Учебно-методический комплекс дисциплины « Механика» для специальности 5В060400 «Физика» учебно-методические материалы (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ РЕСПУБЛИКИ  КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА г. Семей
Документ СМК 3 уровня	УМКД	УМКД 042-Х.1.ХХ/03-2013
УМКД Учебно-методические материалы по дисциплине «Механика»	Редакция №1  от 12сентября 2013г.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

« МЕХАНИКА»

для специальности 5В060400  «Физика»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей

2013

Содержание

                                                                                       

1. Глоссарий                                                                        3 

2. Лекции                                                                                6

3. Практические и лабораторные занятия                                        147

4. Самостоятельная работа студента                                        197

ГЛОССАРИЙ

абсолютно твердое тело – тело (система материальных точек), расстояние между любыми двумя точками которого всегда остается неизменным

абсолютно упругое тело – тело, деформации которого пропорциональны вызывающим их силам, т. е. подчиняются закону Гука

абсолютно упругий удар - такой, в результате которого не происходит превращения механической энергии системы соударяющихся тел в другие виды энергии.

абсолютно неупругий удар - если после удара тела движутся как одно целое, т. е. с одной и той же скоростью

амплитуд  колебания - наибольшее (максимальное) смещение относительно положения равновесия

вращательное движение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси -

движение, при котором все точки тела движутся в плоскостях, перпендикулярных к неподвижной прямой, называемой осью вращения

внутренние силы - силы взаимодействия между материальными точками механической системы

внешние силы - силы, с которыми на материальные точки системы действуют внешние тела

динамика - раздел механики,  изучающий движение материальных тел под действием приложенных к ним сил

длина волны – расстояние между двумя ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе.

замкнутая (изолированная) система - механическая система, на которую не действуют внешние силы

идеальная жидкость – жидкость, в которой отсутствуют силы внутреннего трения (не учитывается вязкость)

инертность - свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии или взаимном уравновешивании внешних воздействий

инерциальная система отсчета - система, относительно которой свободная материальная точка, не подверженная воздействию других тел, движется равномерно и прямолинейно, или по инерции

интерференция волн – явление наложения двух или нескольких когерентных волн, в результате которого в разных точках пространства наблюдается устойчивое усиление или ослабление результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн

кинематика изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обусловливают (т. е. движение тел без учета их масс и действующих на них сил)

кинетическая энергия - механическая энергия всякого свободно движущегося тела

когерентные волны - волны, разность фаз которых остается постоянной во времени

материальная точка – тело, обладающее массой, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях данной задачи

механика – это часть физики, изучающая механическое движение материальных тел и происходящие при этом взаимодействия между ними

мощность -  численно равна работе, совершаемой силой за единицу времени

неинерциальная система отсчета - система отсчета, движущаяся по отношению к инерциальной системе отсчета с ускорением, в ней не выполняются ни закон инерции, ни второй закон Ньютона, ни закон сохранения импульса.

неравномерное  движение – движение, при котором за произвольные равные промежутки времени точка проходит пути разной длины, численное значение ее скорости с течением времени изменяется

нормальная составляющая ускорения характеризует быстроту изменения скорости по направлению

перемещение - вектор, проведенный из начального положения движущейся точки в положение ее в данный момент времени

период вращения - время, за которое точка тела совершает один полный оборот, т. е. поворачивается на угол 2р

потенциальная энергия –механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними

сила - это векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел или полей

сила консервативная (или потенциальная) - если работа, совершаемая силы при перемещении точки из одного произвольного положения  в другое произвольное положение не зависит от траектории перемещения

сила  неконсервативные (диссипативные) – если работа этих сил зависит от траектории перемещения точки

система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом, по отношению к которому изучается движение каких-нибудь других материальных точек с

скорость – это векторная физическая величина, введенная для определения быстроты движения и его направления в данный момент времени

смещение колеблющейся точки – это отклонение колеблющейся точки от положения равновесия

статика изучает условия равновесия материальных тел под действием сил

среднее ускорение неравномерного движения - векторная величина, равная отношению изменения скорости к интервалу времени , за которое это изменение произошло

тангенциальная составляющая ускорения  характеризует быстроту изменения скорости по величине

траекторией движения материальной точки называется линия, описываемая этой точкой в пространстве

угловая скорость вращения - вектор, численно равный первой производной угла поворота тела по времени и направленный вдоль оси вращения по правилу правого винта

угловое ускорение – это векторная физическая величина, определяемая первой производной угловой скорости по времени

фаза - угол поворота вращающейся точки А φ относительно начала отсчета

физика – наука о наиболее простых и общих формах движения материи и их взаимных превращениях, она относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений и процессов в окружающем нас мире.

физические законы – устойчивые повторяющиеся объективные закономерности, существующие в природе

центр масс или центр инерции системы материальных точек - воображаемая точка положение которой характеризует распределение массы этой системы

частота вращения – число полных оборотов, совершаемых телом при равномерном его движении по окружности в единицу времени

энергия покоя - внутренняя энергия тела, которая складывается из кинетических энергий всех частиц, потенциальной энергии их взаимодействия и суммы энергий покоя всех частиц.

эффектом Доплера - изменение частоты колебаний, воспринимаемых приемником, при движении источника этих колебаний и приемника друг относительно друга

2. ЛЕКЦИИ

2.1 Кинематика материальной точки

Структура лекционного занятия

Введение. Свойства пространства и времени; модели материальной точки, абсолютно твердого тела, сплошной среды; тело отсчета, система  отсчета; основные понятия кинематики; закон движения.

Физика – наука о наиболее простых и общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Физика и ее законы лежат в основе всего естествознания. Она относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений и процессов в окружающем нас мире.

Физика – наука экспериментальная, ее законы базируются на фактах, установленных опытным путем. Законы физики представляют собой количественные соотношения и формулируются на математическом языке.

В соответствии с многообразием исследуемых объектов и форм движения материи физика подразделяется на ряд дисциплин, связанных между собой. По изучаемым материальным объектам физика делится на физику элементарных частиц, физику ядра, физику атомов и молекул, физику газов и жидкостей, физику твердого тела, физику плазмы. По изучаемым процессам или формам движения материи в физике выделяют механику материальной точки и твердого тела, механику сплошных сред, термодинамику, электродинамику, теорию тяготения, квантовую механику и квантовую теорию поля, теорию колебаний и волн.

Основы физики заложены в VI в. до н. э. – II в.  н. э., когда зародились идеи об атомном строении вещества (Демокрит, Эпикур, Лукреций). В этот период установлены простейшие законы статики (правило рычага), открыты законы прямолинейного распространения и отражения света, сформулированы основы гидростатики (закон Архимеда), наблюдались простейшие проявления электричества и магнетизма.