Механика

Купить бумажную книгу и читать

Название: Механика

Автор: Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н.

Издательство: Академия

Год: 2001

Страниц: 380

ISBN: 5-7695-0349-1

Формат: PDF

Размер: 31 Мб

Язык: русский

В учебном пособии изложены вопросы кинематики и динамики материальной точки и твердого тела, движения в неинерциальных системах отсчета; элементы специальной теории относительности; рассмотрены колебания и волны, элементы акустики, гидродинамики, всемирное тяготение.

Рекомендовано Учебно-методическим объединением по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов педагогических вузов по специальности 032200 - Физика.

Содержание

Предисловие....................................................................................................3

Введение .........................................................................................................5

Глава 1. Кинематика материальной точки ................................................11

1.1. Механическое движение. Относительность механического движения .......................................................................................11

1.2. Материальная точка. Система отсчета. Перемещение тела......14

1.3. Пространство и время в механике...............................................18

1.4. Скорость .......................................................................................25

1.5. Ускорение......................................................................................29

1.6. Скорость и ускорение при движении

материальной точки по окружности ..........................................31

1.7. Решение задач в кинематике........................................................36

1.8. Гармоническое колебательное движение.

Сложение гармонических колебаний..........................................40

1.9. Метод комплексных амплитуд ....................................................47

1.10. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний...................49

Глава 2. Динамика материальной точки ....................................................53

2.1. Первый закон Ньютона. Инерциальная система отсчета.

Сила...............................................................................................53

2.2. Масса. Импульс. Второй закон Ньютона...................................57

2.3. Третий закон Ньютона.................................................................63

2.4. Система физических величин,

их единицы и размерности...........................................................65

2.5. Силы в механике Ньютона .......................................................69

2.6. Преобразования и принцип относительности Галилея.............72

2.7. Основные задачи динамики материальной точки (простейшие примеры) .................................................................75

2.8. Работа и кинетическая энергия ...................................................79

2.9. Потенциальная энергия. Закон сохранения и превращения механической энергии ..................................................................82

2.10. Момент импульса материальной точки.

Момент силы. Уравнение моментов..........................................88

Глава 3. Некоторые применения законов механики материальной

точки...............................................................................................93

3.1. Простейшие примеры задач по механике...................................93

3.2. Движение электронов в электронно-лучевой трубке.................99

3.3. Равновесие материальной точки. Степени свободы ................103

3.4. Проявление трения .....................................................................105

Глава 4. Динамика системы материальных точек.

Законы сохранения .....................................................................112

4.1. Замкнутые механические системы. Закон сохранения механического импульса ............................................................112

4.2. Момент импульса механической системы. Закон сохранения момента импульса...................................................117

4.3. Энергия системы материальных точек. Закон сохранения энергии в механической системе................................................121

4.4. Движение тела переменной массы.............................................125

4.5. Соударения тел и частиц............................................................128

Глава 5. Механика твердого тела.............................................................137

5.1. Модель абсолютно твердого тела. Виды движения

твердого тела...............................................................................137

5.2. Динамика поступательного движения твердого тела..............140

5.3. Динамика вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно оси вращения.......................................................142

5.4. Определение момента инерции твердого тела. Теорема Штейнера ....................................................................................146

5.5. Рычаги. Пара сил........................................................................149

5.6. Маятники ....................................................................................152

5.7. Динамика плоского движения твердого тела...........................155

5.8. Мгновенные оси вращения ........................................................156

5.9. Динамика твердого тела, закрепленного в одной точке .........167

5.10. Динамика свободного движения твердого тела.....................171

5.11. Условия равновесия твердого тела..........................................172

5.12. Законы Ньютона и законы сохранения в механике...............174

Глава 6. Механика упругих тел................................................................177

6.1. Упругие тела. Виды упругих деформаций ................................177

6.2. Упругие напряжения...................................................................179

6.3. Закон Гука. Предел упругости и предел прочности.................181

6.4. Неоднородные упругие деформации.........................................183

6.5. Энергия упругой деформации. Вектор Умова..........................185

Глава 7. Гидроаэродинамика ....................................................................190

7.1. Давление в жидкостях и газах. Закон Паскаля.........................190

7.2. Архимедова сила. Закон Архимеда...........................................193

7.3. Слоистое (ламинарное) и турбулентное течение. Уравнение непрерывности струи..................................................................198

7.4. Уравнение Бернулли. Импульс струи........................................201

7.5. Трение в движущейся реальной жидкости.

Уравнение Пуазейля...................................................................211

7.6. Число Рейнольдса.......................................................................214

7.7. Движение твердых тел в жидкости и газе. Циркуляция скорости. Подъемная сила.........................................................216

Глава 8. Движение в неинерциальных системах отсчета ........................224

8.1. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции ..................224

8.2. Равномерно вращающаяся система отсчета. Центробежная сила инерции...............................................................................227

8.3. Силы инерции в произвольно движущейся НИСО..................229

8.4. Проявление сил инерции на Земле ............................................232

8.5. Эквивалентность сил инерции и сил тяготения........................236

8.6. Законы сохранения в НИСО......................................................237

Глава 9. Элементы специальной теории относительности ......................239

9.1. Границы применимости классической механики.....................239

9.2. Механика Ньютона и принцип относительности Галилея......242

9.3. Принцип относительности Эйнштейна.....................................244

9.4. Относительность длин и длительностей. Интервал.................246

9.5. Элементы релятивистской механики.........................................254

9.6. Релятивистская связь между массой и энергией.......................259

9.7. Соударения при релятивистских скоростях..............................262

Глава 10. Механические колебания..........................................................267

10.1. Колебательные системы. Уравнения колебательного движения ...................................................................................267

10.2. Свободные колебания. Добротность колебательной системы......................................................................................271

10.3. Вынужденные колебания. Резонанс.........................................278

10.4. Рассмотрение вынужденных колебаний методом комплексных амплитуд.............................................................286

10.5. Колебания в нелинейных системах..........................................287

Глава 11. Механические волны ................................................................292

11.1. Колебания в связанных системах. Образование волн............292

11.2. Бегущие волны. Скорость распространения волны...............296

11.3. Энергия волны ..........................................................................302

11.4. Интерференция волн. Стоячие волны .....................................306

11.5. Отражение волн ........................................................................311

11.6. Принцип Гюйгенса ...................................................................315

11.7. Звук. Волновая природа звука.................................................317

11.8. Источники и приемники звука.................................................320

11.9. Физиологическая акустика ......................................................324

11.10. Эффект Доплера......................................................................328

11.11. Ультразвуки и инфразвуки.....................................................330

Глава 12. Всемирное тяготение..................................................................333

12.1. Взаимодействие тел. Вещество и поле.....................................333

12.2. Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения ......................334

12.3. Постоянная тяготения. Примеры применения закона всемирного тяготения...............................................................338

12.4. Поле тяготения. Напряженность поля. Теорема Остроградского-Гаусса...........................................................340

12.5. Работа силы тяготения. Потенциал поля тяготения. Потенциальная энергия. Связь потенциала с напряженностью.....................................................................349

12.6. Собственная потенциальная энергия ......................................356

12.7. Космические скорости. Искусственные спутники..................360

12.8. Вес тела......................................................................................365

12.9. Инертная и гравитационная массы. Границы применимости классической теории тяготения......................368

Заключение.................................................................................................371

Приложение................................................................................................373