МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

О.В. Матузаева, В.В. Довгаленко, Е.В. Мирошниченко

Практические занятия по физике

Часть 1

Учебное пособие

Севастополь

СевГУ

2017

М 348

53(075.8)

Р е ц е н з е н т ы:

Л.В. Третьякова – д.ф-м.н., профессор

М.Н. Белая – к.т.н., доцент

Матузаева О.В.

М348 Практические занятия по физике: учеб. пособие для студентов: В 2-х ч. / О.В. Матузаева, В.В. Довгаленко, Е.В. Мирошниченко. – Севастополь: СевГУ, 2017. – 236 с.: ил.

Учебное пособие включает в себя теоретический и практический материал, который отражает содержание первого семестра. Часть 1 содержит варианты задач и рекомендации по их решению. Охватывает разделы «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика», «Электростатика и постоянный ток».

Разработано для оказания методической помощи студентам очной и очно-заочной формы обучения Института ядерной энергии и промышленности при подготовке к практическим занятиям по дисциплине “Физика”.

53(075.8)

Рассмотрено и рекомендовано учебно-методическим советом Института радиоэлектроники и информационной безопасности Севастопольского государственного университета для студентов очной и очно-заочной формы обучения Института ядерной энергии и промышленности при подготовке к занятиям по дисциплине «Физика», протокол № 6 от 6 июля 2016 года.

© Матузаева О.В., Довгаленко В.В,

Мирошниченко Е.В. , 2017

© ФГАОУ ВО «Севастопольский

государственный университет», 2017

Занятие 1

КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Контрольные вопросы для подготовки к занятию

1. Что является предметом изучения кинематики?

2. Дайте определения понятиям: материальная точка, система отсчета, траектория, путь, перемещение, скорость.

3. Что называется поступательным движением твердого тела? Приведите примеры.

4. Каков физический смысл тангенциального и нормального ускорений материальной точки? Как направлены эти ускорения, и по каким формулам определяются их величины?

5. Какое движение называется равнопеременным? По каким формулам определяются ускорение, скорость и путь равнопеременного прямолинейного движения?

6. Что называется вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси?

7. Дайте определение, расчетные формулы и единицы измерения угловых кинематических параметров?

8. Напишите формулы связи между угловыми и линейными кинематическими параметрами.

Краткие теоретические сведения и основные формулы

Кинематика – раздел механики, который изучает механическое движение тел, не рассматривая причин, которые это движение обусловливают.

Материальной точкой называется тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

Движение тела, при котором все его точки движутся одинаково, называется поступательным. При таком движении любая прямая, мысленно проведенная в теле, остается параллельной самой себе.

Система отсчета (СО) – тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени (часы).

Траектория – линия, вдоль которой движется тело. Траектория бывает прямолинейной и криволинейной.

Пройденный путь – длина участка траектории.

Перемещение тела – направленный отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положения тела.

Скорость – векторная физическая величина, характеризующая быстроту и направление движения.

Основная задача кинематики – установление способов задания движение точек или тел и определение соответствующих кинематических характеристик этих движений (траекторий, скорости и ускорения движущихся точек, угловой скорости и углового ускорения вращающихся тел и др.)

Движение материальной точки в общем случае определяется тремя скалярными уравнениями – кинематическими уравнениями движения:

x = x(t), y = y(t), z = z(t).

При таком задании координат величины средней и мгновенной скорости прохождения пути определяются соответственно по формулам

(1.1)

(1.2)

В ектор мгновенной скорости в каждой точке траектории направлен по касательной к ней в сторону движения.

Для нахождения мгновенного ускорения его раскладывают на две составляющих: тангенциальное (или касательное) и нормальное (или центростремительное) _n (рис. 1.1).

Рис. 1.1

Касательное ускорение характеризует измене-ние скорости по величине в единицу времени, оно направлено по касательной к траектории (при  0 в сторону вектора скорости, при  0 в противоположную сторону).

Величина касательного ускорения определяется по формуле

(1.3)

Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению в единицу времени, оно направленно к центру кривизны траектории по радиусу и выражается формулой

(1.4)

где R – радиус кривизны траектории в данной точке.