Основы физики. В. 3 т. Т. 3. Упражнения и задачи (654,00 руб.)

Стр.3

Стр.383

Стр.384

Стр.385

ББКУДК 53(075.8) 22.3я73 К17 С е р и я о с н о в а н а в 2009 г. Калашников Н. П. К17 Основы физики : в 3 т. Т. 3 : Упражнения и задачи / Н. П. Калашников, М. А. Смондырев. — 2-е изд., электрон. —М. : Лаборатория знаний, 2023. — 387 с. —(Учебник для высшей школы). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-661-2 (Т. 3) ISBN 978-5-93208-658-2 Задачник соответствует действующей программе дисциплины «Физика» для естественнонаучных и технических университетов. Книга входит в состав учебного комплекта, включающего также два тома учебника «Основы физики» тех же авторов. По всем темам представлены основные уравнения и формулы, разбор решения интересных для практики задач, задачи для самостоятельной работы. Приведены варианты типовых расчетов и богатый справочный материал. В конце книги размещены ответы. Для студентов естественнонаучных и инженерно-технических специальностей. ББКУДК 53(075.8) 22.3я73 Деривативное издание на основе печатного аналога: Основы физики : в 3 т. Т. 3 : Упражнения и задачи / Н. П. Калашников, М. А. Смондырев.—М. : Лаборатория знаний, 2019. — 384 с. : ил. —(Учебник для высшей школы). —ISBN 978-5-00101-006-7 (Т. 3); ISBN 978-5-00101-003-6. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации ISBN 978-5-93208-661-2 (Т. 3) ISBN 978-5-93208-658-2 © Лаборатория знаний, 2019

Стр.3

СОДЕРЖАНИЕ Часть I. Физические основы механики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I.1. Кинематика материальной точки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I.1.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I.1.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I.1.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 I.2. Динамика материальной точки и тела, движущегося поступательно. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 I.2.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 I.2.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 I.2.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 I.3. Работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения энергии . . . . . 30 I.3.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 I.3.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 I.3.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 I.4. Динамика твердого тела . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 I.4.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 I.4.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 I.4.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 I.5. Релятивистская механика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 I.5.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 I.5.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 I.5.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Глава II. Основы термодинамики и статистической физики. . . . 57 II.1. Законы идеальных газов. Молекулярно-кинетическая теория газов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 II.1.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 II.1.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 II.1.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 60 II.2. Физические основы термодинамики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 II.2.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 II.2.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 II.2.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Глава III. Основы классической теории электромагнетизма. . . . . 74 III.1. Закон Кулона. Взаимодействие заряженных тел. Напряженность электрического поля. Электрическое смещение. Теорема Остроградского—Гаусса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 III.1.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 III.1.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 III.1.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 84 5 5 5 6

Стр.383

Содержание 383 III.2. Потенциал. Энергия системы электрических зарядов. Работа по перемещению заряда в поле. Электрический диполь. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 III.2.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 III.2.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 III.2.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 101 III.3. Постоянный электрический ток. Проводимость . . . . . . . . . . . . . 106 III.3.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 III.3.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 III.3.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 114 III.4. Магнитное поле постоянного тока. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле. Закон полного тока. Магнитный поток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 III.4.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 III.4.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 III.4.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 134 III.5. Электромагнетизм. Работа перемещения проводника с током в магнитном поле. Электромагнитная индукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. Уравнения Максвелла . . . . . 141 III.5.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 III.5.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 III.5.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 153 Глава IV. Колебания и волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 IV.1. Колебательное движение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 IV.1.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 IV.1.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 IV.1.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 174 IV.2. Волновые процессы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 IV.2.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 IV.2.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 IV.2.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 190 Глава V. Основы волновой оптики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 V.1. Интерференция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 V.1.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 V.1.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 V.1.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 202 V.2. Дифракция света. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 V.2.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 V.2.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 V.2.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 210 V.3. Поляризация света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 V.3.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 V.3.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 V.3.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . 216 Глава VI. Основы квантовой механики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 VI.1. Тепловое излучение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 VI.1.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 VI.1.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 VI.1.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 223

Стр.384

384 Содержание VI.2. Квантовая природа света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 VI.2.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 VI.2.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 VI.2.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 229 VI.3. Волновые свойства микрочастиц. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 VI.3.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 VI.3.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 VI.3.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 236 VI.4. Простейшие случаи движения микрочастиц . . . . . . . . . . . . . . . . 239 VI.4.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 VI.4.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 VI.4.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 247 VI.5. Строение атома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 VI.5.А. Основные формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 VI.5.Б. Примеры решения задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 VI.5.В. Задачи для самостоятельной работы. . . . . . . . . . . . . . . . 259 ГлаваVII. Основы теории строения вещества. Физика микромира. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 VII.1. Элементы физики твердого тела. Тепловые свойства кристаллов. Квантовая теория электронов в металле . . . . . . . . . . . . . . . 263 VII.1.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 VII.1.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 VII.1.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . 271 VII.2. Физика атомного ядра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 VII.2.А. Основные формулы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 VII.2.Б. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 VII.2.В. Задачи для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . 285 ГлаваVIII. Варианты типовых расчетов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 VIII.1. Типовой расчет по теме «Физические основы механики» . . . . 290 VIII.2. Типовой расчет по теме «Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 VIII.3. Типовой расчет по теме «Электростатика» . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 VIII.4. Типовой расчет по теме «Постоянный ток. Магнитное поле». 318 VIII.5. Типовой расчет по теме «Колебания и волны». . . . . . . . . . . . . . 325 VIII.6. Типовой расчет по теме «Оптика. Тепловое излучение. Кванты света» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 VIII.7. Типовой расчет по теме «Основы квантовой механики» . . . . . 340 VIII.8. Типовой расчет по теме «Классическая и квантовая статистика. Основы строения вещества» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Приложение . Справочный материал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Ответы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 I. Физические основы механики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 II. Основы термодинамики и статистической физики. . . . . . . . . . . 371 III. Основы классической теории электромагнетизма . . . . . . . . . . . 372 IV. Колебания и волны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 V. Основы волновой оптики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 VI. Основы квантовой механики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 VII. Основы теории строения вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

Стр.385