Потенциальная энергия и закон сохранения механической энергии <...> Момент импульса и закон сохранения момента импульса ................ <...> Кинематика поступательного и вращательного движения – задачи № 91-100. <...> Связь между полной энергией, импульсом, массой и кинетической энергией в релятивистской механике – задачи № 161-170 <...> Законы сохранения импульса и энергии в релятивистской механике (на примере задач о распаде частиц) – задачи № 161-170 <...> ВВЕДЕНИЕ
При исследовании механического движения используется понятие
системы отсчета. <...> Центральным понятием физики является понятие инерциальной
системы отсчета. <...> Точка 1 – начальная точка движения материальной точки, а точка 2 – конечная точка движения материальной точки. <...> Средняя скорость материальной точки при движении тела из точки 1 в точку 2 есть отношение вектора перемещения ко
времени, за которое происходит это перемещение <...> 1
6
y
Если вектор скорости материальной точки не изменяется с течением времени, то движение материальной точки называют равномерным. <...> Среднее ускорение материальной точки aср (t ) – это отношение изменения скорости точки при ее движении из положения 1 в положение
2 ко времени, за которое осуществляется это движение: <...> При переходе из неподвижной системы отсчета в подвижную систему отсчета скорость материальной точки изменяется. <...> Рассмотрим две инерциальные системы отсчета: неподвижную x, y
и подвижную x , y (рис. <...> Пусть V – скорость точки в неподвижной системе отсчета. <...> Законы Ньютона позволяют рассчитать закон движения матери
альной точки r t при t 0 , если известны: результирующая сила <...> ус-вектор r0 и скорость материальной точки V0 в начальный момент
времени (t 0) . <...> Замкнутая система – это система материальных точек, на которую
другие тела не воздействуют. <...> Импульсом p системы материальных точек называется величина,
равная сумме импульсов всех точек системы
N
p
miVi .
i 1
9 <...> Закон сохранения импульса (количества движения) системы материальных точек. <...> Импульс системы <...>
Физика._Механика.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФИЗИКА
МЕХАНИКА
Утверждено
Редакционно-издательским советом
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2009
Стр.1
УДК 531(075.8)
Ф 503
Коллектив авторов:
доц. К.В. Аленькина, ст. преп. Р.М. Маркель,
проф. В.М. Любимский, доц. А.Г. Моисеев,
доц. М.Г. Ноппе
Рецензенты: доцент А.В. Баранов, доцент В.Ф. Ким
Работа подготовлена на кафедре прикладной
и теоретической физики для студентов I–II курсов
для всех факультетов заочного отделения
Ф 503 Физика: механика : учеб. пособие / Коллектив авторов. –
Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. – 76 с.
ISBN 978-5-7782-1144-5
Настоящее пособие соответствует рабочим программам, принятым
на кафедрах общей физики и прикладной и теоретической физики
НГТУ. Может быть использовано и при проведении практических занятий
на дневном отделении, а также при самоподготовке студентов к
практическим занятиям.
УДК 531(075.8)
ISBN 978-5-7782-1144-5
© Коллектив авторов, 2009
© Новосибирский государственный
технический университет, 2009
2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
МЕХАНИКА ..................................................................................................
1. Введение .................................................................................................
2. Механика материальной точки ............................................................
2.1 Кинематика материальной точки ...................................................
2.2 Динамика материальной точки ......................................................
2.3 Импульс и закон сохранения импульса .........................................
3. Кинетическая энергия и работа ............................................................
4. Потенциальная энергия и закон сохранения механической энергии
5. Момент импульса и закон сохранения момента импульса ................
6. Вращательное движение твердого тела ...............................................
6.1. Кинематика вращательного движения .........................................
6.2. Момент импульса твердого тела с закрепленной осью вращения
....................................................................................................
6.3. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого
тела с закрепленной осью вращения ....................................
6.4. Кинетическая энергия твердого тела с закрепленной осью
вращения .........................................................................................
7. Элементы специальной теории относительности (СТО) ...................
7.1. Преобразования Лоренца и следствия из них ..............................
7.2. Связь между энергией и импульсом .............................................
7.3. Закон сохранения энергии и импульса в специальной теории
относительности .............................................................................
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ...................................................
1. Указания к самостоятельной работе ....................................................
2. Указания к выполнению контрольной работы ...................................
3. Указания к решению задач ...................................................................
4. О приближенных вычислениях ............................................................
3
5
5
5
5
8
9
12
14
18
21
21
24
27
29
31
31
34
35
36
37
37
38
39
Стр.3
ВОПРОСЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЭКЗАМЕН ПО РАЗДЕЛУ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ....................................................
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 ..................................................................
1. Содержание контрольной работы № 1 ................................................
2. Контрольные вопросы и примеры решения задач..............................
2.1. Кинематика поступательного и вращательного движения – задачи
№ 91-100. ................................................................................
2.2. Импульс. Изменение импульса – задачи № 101-110 ...................
2.3 Закон сохранения импульса в нерелятивистской механике – задачи
№111-120 ................................................................................
2.4. Применение законов сохранения энергии и импульса для упругого
и неупругого соударении тел (нерелятивистский случай)
– задачи № 121-130 .................................................................
2.5. Вращательное движение. Определение кинетической энергии
для плоского движения твердого тела – задачи № 131-140 ......
2.6. Вращательное движение. Законы сохранения углового импульса
и энергии – задачи № 141-150 ...........................................
2.7. Связь между полной энергией, импульсом, массой и кинетической
энергией в релятивистской механике – задачи № 161-170
2.8. Законы сохранения импульса и энергии в релятивистской механике
(на примере задач о распаде частиц) – задачи № 161-170
3. Таблица вариантов для первой контрольной работы .........................
4. Задачи для контрольной работы № 1 ...................................................
5. Нестандартные задачи ..........................................................................
6. Указания к решению некоторых задач ................................................
7. Ответы к задачам 91-170.......................................................................
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ..........................................................
40
41
41
42
42
44
46
47
49
50
51
53
55
56
66
67
70
76
4
Стр.4