguenze" (7 pagine)
Argomento 10: Geometria dello spazio-tempo
Intervallo tra gli eventi. Interpretazione geometrica delle trasformazioni di Lorentz. Spazio-tempo quadridimensionale di Minkowski. Cono di luce. linee del mondo. Intervalli temporali e spaziali tra gli eventi. Causalità e classificazione degli intervalli. Passato assoluto, futuro assoluto e assolutamente distante. Interpretazione della relatività della simultaneità degli eventi, della relatività degli intervalli di tempo e delle distanze mediante i diagrammi di Minkowski. Quadrivettori nello spazio di Minkowski. Il raggio vettore 4D dell'evento.
- Commento sul tema "Geometria spazio-temporale" (11 pagine)
Tema 11: Fondamenti di dinamica relativistica
Momento relativistico di una particella. Energia relativistica. Energia cinetica ed energia a riposo. Massa ed energia. Equivalenza di energia e massa relativistica. Energia di legame nuclei atomici. Trasformazioni dell'energia a riposo nelle reazioni nucleari. Reazioni di fissione di nuclei pesanti e sintesi di nuclei leggeri. Relazione tra energia e quantità di moto di una particella. Trasformazione dell'energia e della quantità di moto di una particella durante la transizione a un altro sistema di riferimento. L'energia-impulso quadrivettoriale di una particella. Compiti semplici dinamiche relativistiche. Il moto di una particella in un campo uniforme e costante, il moto di una particella carica in un campo magnetico uniforme.
- Commento al tema "Fondamenti di dinamica relativistica" (10 pagine)
Argomento 12: Momento, momento angolare, energia. Leggi di conservazione
Impulso di un punto materiale e legge del suo cambiamento. Impulso di forza. Momento angolare di un punto materiale. Momento di potere. La legge di variazione del momento angolare. Conservazione del momento angolare quando una particella si muove in un campo di forza centrale. Velocità settoriale e legge dell'area (seconda legge di Keplero).
- Commento sull'argomento "Momento angolare e velocità settoriale" (2 pagine)
Energia meccanica di un punto materiale. La legge del cambiamento nell'energia meccanica di una particella quando si muove in un potenziale campo di forza. Sistemi meccanici dissipativi e conservativi. Il lavoro delle forze di reazione dei legami ideali. Relazione tra la conservazione dell'energia meccanica di un sistema conservativo e la reversibilità del suo moto nel tempo e con l'omogeneità del tempo. Esempi di applicazione della legge di conservazione dell'energia meccanica a problemi fisici.
Tema 13: Dinamica del sistema dei punti materiali
Centro di massa del sistema. Momento del sistema particellare. Relazione tra la quantità di moto del sistema e la velocità del centro di massa. Forze esterne ed interne. La legge del cambiamento di quantità di moto del sistema. conservazione della quantità di moto sistema chiuso corpi interagenti. La legge del moto del centro di massa. Movimento di un corpo di massa variabile. Equazione di Meshchersky. Propulsione a jet. Formula di Ciolkovskij. L'idea di razzi multistadio. Il problema dei due corpi. Massa ridotta.
Il momento angolare del sistema tel. Relazione del momento angolare del sistema in sistemi diversi riferimento e relativamente punti diversi. La legge di variazione del momento angolare del sistema di corpi interagenti. Momenti di forze interne ed esterne. L'equazione dei momenti relativi a un palo in movimento. Conservazione del momento angolare di un sistema chiuso.
Leggi di conservazione e principi di simmetria in fisica. Collegamento delle leggi di conservazione per un sistema chiuso di corpi con le proprietà di simmetria dello spazio fisico. Conservazione della quantità di moto e omogeneità dello spazio. Conservazione del momento angolare e isotropia dello spazio.
Tema 14: Energia di un sistema meccanico. Collisioni di particelle
Energia cinetica di un sistema di particelle. Scomposizione dell'energia cinetica del sistema nella somma dell'energia cinetica del sistema nel suo insieme e dell'energia cinetica del moto relativo al centro di massa. Urti anelastici ed energia cinetica del moto relativo. Il cambiamento nell'energia cinetica del sistema e il lavoro di tutte le forze che agiscono sulle particelle incluse in esso.
Forze potenziali di interazione tra le particelle del sistema. Il lavoro delle forze potenziali esterne e interne quando si modifica la configurazione del sistema. Energia potenziale delle particelle in un campo esterno ed energia potenziale di interazione delle particelle del sistema. Energia meccanica di un sistema di corpi interagenti e legge del suo mutamento. Sistemi conservativi e dissipativi di corpi interagenti. Conservazione dell'energia e reversibilità del moto.
