М. Г. Валишев а. А. Повзнер
Скачать 10.33 Mb.
|
: килограмм (кг) масса международного прототипа, сделанного из платино иридиевого сплавав виде цилиндрической гири (хранится в Севре, близ Парижа. Время, t: секунда (с) — время, равное 9 192 631 770 периода излучения, соответствующего энергетическому переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия — 133. МГ. ВАЛИШЕВ, А. А. ПОВЗНЕР. КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. Термодинамическая температура, T: кельвин (К) — это термодинамическая температура, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Количество вещества, m (í): моль (моль) — количество вещества, содержащее столько молекул, сколько атомов содержится в 0,012 кг в углероде — 12. 6. Сила тока, I: ампер (A) — равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади сечения, расположенным в вакууме на расстоянии м один от другого, вызвал бы на участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 × н. Сила света, J: кандела (кд) — сила света, испускаемого с площади 000 м сечения полного излучателя в перпендикулярном к этому сечению направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины (2042 К, и давлении 101 325 Па. В качестве дополнительных единиц измерения в СИ используются единицы измерения плоского угла — радиан (1 ради телесного угла — стерадиан (1 ср = 7,96 × 10 –2 полного телесного угла). Ниже в таблице приводятся единицы измерения различных физических величин в международной системе единиц (СИ, их обозначения (русское и международное) и формулы, по которым можно экспериментально определить эти единицы измерения 43 7 383 37 33473 977 12343567389 43 7 39 443 7 383 7 33467 96 2 43 7 439 443 7 !84 43 7 1 2 3 4 5 6 7 4 8 9 6548888 8 12 8 8 14488 8 6 48 78 288 8 27548 8 7 88 88 8 12 882758 8 7 256288 88 8 12 85482758874 4 28 8 2 68 4!25688 8 27548 8 "4 48 4!25688 88#8 275488658$2 %8 2$2568 8 8$ 4818 '8 (46458 48 487 828 2881 8 (4645882758 48 287 2562838 388 1 8 (464585482758874 4 28 4 8 5 848 4888 6 485487 6)276%82 8 7 * 8 125 8652 +6688 88 8 6 4,2 8874 4 28 7858 8 -$ 88 88 8 6 4,2 882758 78588 125 86$ 488 8828 6 4,2 8874 4 28 82758 7858 8 6 488 88 8 ./ 58076 4,2 8 5482758874 4 218 .8 1 ПРИЛОЖЕНИЯ 5 1 12343567389 43 7 39 443 7 383 7 33467 96 2 43 7 439 443 7 84 43 7 123456789 77 7 77 6253467 71737 3 8789 727 27 6258457 71787 26 75497 77 3 1 1 7 2 7 7 12 5286 77 7 7!7 "667#2 757845$7 "67 % 4594789 77 7 7!7 &8 7 #56257573467%7%64$7 &7 '486286 77 7 7!27 6257573467 !37 4594 747 47 7 !7 &8 7#56257573467 %7%64$7 &7 12 9728697 7 32 78%97 72( 4352)7286977 7 74!57 &8 7 #56257573467%7%64$7 &7 * 4 6 2 8 6 6 9 7 + 77 7 7!7 , 257#34757845$7 , 7 -954)57 2652867 . 767 67 7 !7 , 257573467 , !37 &2%4/528657 26 52867. 747 47 7 !7 , 257573467%65)7 , !3 0 7 1(4357 2652867 . 777 77 7 !"7 , 257573467%747 , !3 2 7 4552867 4693482272 77 7 7 !7 625757 25 7"2 67573467 !, 7 &264549 7 46934 82272 787 87 7 !7 "2 67#2 757 25$7 !, 7 * 4693489)792 5)7323456 77 #7 7 7 , 253467 , 71737 &2 9.2%55286 77 $ $ # " 3 9 1 1 7 , 25757%65)73467 , 7173 0 7 * 469348247834 4 594 7%7 5 % 3 5 1 1 1 7 , 25757%65)73467 , 7173 0 7 &2627%46277777777 & 7 7 "2 634677 "71737 &2627%46277777777 % 7 7 , 257 , 7 * 46243286 7'7 (7 7!87 67# 25757%2 6$7 67 1(4357 2652867 54997 469348227 2 7)7 )7 7!"7 2 7573467%747 !3 2 7 & 2 8 6 2 5 5 ) 7 6 2 7 79 762 7!7 7 8347 87 & 265286762 77 *7 7!!