Физические основы классической механики. Основы электромагнетизма - Курс лекций

Дать строгое определение предмета физики довольно сложно, т.к. границы между физикой и рядом смежных дисциплин условны. Иоффе (1880-1960; сов.физик) дано такое определение физики: "Физика - это наука, изучающая общие свойства и законы движения вещества и поля". Физика выросла из потребностей техники (развитие механики у древних греков, например, было вызвано запросами строительной и военной техники того времени), и техника зачастую определяет тематику физических исследований (например, в свое время задача создания наиболее экономичных тепловых двигателей вызвала бурное развитие термодинамики). Бурный темп развития физики, растущие связи ее с техникой указывают на двоякую роль курса физики в ВУЗЕ: с одной стороны, это фундаментальная база для теоретической подготовки специалиста, с другой - это формирование диалектико-материалистического и научного мировоззрения. Пользуясь только наблюдением, установить влияние каждого ив этих условий на падение тел нужно проделать опыт, т.е. осуществить падение тел в безвоздушном пространстве, тогда будет видно, что лист падает так же, как и монета, а различия их движения в воздухе объясняются разным соотношением между массой и сопротивлением воздуха для этих тел.Механика - часть физики, которая изучает простейшую и наиболее общую форму движения материи, заключающуюся в перемещении тел иди частей тела относительно друг друга и называемую механическим движением. Ньютоном, Механика Галилея-Ньютона называется классической и изучает законы движения макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света. Законы движения макроскопических тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света, изучаются теорией относительности, сформулированной А.Эйнштейном. Кинематика изучает движение тел, не рассматривая те причины, которые это движение обусловливают. Динамика изучает законы движения тел и те причины, которые вызывают или изменяют это движение.В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным. а) Равномерное прямолинейное движение - это такое происходящее по прямолинейной траектории движение, при котором тело (материальная точка) за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения (Dг). Скорость равномерного прямолинейного движения равна V= Dr/Dt - отношению перемещения тела к промежутку времени, в течение которого было совершено это перемещение. Направление V в прямолинейном движении совпадают с направлением Dг, Из определения равномерного прямолинейного движения следует, что скорость такого движения является величиной постоянной, т.е. Пусть ось ОХ системы координат; связанной с системой отсчета, совпадает с прямой, вдоль которой движется тело, а Хо - координата начальной точки движения. Из формулы [3] видно, что для нахождения положения тела (материальной точки) в любой момент времени при прямолинейном равномерном движении нужно знать начальную координату тела (точки) Хо и проекцию вектора скорости на ось, вдоль которой движется тело.Поэтому достаточно определить движение одной из точек тела (например, центра инерции) для того, чтобы охарактеризовать полностью движение всего тела. V =dr/dt=drn/dt=drв/dt = Vo V" , V" - скорость относительно данной оси вращения, где Vo - скорость поступательного движения (одинаковва для всех точек тела ), V" - различная для разных точек тела скорость обусловленная вращением. Моментом инерции системы (тела) относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведений масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси. Если известен момент инерции тела относительно оси, проходящей через его центр масс, то момент инерции, относительно любой другой параллельной оси определяется теоремой Штейнера J=Jc md2 : момент инерции тела J относительно любой оси вращения равен моменту инерции Jc относительно параллельной оси, проходящей через центр масс С тела, сложенному с произведением массы тела на квадрат расстояния d между осями. Если тело, закрепленное на оси, приводится во вращение какой либо системой, то кинетическая энергия вращения возрастает на величину затраченной работы.Классическая механика, основывающаяся на законах Ньютона, является механикой тел больших (по сравнению с массой атомов) масс, движущихся с малыми скоростями (по сравнению со скоростью света). Первый закон Ньютона: всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не заставит изменить ее это состояние. При движении тело тем дольше сохраняет свою скорость, чем слабее на него действуют другие тела: например, скользящий по поверхности камень тем дольше движется, чем ровнее поверхность, то есть, чем меньше на него воздействие этой поверхности. Итак, сила - это векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей, в результате которого тело получает ускорение или изменяет свою форму и размеры (

Содержание

1. Физические основы классической механики

1.1 Введение в курс физики. Система единиц измерения. Системы отсчета

1.2 Основные понятия механики

1.3 Кинематика материальной точки

1.4 Механика твердого тела

1.5 Основы динамики

1.6 Основы равновесия тел

1.7 Законы сохранения в механике

1.8 Механические колебания и волны

2. Основы электромагнетизма

2.1 Основы электричества

2.2 Основы магнетизма Электромагнитные явления

3. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц. Современная физическая картина мира

Литература

1. Физические основы классической механики