- Simulazione al computer ("Movimenti notevoli nei sistemi a tre corpi")
Argomento 15: Gravità. Movimento sotto l'influenza delle forze gravitazionali. Dinamiche spaziali
Interazione gravitazionale. Legge gravità. massa gravitazionale. L'intensità del campo gravitazionale. Il principio di sovrapposizione. Linee di forza e flusso di intensità del campo gravitazionale. Continuità linee di forza. Teorema di Gauss. Il campo gravitazionale di un guscio sferico e di una palla solida. Interazione gravitazionale di corpi sferici. Determinazione sperimentale della costante gravitazionale. Esperienza di Cavendish. Energia potenziale di un punto in un campo gravitazionale. Energia gravitazionale di un corpo sferico.
Movimento in un campo gravitazionale. Leggi del moto di pianeti, comete e satelliti artificiali. Le leggi di Keplero. Odografo vettoriale di velocità. Applicazione delle leggi di conservazione dell'energia e del momento angolare allo studio del moto kepleriano. velocità spaziali. velocità circolare. velocità di rilascio.
- Commento all'argomento “Moto nel campo gravitazionale. Space Dynamics” (13 pagine)
Moti kepleriani perturbati. Influenza della frenata atmosferica e della forma del pianeta sull'orbita di un satellite artificiale. precessione dell'orbita equatoriale.
Problema dei tre corpi – soluzioni particolari esatte e soluzioni approssimate (sezioni coniche coniugate). La sfera di azione gravitazionale del pianeta. Fondamenti di dinamica spaziale. Terza e quarta velocità cosmica.
- Simulazione al computer ("Movimenti notevoli nei sistemi a tre corpi")
Argomento 16: Cinematica assolutamente corpo solido
Il numero di gradi di libertà di un corpo rigido. Traslazione e rotazione parallele. Teorema di Eulero. Angoli di Eulero. Particolari tipi di moto di un corpo rigido. Movimento progressivo. Rotazione attorno ad un asse fisso. Movimento a vite. Moto piano di un corpo rigido. Scomposizione del moto piano in moto traslatorio e rotazione. Vettore di velocità angolare. Asse di rotazione istantaneo. Espressione della velocità lineare dei punti di un corpo rigido in termini di raggio vettore e vettore della velocità angolare. Accelerazione di punti di un corpo rigido. Rotazione attorno a un punto fisso. Aggiunta di rotazioni. Scomposizione della velocità angolare in componenti. Caso generale di moto di un corpo rigido.
Argomento 17: Fondamenti di dinamica del corpo rigido
Momenti delle forze esterne e condizioni di equilibrio (statica). Trovare forze di reazione e sistemi staticamente indeterminati. Il principio dei movimenti virtuali.
Dinamica di rotazione attorno ad un asse fisso. Momento d'inerzia. Momenti d'inerzia di corpi omogenei (asta, disco, sfera, cono, barra, ecc.). Momenti d'inerzia rispetto ad assi paralleli (teorema di Huygens-Steiner). Energia cinetica di un corpo rigido in rotazione. pendolo fisico. Lunghezza e centro di oscillazione ridotti. proprietà di reversibilità.
Dinamica del moto piano di un corpo rigido. Applicazione dell'equazione dei momenti rispetto ad un palo in movimento. Far rotolare un cilindro lungo un piano inclinato. Il pendolo di Maxwell. Energia cinetica di un corpo rigido in moto piano.
Argomento 18: Rotazione libera di un piano simmetrico
Momento di un corpo assolutamente rigido e sua connessione con il vettore velocità angolare. Tensore d'inerzia. Principali assi di inerzia. Rotazione libera attorno agli assi principali di inerzia. Stabilità di rotazione libera attorno agli assi principali di inerzia. Rotazione libera di un piano simmetrico. Precessione regolare (nutazione). Interpretazione geometrica della libera precessione per un piano simmetrico prolato e appiattito. Assoidi mobili e immobili.
Leggi del moto in sistemi di riferimento non inerziali. Forze d'inerzia in sistemi non inerziali in moto progressivo. Il principio di relatività, la prima legge di Newton e l'origine delle forze d'inerzia. Sistemi di riferimento in caduta libera in un campo gravitazionale. Assenza di gravità. Il principio di equivalenza. Proporzionalità delle masse inerziali e gravitazionali. Esperienze di Galileo, Newton, Bessel, Eötvös e Dicke. Carattere locale del principio di equivalenza. Forze di marea in un campo gravitazionale disomogeneo.