+7 8347573467%7%647 8!3 0 7 * 462%9 7 89 7#*7$ 7 9862359762 757 57 7 862 !7 2 757 257 !, 7 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 123 1 2 1 1 1 2 123 МГ. ВАЛИШЕВ, А. А. ПОВЗНЕР. КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ 5 1 12343567389 43 7 39 443 7 383 7 33467 96 2 43 7 439 443 7 84 43 7 1234567897 4 6828 6 3497897 822374 !787 3497" 897 1 1 "74 2 !7825349" 3 3 #1 978 "7498 374$ 73789 !78257325 %8 4 68274&7982 78" 6 ' 7 4 2 ( 8 7 9 ) *8+952(898( 35 1 ,-. 4 2 5 /7 28088223748274 / 1742 1 6 6 4 1 1 7&747 2"7424282$ / 3 42(8982$78 842 ! " ! " 374"742427 2 3 *898 8" 42 # # 6 578497&74822374 58 74822(89692" 895 $ 1 " $ ! 4 7 1 3748274 123456788 2(" 898(35 % 1 7 % $ 4 8 9 1 1 1 3748274 1 5882582 8 8 # 7 & 474&7828 9 7 & 2 8 9 5 9 8 2: 8 2 5 3 9 2: 2 8 2 5 7 ; 2 8 9 2 17497&2895 ' 782 <987$82562 2" 7&289$ #' 574+ 78298 374$ =# >9967 2562 2 7&289$ 3 ' ?2928 78 42 @2)27&289$ 7 7 ?2928 42 ABB9+978)2;2" 895 3# 78298 374$82 (7849 =# 98282 ' 474 8$74 ( 1 ( 3 47498 374$ =9 4%8 9)67895 ) 9 3A874(99 6 ) 9 6 2682 78 7438 93" 2A874(99 3 1 3 4 282742427 3 *878 98 82 3 282742427 3 '874(7967 25 79" ' ' 4 282742427 3 * 3 27825 3" &8 * ' * ' ' * 4 28274&7 9 3 ' ' + * * 4 2" 78282742427 2 3 1 ПРИЛОЖЕНИЯ 5 1 12343567389 43 7 39 443 7 383 7 33467 96 2 43 7 439 443 7 84 43 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 8 3 7 4 5 6 7 8 9 6 8 8 3 4 2 5 6 6 8 6 8 3 4 2 8 3 6 8 75567846626818 18888 3 52688 5834!8 "# 8 $ 5%8$8 $88"8 &662883 528 "# 8 '3556782688 888 (43!8)2*%8568 46+8 (48 , 63556782688 888 - 348)2*%8568 46+8 -8 . /383'36828 8 %8 %8 .5035460 78 3 88 888 3488 5843%3!8335 8 "1 8 . /383288 3543557784534 788 8 5*%8 5*8 633 %8 8 888 5*%8568 3% 58 5*.8 723%567833 %88 88)+8 5*%8568 3% 58568 468 5*) 838.+8 74567833 %8 88)2+8 5*%8568%8568 3% 58 5* % . 3 8 ,54 78 888 5*%8568 3% 58 5*.8 8 /3 !8 350 6848 488)552+ 8 5*%8568%8 5*%8 .499 0 358 2 99 8 6 7 8 8 3488 6246385683 528 8388 .499 0 358 7 898 6 9 7 8 6 6%93 5268 68388 .499 0 35839 425 8!8 ! 6 7 8 368568 3% 58568348 3).838+8 .499 0 35834:9 558567*35 788 88 5 "8 ;%<58568348 ;8 2 *5%8=259 85 378647268#8 #88 $8 3488 6246385683 528568 %8 )8383+8 1 МГ. ВАЛИШЕВ, А. А. ПОВЗНЕР. КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ СОДЕРЖАНИЕ Îò àâòîðîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Ïðåäèñëîâèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 × à ñ ò ü 1 Ìåõàíèêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1. Êèíåìàòèêà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè è àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.1. Ïóòü, ïåðåìåùåíèå, ìãíîâåííàÿ ñêîðîñòü äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.2. Ìãíîâåííîå, êàñàòåëüíîå è íîðìàëüíîå óñêîðåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.1.3. Ñõåìà ðåøåíèÿ îñíîâíîé çàäà÷è êèíåìàòèêè. Ôîðìóëû äëÿ ðàäèóñ-âåêòîðà 11 è âåêòîðà ñêîðîñòè 11 . . . . . . . . 11 1.1.4. Êèíåìàòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè è àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . . 13 1.1.5. Ôîðìóëû âçàèìîñâÿçè ëèíåéíûõ 1 1 1 1 1 2 2 3 1 2 3 3 è óãëîâûõ 1 2 1 1 1 2 3 õàðàêòåðèñòèê ïðè âðàùàòåëüíîì äâèæåíèè . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2. Äèíàìèêà äâèæåíèÿ ìàòåðèàëüíîé òî÷êè è ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . . . . 15 1.2.1. Ñèëà, èíåðòíîñòü òåëà, ìàññà òåëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.2. Çàêîíû Íüþòîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2.3. