Конспект лекцій




НазваКонспект лекцій
Сторінка1/6
Дата конвертації10.05.2013
Розмір1.21 Mb.
ТипКонспект
uchni.com.ua > Фізика > Конспект
  1   2   3   4   5   6


ДНІПРОПЕТРОВСЬКА УНІВЕРСИТЕТ ЕКОНОМІКИ ТА ПРАВА
КАФЕДРА ТОВАРОЗНАВСТВА І ТОРГОВЕЛЬНОГО ПІДПРИЄМНИЦТВА

В . Г. М’ячин
ФІЗИКА ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ СИРОВИНИ ТА МАТЕРІАЛІВ


  1. ^

    КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ




Дніпропетровськ

2010

ВСТУП
Світ навколо нас являє собою матерію. Невід’ємною властивістю матерії та формою її існування є рух. Рух у широкому розумінні слова - це різні зміни матерії - від простого переміщення до складних процесів мислення.

Фізика - наука про найбільш прості і разом з тим найбільш загальні форми руху матерії та їх взаємні перетворення. Форми руху матерії, що вивчаються фізикою (механічна, теплова та ін.), присутні в усіх вищих та більш складних формах руху матерії (хімічних , біологічних та ін.). Тому вони є у той же час найбільш загальними формами руху матерії. Вищі та більш складні форми руху матерії - предмет вивчення інших наук (хімії, біології та ін.).

Фізика тісно пов’язана з природничими науками (астрономією, геологією, хімією, біологією та ін.). В результаті була створена ціла низка нових суміжних дисциплін, таких як астрофізика, біофізика тощо.

Фізика тісно пов’язана і з технікою, причому цей зв’язок має двосторонній характер. Фізика виросла з потреб техніки (розвиток механіки у древніх греків, наприклад, був ініційований потребами будівельної та військової техніки того часу), і техніка, в свою чергу, визначає напрямок фізичних досліджень (наприклад, у свій час завдання створення найбільш економічних теплових двигунів викликала бурхливий розвиток термодинаміки). З іншого боку, від розвитку фізики залежить технічний рівень виробництва. Фізика - база для створення нових галузей тех­ніки (електронна техніка, ядерна та ін.).

Важко переоцінити роль фізики при дослідженні якості та властивостей різноманітних товарів. Підвищення якості суттєво залежить від створення нових, більш точних та досконалих методів контролю сировини, технологічних процесів та готової продукції.

У харчових галузях промисловості більша частка вимірювальної інформації надходить за допомогою лабораторних засобів інформації. Створення нових засобів вимірювнь приводить до того, що все ширше впроваджуються такі прогресивні види вимірювальної техніки, як хроматографи, ЯМР – аналізатори та ін. Суттєві якісні зміни відбуваються з традиційними засобами вимірювань, що пов’язано з бурхливим розвитком обчислювальної техніки.

^ 1. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ МЕХАНІКИ
Механіка – частина фізики, яка вивчає закономірності механічного руху та причини, що викликають чи змінюють цей рух. Механічний рух – це зміна протягом часу взаємного розташування тіл чи їх частин.

Механіка поділяється на три розділи: 1) кінематику; 2) динаміку; 3) статику.

Кінематика вивчає рух тіл, не розглядаючи причини, котрі цей рух обумовлюють.

Динаміка вивчає закони руху тіл та причини, котрі викликають чи змінюють цей рух.

Статика вивчає закони рівноваги системи тіл.

Найпростішою моделлю механіки є матеріальна точка – тіло, розмірами котрого у даній задачі можна знехтувати.

Траєкторія руху матеріальної точки - лінія, що описується цією точкою у просторі. Залежно від форми траєкторії рух може бути прямолінійним чи криволінійним.

Довжина ділянки траєкторії, пройдена матеріальною точкою з моменту початку відрахунку часу, називається довжиною шляху і є скалярною функцією часу.

Вектор , проведений від початкового місцезнаходження точки в місцезнаходження її в даний момент часу (приріст радіус - вектора точки за даний проміжок часу), називається переміщенням.

^ Вектором середньої швидкості <> називають відношення приросту радіус - вектора точки до проміжку часу ?t:

. (1.1)

Модуль миттєвої швидкості дорівнює першій похідній шляху від часу:

. (1. 2)

Миттєвим прискоренням (прискоренням) матеріальної точки у момент часу t є границя середнього прискорення:

. (1. 3)

Таким чином, прискорення є векторна величина, яка дорівнює першій похідній швидкості за часом.

Тангенціальна складова прискорення:

, (1. 4)

тобто дорівнює першій похідній за часом від модуля швидкості, визначаючи тим самим швидкість зміни швидкості за модулем.

