Назад в список
Назад в список


Прошкин С.С., Нименский Н.В., Самолетов В.А.

Сборник задач по механике, термодинамике и молекулярной физике

Учебное пособие



(вариант для печати в PDF-формате (77 кб))

Предисловие

Предлагаемое учебное пособие включает в себя два раздела, составленных в соответствии с курсом общей физики для втузов: «Механика и механические колебания», «Молекулярная физика и термодинамика».

Пособие предназначено для студентов и преподавателей высших технических учебных заведений с обычной вузовской программой по физике и может быть использовано студентами других вузов, где изучается курс общей физики.

Вначале пособия приводятся основные формулы, понятия и законы, знание которых необходимо для понимания и решения задач; дальше следуют примеры решения задач, охватывающие все основные темы данных разделов; затем приводятся задачи для самостоятельного решения; заканчивается пособие краткими ответами и справочными материалами. Список литературы, использованной при составлении пособия, приводится в конце книги.

Структура пособия и объем приведенных задач для самостоятельного решения (более 950 в первом разделе и более 560 во втором) позволяет преподавателю составлять варианты как для индивидуальных заданий, так и для проведения контрольных и проверочных работ. В тоже время значительное разнообразие вариантов задач дает возможность изучения всех основных методических разделов курса общей физики на практических занятиях.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ... 3

МЕХАНИКА И МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

Основные формулы ... 4
Основы кинематики поступательного движения ... 4
Основы кинематики вращательного движения ... 9
Основы динамики материальной точки ... 12
Основы динамики абсолютно твёрдого тела ... 18
Механическая работа и энергия ... 23
Неинерциальные системы отсчета ... 28
Движение тел переменной массы ... 29
Элементы специальной теории относительности ... 30
Основы физики механических колебаний ... 33
Основы физики механических волн ... 41

Примеры решения задач ... 46

Задачи для самостоятельного решения ... 101

1. Кинематика ... 101

1.1. Прямолинейное движение с постоянной скоростью ... 101
1.2. Прямолинейное движение с переменной скорость ... 105
1.3. Средняя скорость при прямолинейном движении ... 109
1.4. Движение в поле тяжести ... 113
1.5. Сложение скоростей. Относительная скорость ... 118
1.6. Равномерное движение по окружности ... 123
1.7. Движение по окружности с переменной скоростью ... 127
1.8. Средняя скорость при вращательном движении ... 132
1.9. Уравнение и траектория движения ... 135
1.10. Движение с кинематическими связями ... 140

2. Динамика ... 145
2.1. Динамика прямолинейного движения по горизонтали ... 145
2.2. Динамика тела, движущегося под углом к горизонту ... 149
2.3. Динамика вращательного движения материальной точки  ... 154
2.4. Динамика движения тел со связями ... 159
2.5. Закон всемирного тяготения. Невесомость ... 166
2.6. Сила упругости. Закон Гука ... 169
2.7. Сила Архимеда ... 171
2.8. Сила и уравнение движения ... 174
2.9. Законы сохранения и изменения импульса ... 176
2.10. Механическая работа ... 181
2.11. Мощность ... 185
2.12. Кинетическая и потенциальная энергия ... 188
2.13. Законы сохранения и изменения энергии ... 191
2.14. Применение законов сохранения и изменения энергии и импульса ... 196
2.15. Определение центра масс и момента инерции ... 201
2.16. Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела ... 206
2.17. Законы сохранения момента импульса и энергии ... 215
2.18. Динамика движения тел переменной массы ... 221
2.19. Неинерциальные системы отсчета ... 224
2.20. Релятивистская механика ... 228
2.21..Статика ... 231

3. Механические колебания и волны ... 236

3.1. Маятники. Колебательные системы ... 236
3.2. Уравнение гармонических колебаний ... 240
3.3. Сложение колебаний. Биения ... 244
3.4. Энергия колебаний. Возвращающая сила ... 246
3.5. Затухающие колебания ... 250
3.6. Вынужденные колебания. Резонанс ... 253
3.7. Звуковая и механическая волна. Эффект Доплера ... 256

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

Основные формулы ... 261
Уравнение состояния и процессы идеального газа ... 261
Статистическая физика ... 264
Явления переноса ... 268
Термодинамика ... 270
Ван-дер-Ваальсовский газ ... 277

Примеры решения задач ... 280

Задачи для самостоятельного решения ... 339

4. Молекулярная физика ... 339

4.1. Закон Авогадро, масса и размер молекул ... 339
4.2. Законы идеальных газов ... 341
4.3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории ... 350
4.4. Функция распределения Больцмана. Барометрическая формула ... 353
4.5. Функция распределения Максвелла. Скорости молекул ... 359
4.6. Длина свободного пробега ... 364
4.7. Число соударений молекул. Время между соударениями ... 368
4.8. Явления переноса ... 371
4.9. Ван-дер-Ваальсовский газ ... 377

5. Термодинамика ... 380

4.1. Энергия молекул. Внутренняя энергия газа ... 380
4.2. Теплоемкость ... 385
4.3. Адиабатный процесс ... 389
4.4. Первое начало термодинамики ... 394
4.5. Цикл Карно ... 401
4.6. Циклы ... 405
4.7. Энтропия ... 415

Ответы к задачам ... 422

Справочные материалы ... 448

Список литературы ... 457


 
  Назад в список