1 заняття

Download Report

Transcript 1 заняття

Slide 1

Загальнана фізика
• Викладач:
• Доцент кафедри загальної та
експериментальної фізики

Ігнатенко Вікторія Михайлівна
– ЕТ 319

Структура курсу
І модульний цикл – лекційнийпрактичний


Slide 2

Інд. заняття
–1

заняття - видача інд. завдань + перше
практичне заняття,
Наступні три заняття – практичні за планом, з
пятихвилинними роботами
П'яте заняття – захист індивідуальних завдань
Модульний тиждень: контрольна робота з
механіки, яка складається з трьох частин:
Формули,
Теорія,
Задачі.
Протягом семестру можна отримати до 30
бонусних балів занауко-вопошукові роботи, за
електронну демострацію і т. ін


Slide 3

ІІ модульний цикл – практично –
лабораторний

Інд. заняття – захист індивідуальних робіт,
консультації, контрольні роботи з механіки
та молекулярної фізики

ІІІ модульний цикл – лабораторно практичний

Інд. заняття – захист індивідуальних робіт,
консультації, контрольні роботи з
електрики та магнетизму


Slide 4

Список рекомендованої
літератури
1. Савельев И.В. Курс общей физики,
Т.1-3. – М.: Наука, 1982.
2. Черняк Л.М. Лекції із загальної фізики,
Книги1-3. – Суми: Вид-во Алан-ЕКС,
2003.
3. Ігнатенко В.М. Курс лекцій з механіки,
Суми: Вид-во СумДу, 2007
4. Ігнатенко В.М. Механічні коливання і
хвилі, Суми: Вид-во СумДу, 2007


Slide 5

5. Ігнатенко В.М., Нефедченко В.Ф., Опанасюк
А.С. – Посібник до практичних занять з
фізики, Частина І, ІІ. Суми: Вид-во СумДу,
2007
6. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по
физике. – М.: Высшая школа, 1981.
7. Лабораторний практикум з фізики (Механіка)
/Укла-дачі: Ігнатенко В.М., Міщенко Б.А.,
Опанасюк А.С. – Суми: Вид-во СумДУ, 2006.
8. Методические указания к лабораторным
работам по курсу общей физики. Раздел 2
“Молекулярная физика и термодинамика”. –
Сумы: Изд-во СумГУ, 1999.


Slide 6

9. Методичні вказівки до лабораторних робіт
з курсу загальної фізики. Розділ 3
“Електрика”. – Суми: Вид-во СумДУ, 1999.
10. Методические указания к лабораторным
работам по курсу общей физики. Раздел 3
“Магнетизм”. – Сумы: Изд-во СумГУ, 1999.
11. Методичні вказівки до лабораторних робіт з
курсу загальної фізики. Розділ 4 “Фізика
коливань та хвиль”. – Суми: Вид-во СумДУ,
1999.
12. Опанасюк А.С., Міщенко Б.А. Збірник задач
для контрольних робіт та тестування з
дисципліни “Загальна фізика”, Ч. 1-2. –
Суми: Вид-во СумДУ, 2006.


Slide 7

Що таке фізика?
• Фізика грецькою мовою - природа.
• Предмет фізики – найбільш загальні і
одночасно найбільш прості властивості
матерії і форми її руху
• Фізика експериментальна наука.
• Мовою фізики є математика
• Роль фізики:
1. Основа всіх природничих наук.
2. Основа техніки.
3. Світоглядна наука.
4. Формує образ мислення.


Slide 8

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОСТОРУ У ФІЗИЦІ
1 Однорідність. 2 Ізотропність. 3 Безперервність.
4 Евклідовість. 5 Тривимірність.

В теорії квантової гравітації простір на надмалих масштабах має складну багатовимірну
геометрію


Slide 9

Масштаби мікро-, макро- та
мегасвітів
Характерний
розмір, м

1030

Межа спостережуваного
Всесвіту

1026

Наша Галактика

1020

Мегасвіт
Сонячна система
Сонце

1010
100
10-10

Земля

Макросвіт

Мікросвіт

Електрон

Людина,
тварини,
об’єкти техніки

10-20
10-30

10-20

10-10

100

1010

1020

1030

1040

1050

Маса, кг


Slide 10

Структурні рівні будови матерії у фізиці
Характерний
розмір, м

Мегасвіт
Речовина Макросвіт
не більший за 10-8

10-8
10-10
10-15

10-18

Поле

Мікросвіт

Молекули
атоми
Ядра
Протони
нейтрони

Елементарні
частинки

Кварки Лептони
Фундаментальні
частинки

Переносники
фундаментальних
взаємодій


Slide 11

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ЧАСУ
У ФІЗИЦІ
1 Однорідність.
2 Безперервність.
3 Односпрямованість
(необоротність)
У ЗТВ – існує єдиний чотиривимірний
простір-час
Сучасні теорії свідчать про те, що час (на
проміжках часу 10-34 с) квантується


Slide 12

ТАБЛИЦЯ ЧАСУ
Опорні точки схеми Час, роки

Вік Всесвіту

13 , 7  10

9

Вік Землі

4 ,5  10

9

Зародження життя

4  10

Поява земноводних

2 ,5  10

8

Перші ссавці

1, 7  10

8

Поява людини

2  10

1 рік

1

9

6

Час, секунди
17

4,3 ∙10
17
1,4∙10
17
1,26∙10
15
7,5·10
15
5·10
13
6·10
7
3·10


Slide 13

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ФІЗИКИ
Класична механіка
Засновник Ньютон, 1665-67 рр.

L, m - великі, v<
Квантова механіка
Планк, ле Бройль,
Шредінгер, 1900-1924 рр.