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.2.4. Öåíòð ìàññ ñèñòåìû. Öåíòð ìàññ è öåíòð òÿæåñòè àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.3. Äèíàìèêà âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.3.1. Ìîìåíò èìïóëüñà ìàòåðèàëüíîé òî÷êè è àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà îòíîñèòåëüíî îñè âðàùåíèÿ . . . . . . . 22 1.3.2. Ìîìåíò ñèëû îòíîñèòåëüíî îñè âðàùåíèÿ. Îñíîâíîé çàêîí äèíàìèêè âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ . . . . . . . . . 23 1.3.3. Ìîìåíò èíåðöèè àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà îòíîñèòåëüíî îñè âðàùåíèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.3.4. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìîìåíòà èìïóëüñà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 *1.3.5. Ãèðîñêîïû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.3.6. Óñëîâèÿ ðàâíîâåñèÿ àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà. Àíàëîãèè ìåæäó ëèíåéíûìè è óãëîâûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ïðè ïîñòóïàòåëüíîì è âðàùàòåëüíîì äâèæåíèÿõ . . . . . . . . . . . 30 1.4. Ìåõàíè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ è ðàáîòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.4.1. Ðàáîòà ñèëû. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ òåëà. Òåîðåìà î êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.4.2. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ âðàùàþùåãîñÿ àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 СОДЕРЖАНИЕ. Ðàáîòà âíåøíèõ ñèë ïî âðàùåíèþ àáñîëþòíî òâåðäîãî òåëà . . . . 34 1.4.4. Ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ âçàèìîäåéñòâóþùèõ òåë. Òåîðåìà î ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.4.5. Ôîðìóëà ñâÿçè ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè W p è êîíñåðâàòèâíîé ñèëû 1 1 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.4.6. Ìåõàíè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû òåë. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.4.7. Ïîòåíöèàëüíûå êðèâûå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.4.8. Ïðèìåíåíèå çàêîíîâ ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà è ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè ê àíàëèçó àáñîëþòíî óïðóãîãî è íåóïðóãîãî ñòîëêíîâåíèé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.5. Ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1.5.1. Ïðåîáðàçîâàíèÿ Ãàëèëåÿ. Ïðèíöèï îòíîñèòåëüíîñòè Ãàëèëåÿ . . 44 1.5.2. Ïîñòóëàòû ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Îïûòíîå îáîñíîâàíèå ïîñòóëàòîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.5.3. Ïðåîáðàçîâàíèÿ Ëîðåíöà. Äîïîëíèòåëüíûå ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè . . . . . . . . . . 47 1.5.4. Êèíåìàòèêà ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè . . . . . . . . . . 48 1.5.4.1. Ïîíÿòèå îäíîâðåìåííîñòè äâóõ ñîáûòèé. . . . . . . . . . . 48 1.5.4.2. Ïîíÿòèå äëèíû ïðåäìåòà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 1.5.4.3. Ïîíÿòèå ïðîìåæóòêà âðåìåíè ìåæäó äâóìÿ ñîáûòèÿìè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1.5.4.4. Ðåëÿòèâèñòñêèé çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé . . . . . . . . . 50 1.5.5. Äèíàìèêà Ñ. Ò. Î. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.5.5.1. Ðåëÿòèâèñòñêèé èìïóëüñ è ìàññà òåëà . . . . . . . . . . . . 51 1.5.5.2. Êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ òåëà â ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 1.5.5.3. Çàêîí âçàèìîñâÿçè ìàññû è ýíåðãèè òåëà . . . . . . . . . . 53 1.5.6. Ðîëü ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè â ñîâðåìåííîé åñòåñòâåííîíàó÷íîé êàðòèíå ìèðà . . . . . . . . . . . 