Справочное руководство по физике (стр. 1 )

СПРАВОЧНОЕ РУКОВОДСТВО
ПО ФИЗИКЕ

Часть 1

Механика, молекулярная физика,

электричество, магнетизм

Ростов-на-Дону 2008

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СПРАВОЧНОЕ РУКОВОДСТВО
ПО ФИЗИКЕ

Часть 1

Механика, молекулярная физика,

электричество, магнетизм

Учебно-методическое пособие

Ростов-на-Дону 2008

УДК 530.1

С 74

Авторы: , ,

,

С 74 Справочное руководство по физике. Ч.1. Механика, молекулярная физика, электричество, магнетизм: Учеб.-метод. пособие. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2008. – 56 с.

Цель пособия – помощь студентам в самостоятельной работе при решении задач, подготовке к экзаменам, а также при подготовке к Интернет-тестированию.

Предназначено для студентов всех специальностей.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Донского государственного технического университета

Научный редактор: д-р техн. наук, проф.

Рецензент: д-р техн. наук, проф.

Ó , ,

, ,

, 2008

Ó Издательский центр ДГТУ, 2008

1. ЭЛЕМЕНТЫ КИНЕМАТИКИ

·  Средняя и мгновенная скорости материальной точки:

где - перемещение точки за время Dt; - радиус-вектор, определяющий положение точки.

·  Для прямолинейного равномерного движения

,

где S – путь, пройденный точкой за время Dt.

·  Среднее и мгновенное ускорения материальной точки:

·  Полное ускорение при криволинейном движении (рис.1):

где - тангенциальная составляющая ускорения, направлена по касательной к траектории; - нормальная составляющая ускорения, направлена вдоль радиуса кривизны (R – радиус кривизны траектории в данной точке)

Рис.1.

Если и , то движение равномерное прямолинейное;

если , а , то движение равнопеременное прямолинейное;

если , а , то равномерное движение по окружности.

·  Путь и скорость для равнопеременного движения материальной точки

где - начальная скорость, знак «плюс» ставится при ускоренном движении, «минус» - при замедленном.

·  Мгновенная угловая скорость Направление скорости совпадает с осью вращения и может быть определено по правилу буравчика.

·  Мгновенное угловое ускорение Направление углового ускорения совпадает с направлением угловой скорости при ускоренном вращении и противоположно при замедленном.

·  Угловая скорость для равномерного вращательного движения твердого тела

где – период вращения; - частота вращения ( – число оборотов, совершаемых телом за время ).

·  Угол поворота (рис.2) и угловая скорость для равнопеременного вращательного движения твердого тела

где - начальная угловая скорость, знак «плюс» ставится при ускоренном вращении, «минус» - при замедленном.

Рис. 2

·  Связь между линейными и угловыми величинами:

; ; ;

где – расстояние точки от оси вращения; – длина дуги; угол измеряется в радианах.

2. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ

И ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

·  Импульс материальной точки .

·  Второй закон Ньютона (основное уравнение динамики материальной точки)

·  Это же уравнение в проекциях на касательную и нормаль к траектории движения точки:

·  Сила трения скольжения (рис.3)

где m — коэффициент трения скольжения; — сила нормального давления.

Рис.3. Зависимость силы трения от приложенной к телу силы

·  Сила упругости (закон Гука) , где – величина деформации; – коэффициент жесткости, знак «минус» означает, что направление силы противоположно направлению деформации.

·  Механическое напряжение при упругой деформации тела

где - растягивающая (сжимающая) сила; - пло­щадь поперечного сечения тела.

·  Закон Гука для продольного растяжения (сжатия)

где - модуль упругости (модуль Юнга), - относительное удлинение (сжатие).

·  Сила гравитационного притяжения двух материальных точек

,

где – гравитационная постоянная; m1 и m2 – массы взаимодействующих точек; - расстояние между точками.

·  Ускорение свободного падения на поверхности планеты

,

где М - масса планеты, - радиус планеты.

·  Первая космическая скорость

.

·  Закон сохранения импульса для замкнутой системы

где - число материальных точек (или тел), входящих в систему.

·  Неупругий удар – удар, при котором после взаимодействия тела движутся как одно целое, при этом часть механической энергии переходит во внутреннюю.

Закон сохранения импульса в проекции на ось, совпадающую с направлением движения первого тела:

,

где и – массы взаимодействующих тел; и – скорости тел до взаимодействия; – скорость тел после взаимодействия, «плюс» перед ставится, если до взаимодействия тела движутся в одном направлении, «минус» – если в противоположных.