L, m - малі, v<
Релятивістська механіка
Засновник Ейнштейн,
1905 р.– СТВ, 1915 р.- ЗТВ

L, m - великі, v~c
Релятивістська
квантова механіка
Дірак, 1928 р.

L, m - малі, v~c

Фізика вакууму
Звичайна речовина становить 4% маси Всесвіту
Область невідомих законів


Slide 14

• Механіка – це розділ фізики, який вивчає
закономірності механічного руху і взаємодії тіл.
Механічним
рухом
називається
зміна
положення фізичних тіл у просторі з часом.
Розрізняють поступальний рух, обертальний,
коливальний рухи.
• Основним завданням механіки є визначення
положення тіла в просторі в будь-який момент
часу.
• Розрізняють класичну, релятивістську і квантову
механіку.


Slide 15

• Система відліку - система координат,
жорстко пов'язана з тілом відліку і
спосіб вимірювання часу (годинник).
Розрізняють інерціальні та
неінерціальні системи відліку.
• Матеріальна точка – це тіло,
розмірами якого в даній задачі можна
знехтувати, тобто розміри тіла є малими
в порівнянні з відстанями при його русі.


Slide 16

z

ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РУХУ
МАТЕРІАЛЬНОЇ ТОЧКИ
•Траєкторія - лінія, вздовж якої
рухається тіло у просторію.
Радіус – вектор матеріальної
точки - це вектор, який з’єднує
точку відліку з матеріальною
точкою у даній системі відліку.
•Шлях – це довжина траєкторії
тіла.
•Переміщення r - вектор, який
з'єднує початкове і кінцеве
положення тіла.
•Одиниця вимірювання шляху і
переміщення - метр = 1м.

z

Траєкторія
А

r

r
B

y

x





r  xex  ye y  zez


Slide 17

Швидкість – це фізична величина, що показує, яке
переміщення здійснює матеріальна точка за одиницю
часу:

v

dr
dt

Швидкість матеріальної точки через її проекції
на координатні осі і орти цих осей:
v

dr
dt



dx
dt

ex 

dy
dt

ey 

dz
dt

ez  v x ex  v y e y  v z ez

v  v x ex  v y e y  v z ez
Одиниця вимірювання швидкості -  v   1 м

с


Slide 18

Прискорення – це фізична величина, що
показує, з якою швидкістю змінюється
швидкість руху матеріальної точки

a
a 

dv x
dt

ex 

dv y
dt

dv
dt

ey 

dv z
dt

ez  a x ex  a y e y  a z ez

Одиниця вимірювання прискорення

м
[a ]  1 2
c


Slide 19

Кінематика вивчає опис механічних рухів тіл без
розгляду причин зміни виду руху.
За формою траєкторії розрізняють прямолінійний
та криволінійний поступальні рухи. Рівномірним
прямолінійним рухом є рух, при якому
матеріальна точка рухається по прямій лінії і за
будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові
переміщення.
Нерівномірний рух - це рух, під час якого швидкість точки змінюється з часом за величиною і (або)
за напрямком.


Slide 20

Скалярна середня швидкість руху
v 

S
t

Векторна середня швидкість руху


v 
Середнє прискорення


r
t


a 


v
t


Slide 21

Рівноприскорений рух
Рівноприскорений рух - це рух із сталим за

модулем прискоренням a  const

a 
Швидкість

v
t



v-v 0
t

v  v 0  at
Переміщення

S  v 0t 

at
2

2


Slide 22

ПОСТУПАЛЬНИЙ КРИВОЛІНІЙНИЙ
ТА ОБЕРТАЛЬНИЙ РУХИ
• У випадку, коли траєкторія руху тіла є кривою лінією, рух
називається криволінійним.
• Зручним для вирішення практичних завдань з вивчення
криволінійного руху є розкладання вектора прискорення
на два компоненти: тангенціальне (дотичне до
траєкторії) і нормальне (доцентрове) прискорення

 

a  a  a n

a 

dv
dt

,

a

an 

a  a n
2

v

2

2

R

n


Slide 23

Тангенціальне прискорення змінює тільки величину
швидкості, а нормальне - тільки її напрямок.


n

an






a


a

Миттєвий радіус кривизни траєкторії визначається
радіусом кола, вписаного в ділянку траєкторії у даний
момент часу.


Slide 24

Характеристики обертального руху
• Обертальний рух - рух, при якому всі точки тіла рухаються
по концентричним колам. Геометричне місце точок, які є
центрами цих окружностей називається віссю обертання
твердого тіла.

• Кутове переміщення 
• Напрямок кутового переміщення визначається за
допомогою правила правого гвинта: з кінця вектора
поворот тіла має відбуватися проти ходу годинникової
стрілки.
• Одиницею вимірювання кутового переміщення є радіан:

  1 рад .
Зв'язок між лінійним та кутовим переміщеннями

 

 r    r 


Slide 25

• Кутова швидкість
• Одиниця вимірювання
кутової швидкості
• Кутова швидкість також є
псевдовектором і
визначається за правилом
правого гвинта (свердлика).
• Кутове прискорення



 

d
dt

   1

рад
с

.


 
v    r 



 

• Одиниця вимірювання
кутового прискорення





d



dt

   1

dt

рад
с

2



d 
2

.

2


Slide 26

Зв’язок між лінійним та кутовим прискоренями


2 
an   rn

a     r 

Період обертання

t

T 

N
Частота

 

N
t

T   1 c

   1 c

1

 1 Гц


Slide 27

Рівномірний рух точки по колу
v  S

t

  2

T

  0   t

v  2 R

T

  2 
  0 

t
2

2