- Commento all'argomento “Forze di inerzia e gravitazione. Il principio di equivalenza. (6 pagg.)
Argomento 21: Sistemi di riferimento rotanti
Leggi del moto in sistemi di riferimento rotanti. Accelerazioni aggressive e di Coriolis. Forze d'inerzia centrifughe e di Coriolis. Deviazione di un filo a piombo dalla direzione verso il centro della Terra. Dinamica del moto di un punto materiale vicino alla superficie terrestre, tenendo conto della rotazione terrestre. Integrazione di equazioni movimento Libero metodo delle approssimazioni successive. Deviazione dalla verticale di un corpo in caduta libera. Pendolo di Foucault. Velocità angolare di rotazione del piano oscillante al polo e in un punto arbitrario sulla Terra.
Tema 22: Fondamenti di meccanica dei corpi deformabili
Deformazioni di un continuo. Deformazione omogenea e disomogenea. Deformazione elastica e plastica. Limite elastico e deformazioni residue. Deformazioni e sollecitazioni meccaniche. Costanti elastiche. Legge di Hooke.
Tipi di deformazioni elastiche. Tensione e compressione uniassiali. Modulo di Young e coefficiente di Poisson. deformazione a flessione. Energia del corpo elasticamente deformato. Sovrapposizione di deformazioni. Deformazione a taglio. Relazione del modulo di taglio del materiale con il modulo di Young e il rapporto di Poisson.
Deformazione torsionale di un'asta cilindrica (filetto elastico). Modulo di torsione. Deformazione della compressione a tutto tondo (idrostatica). Espressione del modulo di compressione in termini di modulo di Young e coefficiente di Poisson.
Argomento 23: Meccanica dei liquidi e dei gas
Le leggi dell'idrostatica. Pressione nei liquidi e nei gas. Forze di massa e di superficie. Idrostatica di un fluido incomprimibile. Equilibrio di liquidi e gas in un campo gravitazionale. formula barometrica. Equilibrio di un corpo in un liquido e in un gas. Stabilità dell'equilibrio. Nuoto tel. Stabilità del nuoto. Metacentro.
Flusso di fluido stazionario. Campo di velocità di un fluido in movimento. Linee e tubi di corrente. Equazione di continuità. Liquido ideale. Legge di Bernoulli. pressione dinamica. Fluido che fuoriesce da un foro. Formula di Torricelli. Viscosità di un liquido. Moto laminare stazionario di un fluido viscoso attraverso un tubo. Formula Poiseuille. Moto laminare e moto turbolento. Numero di Reynolds. somiglianza idrodinamica. Flusso attorno a corpi con liquidi e gas. Forza di trascinamento e sollevamento. Il paradosso di d'Alembert. Separazione del flusso e formazione di vortici. Sollevamento dell'ala dell'aereo. Effetto magnus.
Argomento 24: Fondamenti di fisica delle vibrazioni
Fluttuazioni. Il tema della teoria delle oscillazioni. Classificazione delle oscillazioni in base alle caratteristiche cinematiche. Classificazione in base alla natura fisica dei processi. Classificazione secondo il metodo di eccitazione (naturale, forzata, parametrica e autooscillazioni). Cinematica dell'oscillazione armonica. Diagrammi vettoriali. Relazione di oscillazione armonica e moto uniforme intorno alla circonferenza. Aggiunta vibrazioni armoniche. batte. Figure di Lissajous.
Vibrazioni naturali di un oscillatore armonico. Trasformazioni di energia durante le vibrazioni. Ritratto di fase di un oscillatore lineare. Isocronismo di un oscillatore lineare. Smorzamento delle vibrazioni sotto attrito viscoso. Decremento dell'attenuazione. Fattore Q. Smorzamento critico. modalità aperiodica. Smorzamento delle oscillazioni nell'attrito secco. Zona di stagnazione. Errori degli strumenti di misurazione del puntatore.
Portiamo alla vostra attenzione un corso di lezioni di fisica generale tenuto presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca ( Università Statale). Il MIPT è una delle principali università russe che forma specialisti nel campo della fisica teorica e applicata e della matematica. Il MIPT si trova nella città di Dolgoprudny (regione di Mosca), mentre parte degli edifici universitari si trovano geograficamente a Mosca e Zhukovsky. Una delle 29 università di ricerca nazionali.
