- •Миколаїв 2008
- •Рецензент: д.Ф.-м.Н., професор і.О. Муленко Вступ
- •1. Механіка
- •1.1 Кінематика поступального і обертального руху Система відліку. Траєкторія, шлях, переміщення.
- •Лінійна швидкість.
- •Лінійне прискорення.
- •Види поступального руху:
- •Кінематика обертального руху.
- •Зв'язок лінійних і кутових характеристик руху.
- •Приклади розв'язування задач.
- •Задачі для самостійної роботи.
- •1.2. Динаміка матеріальної точки. Перший закон Ньютона.
- •Механічні системи.
- •Імпульс.
- •Другий закон Ньютона.
- •Принцип незалежності дії сил.
- •Третій закон Ньютона.
- •Закон збереження імпульсу.
- •Закон руху центру мас.
- •Сили в механіці.
- •Робота, енергія, потужність.
- •Кінетична енергія.
- •Потенціальна енергія.
- •Закон збереження енергії.
- •Зіткнення.
- •Поле сил тяжіння.
- •Космічні швидкості.
- •Приклади розв'язування задач.
- •Задачі для самостійної роботи.
- •Робота сили. Закони збереження
- •1.3. Механіка твердого тіла Момент інерції.
- •Момент сили.
- •Момент імпульсу.
- •Основний закон динаміки обертального руху.
- •Кінетична енергія обертання.
- •Основні величини і співвідношення для поступального і обертального руху.
- •Приклади розв'язування задач.
- •Задачі для самостійної роботи. Основний закон динаміки твердого тіла.
- •Енергія обертального руху. Закони збереження
- •2. Молекулярна фізика та термодинаміка
- •2.1 Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів. Рівняння стану ідеального газу. Перший закон термодинаміки. Статистичний і термодинамічний методи дослідження.
- •Термодинамічна система.
- •Ідеальний газ.
- •Закон Бойля-Маріотта.
- •Закон Авогадро.
- •Закон Дальтона.
- •Закон Гей-Люссака.
- •Рівняння стану ідеального газу.
- •Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів.
- •Закон Максвелла про розподіл молекул ідеального газу по швидкостям.
- •Барометрична формула.
- •Внутрішня енергія термодинамічної системи.
- •Число степенів вільності.
- •Перший закон термодинаміки.
- •Теплоємність.
- •Приклади розв'язання задач.
- •Задачі для самостійної роботи.
- •2.2 Адіабатний процес. Робота газу при різних процесах Явища переносу. Робота газу при його розширенні.
- •Адіабатичний процес. Рівняння Пуассона.
- •Робота газу в адіабатичному процесі.
- •Політропічні процеси.
- •Середня довжина вільного пробігу молекул.
- •Явища переносу.
- •Теплопровідність.
- •Дифузія.
- •Внутрішнє тертя (в’язкість).
- •К руговий процес (цикл).
- •Ккд кругового процесу. Цикл Карно.
- •Приклади розв'язання задач.
- •Задачі для самостійної роботи.
- •2.3 Другий закон термодинаміки. Рідини. Ентропія.
- •Статистичне тлумачення ентропії.
- •Другий закон термодинаміки.
- •Третій закон термодинаміки.
- •Реальні гази, рідини та тверді тіла.
- •Рівняння Ван-дер-Ваальса.
- •Внутрішня енергія реального газу.
- •Рідини та їх опис.
- •Поверхневий натяг.
- •Змочування.
- •Тиск під скривленою поверхнею рідини.
- •Капілярні явища.
- •Приклади розв'язання задач.
- •Задачі для самостійної роботи.
- •Додатки
- •1. Вектор.
- •9. Градієнт.
- •Основні фізичні постійні
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет кораблебудування
імені адмірала Макарова
М.В.Ушкац, С.С.Коваль
МЕХАНІКА. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА
Навчальний посібник для індивідуальної роботи з курсу фізики
Під редакцією О.О. Мочалова
Миколаїв 2008
УДК 530
Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка: Методичний посібник для індивідуальної роботи з курсу фізики / М.В. Ушкац, С.С. Коваль; Під ред. О.О. Мочалова – Миколаїв: НУК, 2008. – 214 с.
Кафедра фізики
Посібник містить теоретичні відомості і задачі з прикладами розв’язування для індивідуальної роботи при вивченні розділів загального курсу фізики „Механіка” та „Молекулярна фізика і термодинаміка”.
Посібник призначений для студентів технічних спеціальностей.
В підборі задач приймали участь викладачі кафедри фізики НУК: О.О.Таранчук, М.В. Ушкац, А.Д. Кулік розділ „Механіка”, Коваль Н.І., Коваль С.С., Л.І. Стратієнко розділ „Молекулярна фізика і термодинаміка”.
Рецензент: д.Ф.-м.Н., професор і.О. Муленко Вступ
Фізика — це наука, що вивчає загальні властивості руху речовини і поля.
(А.І.Іоффе).
Фізика — наука про прості форми руху матерії і відповідні їм найбільш загальні закони природи. Форми руху матерії (механічна, теплова, електрична, магнітна і т.д.), що вивчаються фізикою, є складовими усіх відомих форм руху матерії (хімічних, біологічних і ін.), тому фізика є основою для інших природних наук (астрономія, біологія, хімія, геологія і ін.).
Фізика — база для створення нових галузей техніки — фундаментальна основа підготовки інженера.
У своїй основі фізика — експериментальна наука: її закони базуються на фактах, встановлених дослідним шляхом. В результаті узагальнення експериментальних фактів встановлюються фізичні закони — стійкі об'єктивні закономірності, що повторюються, існують в природі, що встановлюють зв'язок між фізичними величинами.
Для встановлення кількісних співвідношень між фізичними величинами їх необхідно вимірювати, тобто порівнювати їх з відповідними еталонами. Для цього вводиться система одиниць, яка постулювала основні одиниці фізичних величин і на їх базі визначає одиниці решти фізичних величин, які називаються похідними одиницями.
Міжнародна Система одиниць (СІ ) (System International — SI).
Основні одиниці:
Метр (м) — довжина шляху, прохідного світлом у вакуумі за с.
Кілограм (кг) — маса, рівна масі міжнародного прототипу кілограма (платиноірідьового циліндра, що зберігається в Міжнародному бюро мір та вагів у Севрі, поблизу Парижа).
Секунда (с) — час, рівний 9192 631 770 періодам випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.
Ампер (А) — сила струму, що не змінюється, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і нікчемно малого поперечного перетину, розташованих у вакуумі на відстані 1 метр один від одного, створює між цими провідниками силу, рівну Ньютона на кожен метр довжини.
Кельвін (К) — частина термодинамічної температури потрійної точки води.
Моль (моль) — кількість речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки атомів міститься в 12г ізотопу вуглецю 12С.
Кандела (кд) — сила світла в заданому напрямі джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою 540-1012 герц, енергетична сила світла якого в цьому напрямі складає Вт/ср.
Додаткові одиниці системи СІ:
Радіан (рад) — кут між двома радіусами кола, довжина дуги між якими рівна радіусу.
Стерадіан (ср) — тілесний кут з вершиною в центрі сфери, що вирізує на поверхні сфери площу, рівну площі квадрата із стороною рівної радіусу сфери.
Похідні одиниці встановлюються на основі фізичних законів, що пов'язують їх з основними одиницями. Наприклад, похідна одиниця швидкості (1 м/с) виходить з формули рівномірного прямолінійного руху .