Физика. Лекции студентам ФМиИТ

1. Физика

Лекции студентам ФМиИТ
Д.ф.-м.н., профессор
Балапанов Малик Хамитович
1

2. Рекомендуемая литература

Основная литература:
Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов .– Изд. 14-е, стер. – М.:
Академия, 2007 . – 560 с. – (Высшее профессиональное образование).
Иродов И.Е. / Задачи по общей физике. – Изд. 8-е. – СПб.: Лань. , 2007. – 432 с.
Сивухин Д.В. Общий курс физики в 3-х тт. – М.: Физматлит, 2006.
Методические указания к лабораторным работам.
2

3.

3

4. Лекция 1.

Физические основы механики;
колебания .
4

5. Кинематика

Основная задача кинематики – описать
положение тела в пространстве в любой
момент времени.
Движение относительно. Его описание
зависит от выбранной системы отсчета.
Система отсчета включает в себя: тело
отсчета, систему координат, прибор для
отсчета времени (часы).
Для того чтобы задать пространственное
движение в координатной форме,
необходимо указать, каким образом
координаты исследуемой точки изменяются
во времени, т.е. требуется записать систему
трёх алгебраических уравнений (закон
движения):
Используя эти уравнения можно определить
все кинематические характеристики
движения: скорость, ускорение, путь,
траекторию и перемещение.
Положение тела удобно указывать с
помощью радиус-вектора (вектора,
проведенного из центра координат в
данную точку пространства) rM
5

6. Траектория , путь, перемещение

Траекторией называется
линия, вдоль которой
происходит движение. На
рисунке для примера
показана траектория Земли
при движении вокруг Солнца
(эллипс, в одном из фокусов
которого находится Солнце)
Путь − длина участка
траектории, проходимая
движущимся объектом за
данный промежуток времени.
Перемещение - вектор r12,
соединяющий начальную и
конечную точки пути.
6

7. Мгновенная скорость тела

7

8. Пример использования закона движения для нахождения кинематических величин

8

9. Пример использования закона движения для нахождения кинематических величин (продолжение)

9

10. Ускорение точки

Полное ускорение тела состоит из тангенциального и
нормального ускорений
10

11. Динамика

Динамика рассматривает взаимодействие тел, как причины движения.
Основной закон динамики – это второй закон Ньютона. Он позволяет
определить ускорение тела, как результат действия других тел.
11

12. Механические колебания и волны

12

13. Незатухающие колебания пружинного маятника

Без учета сил сопротивления, дифференциальное
уравнение колебаний:
Или с в введением
обозначения
получим
Решение дифф. ур-я колебаний дает закон колебаний
пружинного маятника
13

14. Характеристики колебаний маятника

• Скорость тела может быть найдена из закона колебаний
• Кинетическая энергия колебаний
Ek=mV2/2
14

15. Фазы колебаний

15

16. Энергия колебаний

• Кинетическая энергия колебаний Ek=mV2/2
• Полная механическая энергия E = Ek+Eп в отсутствие сил
сопротивления не меняется
16

17. Затухающие колебания

В реальных системах наличие сил сопротивления (трения) с течением времени
приводит к затуханию колебаний.
Для учета затухания в уравнение колебаний вводится сила сопротивления Fc= rV, где r- коэффициент сопротивления среды, V- скорость.
Или после преобразований
Где введено
,а
17

18. График затухающих колебаний

18