Una caratteristica distintiva del processo educativo del MIPT è il cosiddetto "sistema Phystech", finalizzato alla formazione di scienziati e ingegneri per lavorare nei più recenti campi della scienza. La maggior parte degli studenti studia nella direzione di "Matematica e fisica applicata"
Lezione 1. Concetti base di meccanica
In questa lezione parleremo dei concetti di base della cinematica e del moto curvilineo.
Lezione 2. Le leggi di Newton. Propulsione a jet. Lavoro ed energia
Le leggi di Newton. Peso. Forza. Polso. Propulsione a jet. Equazione di Meshchersky. Equazione di Ciolkovskij. lavoro ed energia. Campo di forza.
Lezione 3. Movimento nel campo delle forze centrali. momento angolare
Campo di forze (continuazione della lezione precedente). Movimento nel campo delle forze centrali. Movimento nel campo delle forze potenziali. Potenziale. Energia potenziale. Moto finito e infinito. Corpo rigido (inizio). centro di inerzia. Momento di potere. momento di impulso.
Lezione 4. Il teorema di Koenig. Collisioni. Concetti di base della relatività ristretta
Teorema di König. centro di inerzia. Massa ridotta. Colpo assolutamente resistente. Impatto anelastico. energia di soglia. Teoria della relatività ristretta (inizio). Fondamenti della teoria della relatività ristretta. Evento. Intervallo. Invarianza di intervallo.
Lezione 5. Effetti relativistici. Meccanica relativistica
Relatività ristretta (continua). Trasformazioni di Lorentz. Meccanica relativistica. Equazione del moto nel caso relativistico.
Lezione 6. Principio di relatività di Einstein.
Relatività ristretta (continua). Principio. Moto rotatorio di un corpo rigido. Campo gravitazionale (inizio). Il teorema di Gauss in un campo gravitazionale.
Lezione 7. Le leggi di Keplero. Momento d'inerzia rispetto all'asse
Campo gravitazionale (continua). Campo a simmetria centrale. Il problema dei due corpi. Le leggi di Keplero. Moto finito e infinito. Corpo rigido (continua). Momento d'inerzia rispetto all'asse.
Lezione 8
Corpo rigido (continua). Momento d'inerzia. Teorema di Eulero sul moto generale di un corpo rigido. Teorema di Huygens-Steiner. Rotazione di un corpo rigido attorno ad un asse fisso. Velocità angolare. rotolamento.
Lezione 9. Tensore ed ellissoide d'inerzia. Giroscopi
Corpo rigido (continua). Corpi rotolanti. Tensore d'inerzia. Ellissoide di inerzia. Principali assi di inerzia. Giroscopi (inizio). Giroscopio a tre stadi. Top con un punto fisso. Il rapporto di base della giroscopia.
Conferenza 10. Rapporto di base della giroscopia. pendolo fisico
Giroscopio (continua). Nutazione. Fluttuazioni (inizio). pendolo fisico. piano di fase. Decremento logaritmico dello smorzamento. fattore di qualità
Lezione 11
Fluttuazioni (continua). vibrazioni smorzate. Attrito secco. Vibrazioni forzate. Sistema oscillatorio. Risonanza. Vibrazioni parametriche.
Lezione 12. Oscillazioni smorzate e non smorzate. Sistemi di riferimento non inerziali
Fluttuazioni (continua). Vibrazioni non smorzate. vibrazioni smorzate. Ritratto di fase. Descrizione dell'onda. Sistemi di riferimento non inerziali (inizio). Forze di inerzia. Sistemi di riferimento rotanti.
Lezione 13 Teoria dell'elasticità
Sistemi di riferimento non inerziali (continua). Espressione per l'accelerazione assoluta di un sistema che si muove arbitrariamente. Pendolo di Foucault. Teoria dell'elasticità (inizio). Legge di Hooke. Modulo di Young. Energia di deformazione elastica dell'asta. Rapporto di Poisson.
Lezione 14. Teoria dell'elasticità (continua). Idrodinamica di un fluido ideale
Teoria dell'elasticità (continua). Allungamento a tutto tondo. Compressione a tutto tondo. Compressione unilaterale. Velocità di propagazione del suono. Idrodinamica (inizio). Equazione di Bernoulli per un fluido ideale. Viscosità.
Lezione 15. Movimento di un fluido viscoso. Effetto magnus
Idrodinamica (continua). Movimento di un fluido viscoso. Forza di attrito viscoso. Flusso del fluido in un tubo tondo. Potenza di flusso. Criterio di flusso laminare. Numero di Reynolds. Formula di Stokes. Flusso d'aria alare. Effetto magnus.
Ci auguriamo che abbiate apprezzato le lezioni di Vladimir Aleksandrovich Ovchinkin, Candidato di Scienze Tecniche, Professore Associato del Dipartimento di Fisica Generale presso l'Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca.
