Физика. Механика. Лекция 1-2

1.

Физика
Лектор:
к.ф.-м.н., доцент кафедры «Физика»
Туманова Людмила Николаевна

2.

Физика
Физика – наука о наиболее простых и
вместе с тем наиболее общих формах
движения материи и их взаимных
превращениях.

3.

Физика
Механика.
Молекулярная физика и термодинамика.
Электричество и магнетизм.
Оптика.
Атомная и ядерная физика.

4.

Механика
Механика – раздел физики, который
занимается изучением закономерностей
механического движения и причины,
вызывающие
или
изменяющие
это
движение.

5.

Механическое движение
• Механическое движение – изменение взаимного положения тел
или частей одного и того же тела
МЕХАНИКА
Классическая
(нерелятивистская)
механика
Релятивистская
механика
Квантовая
механика
кинематика динамика
• Материальная точка (м.т.) – тело, размерами которого в данной
задаче можно пренебречь.
• Твердое тело – тело, размеры и форма которого не изменяются в
процессе движения.
ТЕЛО
ОТСЧЕТА
+
СИСТЕМА
КООРДИНАТ
+
ЧАСЫ
=
СИСТЕМА
ОТСЧЕТА

6.

КИНЕМАТИКА
Кинематика изучает механическое движение тел,
не рассматривая причины, которые вызывают
или изменяют движение.
Динамика изучает законы движения тел и
причины, которые вызывают или изменяют это
движение.

7.

Координатный способ описания движения.
Прямоугольная декартовая система координат
Z
Кинематические уравнения
движения:
x = x(t)
y = y(t)
z = z(t)
Z
А(x, y, z)
Y
0
X
Y
Уравнение траектории:
z f ( x, y)
X

8.

Векторный способ описания движения
r
• Радиус-вектор
– вектор, проведенный из начала системы
координат к материальной точке, положение которой он определяет.
r r (t )
Z
z
x
X
i
r
k
j
r x i y j z k
y
Y
r x2 y 2 z 2

9.

Координатный способ описания движения.
Цилиндрическая система координат.

10.

Координатный способ описания движения.
Сферическая система координат.

11.

Путь и перемещение
Z
1
r1
X
r
• Путь S – это сумма всех участков
траектории, пройденных точкой.
S
r2
2
Y
• Перемещение r – вектор,
проведенный из начального положение
точки 1 в конечное положение 2.
r r2 r1
S r
При уменьшении рассматриваемого интервала времени:
S r
• Закон независимости движений: если тело одновременно участвует в
нескольких движениях, то результирующее перемещение равно
векторной сумме отдельных перемещений.

12.

Скорость
• Средняя путевая скорость:
S S (t )
vcp
t
t
• Средняя скорость перемещения: vср
r
t
r dr
Δt 0 t
dt
• Мгновенная скорость:
v lim
• Модуль скорости:
dr dS
v v
dt
dt
• Путь, пройденный точкой за промежуток времени t:
S S
S
S
t t
dS
t
vdt

13.

• Перемещение точки за время t:
r r
r
t t
dr
r
v
vdt
t
dr d
dx
dy
dz
( xi yj zk ) i
j k v xi v y j v z k
dt dt
dt
dt
dt
Здесь vx, vy, vz – проекции вектора на оси X, Y, Z, соответственно.
• Модуль скорости:
v v v2x v2y v2z

14.

Ускорение
• Ускорение (мгновенное ускорение) определяется как производная от
скорости по времени:
v dv
t 0 t
dt
a lim
d dr d 2 r
a 2
dt dt dt
dv y
dv x
dv z
d 2x
d2y
d 2z
a ax i a y j a z k
i
j
k 2i 2 j 2k
dt
dt
dt
dt
dt
dt
• Модуль ускорения:
a ax2 a y2 az2