54 *1.6. Îïèñàíèå äâèæåíèÿ òåë â íåèíåðöèàëüíûõ ñèñòåìàõ îòñ÷åòà . . . . . . . 55 1.7. Ãèäðîìåõàíèêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.7.1. Óñëîâèå íåðàçðûâíîñòè ïîòîêà æèäêîñòè . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.7.2. Óðàâíåíèå Áåðíóëëè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.7.3. Ïðèìåðû ïðèìåíåíèÿ óðàâíåíèÿ Áåðíóëëè . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.7.4. Òå÷åíèå ðåàëüíîé æèäêîñòè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 × à ñ ò ü 2 Ýëåêòðîñòàòèêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.1. Ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä. Çàêîí Êóëîíà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.2. Ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ òî÷å÷íûõ çàðÿäîâ. Ïîòåíöèàëüíûé õàðàêòåð ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ . . . . . . . . . . . . . 65 2.3. Âåêòîð íàïðÿæåííîñòè 1 1 è ïîòåíöèàë j ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ. Ðàñ÷åò 1 1 è j äëÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ òî÷å÷íîãî çàðÿäà . . . . . . . 66 2.4. Ïðèíöèï ñóïåðïîçèöèè ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ïîëåé. Ïðèìåðû ðàñ÷åòà 1 1 è j äëÿ íåêîòîðûõ ÷àñòíûõ ñëó÷àåâ ðàñïðåäåëåíèÿ çàðÿäîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.5. Ðàáîòà ñèë ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ. Ôîðìóëà ñâÿçè âåêòîðà 1 1 è ïîòåíöèàëà j . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.6. Ãðàôè÷åñêîå èçîáðàæåíèå ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ïîëåé. . . . . . . . . . . . . 72 2.7. Ïîòîê è öèðêóëÿöèÿ âåêòîðà 1 1 ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ. Òåîðåìà Ãàóññà äëÿ âåêòîðà 1 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.8. Ïðèìåíåíèå òåîðåìû Ãàóññà äëÿ ðàñ÷åòà ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ ïîëåé. . 77 2.9. Ïðîâîäíèêè â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.9.1. Ðàñïðåäåëåíèå èçáûòî÷íîãî çàðÿäà íà ïðîâîäíèêàõ â ñîñòîÿíèè ðàâíîâåñèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.9.2. Íåçàðÿæåííûé ïðîâîäíèê âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå . . . . 84 2.10. Ýëåêòðîåìêîñòü óåäèíåííîãî ïðîâîäíèêà. Ýëåêòðîåìêîñòü êîíäåíñàòîðà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 МГ. ВАЛИШЕВ, А. А. ПОВЗНЕР. КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. Ýíåðãèÿ çàðÿæåííîãî ïðîâîäíèêà è êîíäåíñàòîðà. Ýíåðãèÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ. Îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïîëÿ . . . . . . . . . . 88 2.12. Äèýëåêòðèêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.12.1. Ïîëÿðíûå è íåïîëÿðíûå ìîëåêóëû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.12.2. Ïîâåäåíèå äèïîëÿ â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.12.3. Õàðàêòåðèñòèêè, ââîäèìûå äëÿ îïèñàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â ïðèñóòñòâèè äèýëåêòðèêîâ . . . . . . . . . 91 2.12.4. Íåïîëÿðíûé äèýëåêòðèê âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå . . . . 93 2.12.5. Ïîëÿðíûé äèýëåêòðèê âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå . . . . . 94 2.12.6. Ôèçè÷åñêèé ñìûñë òåîðåìû Ãàóññà äëÿ âåêòîðîâ 1 1 è 1 1 . . . . 95 *2.12.7. Ïîâåäåíèå ëèíèé âåêòîðîâ 1 и 2 íà ãðàíèöå ðàçäåëà äâóõ äèýëåêòðèêîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2.12.8. Ïüåçîýëåêòðèêè. Ñåãíåòîýëåêòðèêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 × à ñ ò ü 3 |