Per riferimento, nel maggio 2016, il MIPT è stato incluso tra le 100 università più prestigiose del mondo dalla rivista britannica Times Higher Education.
Istituto di istruzione di bilancio dello Stato federale
istruzione professionale superiore
"Università statale di costruzione di Rostov"
Approvato
Testa Dipartimento di Fisica
__________________/N.N. Kharabaev/
Sussidio didattico
RIASSUNTO DELLA LEZIONE in fisica
(per tutte le specialità)
Rostov sul Don
Sussidio didattico. Riassunto delle lezioni di fisica (per tutte le specialità). – Rostov n/a: Rost. stato costruisce. un-t, 2012. - 103 p.
Contiene dispense di fisica basate su Guida allo studio TI Trofimova "Corso di fisica" (casa editrice Vysshaya Shkola).
Consiste di quattro parti:
I. Meccanica.
II. Fisica molecolare e termodinamica.
III. elettricità e magnetismo.
IV. Ottica ondulatoria e quantistica.
È destinato a docenti e studenti come supporto teorico per lezioni frontali, esercitazioni e laboratori al fine di raggiungere una più profonda assimilazione dei concetti e delle leggi di base della fisica.
Compilatori: prof. N.N.Kharabaev
Assoc. EV Chebanova
prof. UN. Pavlov
Editor NE Gladkikh
Templan 2012, pos. Firmato per la stampa
Formato 60x84 1/16. Carta da scrivere. Risografo. Uch.-ed.l. 4.0.
Tiratura 100 copie. Ordine
_________________________________________________________
Centro editoriale e editoriale
Università statale di costruzione di Rostov
334022, Rostov sul Don, st. socialista, 162
© Stato di Rostov
edificio universitario, 2012
Parte I. Meccanica
Argomento 1. Cinematica del moto traslatorio e rotatorio. Cinematica del moto traslatorio
Posizione di un punto materiale UN nel sistema di coordinate cartesiane in un dato momento è determinato da tre coordinate X, si E z.z O vettore raggio- un vettore disegnato dall'origine del sistema di coordinate a un dato punto (Fig. 1).
Il moto di un punto materiale è determinato in forma scalare da equazioni cinematiche: x = x(t),y = y(t),z = z(t),
o in forma vettoriale dall'equazione: .
Traiettoria movimento di un punto materiale - una linea descritta da questo punto quando si muove nello spazio. A seconda della forma della traiettoria, il movimento può essere rettilineo o curvilineo.
Un punto materiale, che si muove lungo una traiettoria arbitraria, per un breve periodo di tempo D T spostarsi fuori posizione UN in posizione IN, passando per il sentiero D S, uguale alla lunghezza sezione della traiettoria AB(figura 2).
Riso. 1 fig. 2
Il vettore tracciato dalla posizione iniziale del punto in movimento alla volta T alla posizione finale del punto al tempo (T+ D T), è chiamato in movimento, questo è .
Vettore di velocità mediaè chiamato il rapporto tra lo spostamento e l'intervallo di tempo D T , per cui si è verificato questo movimento:
La direzione del vettore velocità media coincide con la direzione del vettore spostamento.
velocità istantanea(velocità di movimento al tempo T) è chiamato il limite del rapporto tra lo spostamento e l'intervallo di tempo D T, per cui si è verificato questo movimento, quando D T a zero: = ℓim Δt →0 Δ/Δt = d/dt =
Il vettore velocità istantanea è diretto lungo una tangente tracciata in un dato punto rispetto alla traiettoria nella direzione del moto. Quando si cerca un intervallo di tempo D T a zero, il modulo del vettore spostamento tende al valore del percorso D S, quindi il modulo del vettore v può essere determinato tramite il cammino D S: v = ℓim Δt →0 Δs/Δt = ds/dt =
Se la velocità di un punto cambia nel tempo, il tasso di variazione della velocità di un punto è caratterizzato da accelerazione.
Accelerazione media‹a› nell'intervallo di tempo da T Prima ( T+ D T) è una quantità vettoriale pari al rapporto tra la variazione di velocità () e l'intervallo di tempo D T, per cui si è verificato questo cambiamento: =Δ/Δt
Accelerazione istantanea O accelerazione movimento di un punto alla volta Tè chiamato il limite del rapporto tra la variazione di velocità e l'intervallo di tempo D T, per il quale è avvenuta questa modifica, come D T a zero:
,
dove è la derivata prima della funzione rispetto al tempo T,