Справочник по механике (стр. 1 )

Федеральное казённое профессиональное образовательное учреждение «Новокузнецкий государственный гуманитарно-технический колледж-интернат»

Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации

Новокузнецк

2016

       Справочник по механике. -2-е изд., - Новокузнецк: ФКПОУ «НГГТКИ» Минтруда России, 2016 – 29 с.

Справочник по механике содержит краткие теоретические сведения, необходимые для изучения данного раздела по дисциплине «Физика»

Является частью основой профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования на базе основного общего образования.

Оглавление

Введение                                                                                                4

Физика в познании вещества, поля, пространства и времени.                        5

Базовые физические величины в механике.                                                7

Относительность механического движения. Системы отчета.                        9

Характеристики механического движения.                                         11

Виды движения и их графическое описание.                                         13

Взаимодействие тел. Принципы суперпозиции сил. Законы динамики Ньютона.                                                                                         14

Силы в природе.                                                                         17

Законы всемирного тяготения. Невесомость.                                         18

Применение законов Ньютона.                                                         20

Законы сохранения импульса и реактивное движение.                         22

Механические колебания. Амплитуда, период, частота колебаний.         24

Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.                                 25

Механические волны и их свойства.                                                 26

Звуковые волны. Ультразвук и его использование в технике и медицине.  27

Литература                                                                                         29

Введение

Справочник по механике предназначен для обучающихся ФКПОУ «НТТКИ» Минтруда России.

Справочник разработан на основе требований ФГОС среднего общего образования, предъявляемых к структуре, содержанию и результатам освоения учебных дисциплин «Физика», «Естествознание», в соответствии с Рекомендациями по организации получения среднего общего образования в пределах освоения образовательных программ среднего профессионального образования на базе основного общего образования с учетом требований федеральных государственных образовательных стандартов и получаемой профессии или специальности среднего профессионального образования (письмо Департамента государственной политики в сфере подготовки рабочих кадров и ДПО Минобрнауки России -259).

Пособие включает 14 разделов. Каждый раздел отображает определенную тему раздела «Механика» в дисциплинах «Физика», «Естествознание».

Физика в познании вещества, поля, пространства и времени.

Физика - наука о природе.

Современная физика рассматривается, как наука, изучающая общие свойства материи.

Материя - это объективная реальность, данная нам в ощущениях, восприятиях и наблюдениях. Материя делится на вещество и поле.

Вещество – это форма материи, состоящая из частиц, имеющих собственную массу. Вещество может находиться в нескольких агрегатных состояниях.

Поле – это форма материи, обуславливающая взаимодействие частиц в веществе. (Электромагнитные и гравитационные)

Поле и вещество непрерывно связанны между собой.

Физика - это основа современного естествознания, она тесно связанна с другими науками; основа научно-технической  революции.

Язык физики - математика.

На стыке физики и других наук возникли другие естественные науки:

Химическая физика-изучение электронного строения атома и молекул. Астрофизика – физика Вселенной. Биофизика - физические и химические процессы в живых организмах. Геофизика - (физические) процессы и внутреннее строение Земли. Агрофизика – физические процессы в почве и растениях.

Основные достижения НТР

1784г. – Паровая машина Джеймса Ватта. 1800г. – Электролиз Майкла Фарадей. 1826г. – Закон Георга Ома. 1831г. – Закон Электромагнитной Индукции. Майкл Фарадей. 1876г. – телефон Александра Белла 1887г. – Радиопередатчик Генриха Герца. 1896г. – радиоактивность. Антуан Беккерель 1897г. – Открытие электрона Джоном Томсоном. 1904г. – Вольфрамовая лампа накаливания. 1896г. – Радиосвязь. Радиоактивность. 1916г. – ОТО, СТО. Эйнштейн. 1947г. – Транзистор. Джон Бардин. 1960г. – Лазер. Александр Прохоров. 1961г. – Освоение космоса.

Возникновение физики: наблюдение за звездами.

Начало количественного подхода в изучение мира положил Галилео Галилей, поставивший первый физический эксперимент и предложивший теоретическое объяснение движения тел.

Физика, как и другая наука, основывается на количественных наблюдениях. В результате опытов, Галилей получил количественные соотношения между величинами.

Природные источники информации:

Осязание Обоняние Вкус Слух Зрение

Суть любого научного эксперимента состоит в наблюдении явлений и получения данных, его характеризующих.

Классификация и анализ экспериментальных данных выявляет характер наблюдаемых величин или их постоянство. Результаты таких исследований формируются в виде закономерностей.

Физический закон - описание соотношений в природе, появляющийся при определенных условиях в эксперименте.

Научная гипотеза - это предположение о том, что существует связь между известными и вновь открытыми явлениями.

Научная теория содержит постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие наблюдаемое явление.

Эксперимент > гипотеза > закон

Результаты теории постоянно проверяется экспериментом, который является  критерием правильности теории.

Фундаментальные теории физики:

Классическая механика Ньютона. Механика сплошной среды. Термодинамика. Статистическая физика. Электродинамика. ОТО; СТО. Квантовая механика. Законы сохранения и принцип симметрии.

Базовые физические величины в механике

Модель в физики - упрощенная версия физической системы или процесса, сохраняющая его главные черты.

Границы применения физической теории определяются пределами применимости использования модели. Успех описания явления зависит от того, насколько удачно выбрана физическая модель.

Стандартные физические модели: материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ и т. д.

Любая теория является описанием некоторой модели физической системы, некоторым приближением к реальности.

Любой лабораторный физический эксперимент является моделированием.

Бывает, что в явлениях некоторые параметры инвариантны, например, в законе сохранения энергии.

Инварианты - постоянные, не изменяющиеся  в процессе эволюции системы, величины. Инварианты характерны для геометрически симметричных систем.

Система обладает симметрией, если в результате происходящих в ней изменений какая-то характеристика системы остается постоянной.

Виды симметрии:

Однородность пространства - это равноправие всех точек физического пространства. Изотропность пространства - равноправие всех направлений в пространстве. Однородность времени – равноправие всех моментов времени.

Каждый закон сохранения отражает определенный тип непрерывной симметрии:

Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения энергии.

Все вещества состоят из атомов.

Атом - наименьшая химическая неделимая часть элемента.

Современная модель атома – планетарная (Резерфорд, 1911): ядро, вокруг которого вращаются электроны.( радиус электронной орбиты или диаметр атом – 1 ангстрем, Е=10-10 ). Ядро состоит из протонов и нейтронов (нуклоны). Нуклоны состоят из кварков. В настоящее время открыто > 400 элементарных частиц.

Фундаментальные взаимодействия - это типы воздействия элементарных частиц и составных из них тел.

Виды:

Гравитационное (между всеми материальными телами). Электромагнитное (между частицами, обладающими электрическим зарядом). Ядерное (между нуклонами в ядрах). Слабое (бета-распад).

Относительность механического движения. Системы отчета