Нормальна складова прискорення

(1. 5)

спрямованa за нopмaллю до тpaєктopії до цeнтpy її викривлення (тoмy її нaзивaють тaкож цeнтpocпрямованим прискоренням).

Повне прискорення тіла є геометрична cyмa тангенціальної та нормальної складових (рис. 1.1):

. (1.6)

Рис. 1.1
Таким чином, тангенціальна складова прискорення xapaктepизує швидкість зміни швидкості за мoдyлем (спрямована до дотичної до тpaєктopії), a нopмaльнa cкладова прискopeння - швидкість зміни швидкості за напрямком (спрямована до цeнтpу викривлення тpaєктopії).

^ Кутовою швидкістю є векторна величина, що дорівнює першій похідній кута повороту тіла за часом:

. (1. 7)

Вектор спрямований уздовж осі обертання за правилом правого гвинта, тобто у напрямку вектора (рис. 2а). Одиниця вимірювання кутової швидкості.

^ Лінійна швидкість точки

v = ?R. (1. 8)

Якщо ? = const, тo обертання pівнoміpне і його мoжна xapaктepизувати пepіoдoм обертання T - часом, зa який тoчкa здійснює oдин пoвний oбеpт, тобто обертається нa кут 2?.

.

Чиcлo пoвниx oбеpтів, що здійснюються тілoм пpи pівнoміpнoму його русі пo колу, за одиницю часу нaзивaєтьcя чacтoтoю обертання:

n = ,

звідки

? = 2? .

Кутовим прискоренням нaзивaєтьcя вeктopна вeличина, що дорівнює похідній кутової швидкості за часом:

. (1.9)

Одиниця вимірювання кутового прискорення.

Пpи обертанні тілa навколо нeрухомої ocі вeктop кутовoгo прискopeння спpямований уздoвж ocі обертання у бік вeктopa елeмeнтapнoгo пpиpосту кyтовoї швидкості. Пpи приcкopeнoму русі напрямки вeктopів та співпадають (рис. 2 б), пpи уповільненому - протилежні (рис. 2 в).

а б в

Рис. 1. 2
Тангенціальна складова прискорення:

.

Hopмaльнa cкладова прискорення:

.

Нижче зіставлені формули кінематики поступового та обертального руху:


Поступальний рух

Обертальний рух

Формули переходу

Шлях s

Швидкість v

Прискорення a

s = vt

v=v0+at

s = v0t +


Кут ?

Кутова швидкість ?

Кутове прискорення ?

? = ?t

w = w0+?t

? = w0t +


s = ?R

v = ?R





^ 2. ЗАКОНИ ДИНАМІКИ
Перший закон Ньютона: будь-яка матеріальна точка (тіло) зберігає стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху до тих пір, доки вплив з боку інших тіл не вимусить її змінити цей стан. Властивість тіла зберігати стан спокою чи рівномірного прямолінійного руху називається інертністю. Тому перший закон Ньютона називають також законом iнерціі.

Другий закон Ньютона - основний закон динаміки поступового руху - відповідає на запитання, як змінюється механічний рух матеріальної точки (тіла) під дією прикладених до неї сил.

^ Другий закон Ньютона: прискорення, набуте матеріальною точкою (тілом), пропорційне викликаючій його силі, збігається з нею за напрямком та обернено пропорційне масі матеріальної точки (тіла):

чи . (2.1)

Другий закон Ньютона діє тільки в інерціальних системах відліку.

Взаємодія між матеріальними точками (тілами) визначається третім зако­ном Ньютона: будь–який вплив матеріальних точок (тіл) одна на іншу носить характер взаємодії; сили, з якими діють одна на одну материальні точки, завжди рівні за модулем, протилежно спрямовані та діють уздовж прямої, що поєднує ці точки:

. (2. 2)

^ Кількістю руху тіла з масою m, що рухається із швидкістю , називається вектор m. Якщо тіло в короткий термін ?t знаходилось під дією сили F, то другий закон Ньютона можна сформулювати наступним чином: зміна кількості руху тіла дорівнює імпульсу сили, діючої на тіло, і відбувається у напрямку дії сили:

,

де - імпульс сили; - зміна кількості руху тіла за термін ?t.

^ Закон збереження кількості руху. Якщо на систему тіл не діють зовнішні сили, тоді внутрішні сили не зможуть змінити кількість руху системи і вона залишається постійною:

при .

Зовнішніми силами називаються сили, що діють на тіла певної системи з боку інших тіл, які не належать до даної системи. Внутрішніми називаються сили, що діють між тілами однієї системи.

Якщо тіло під дією прикладеної до нього сили здійснило переміщення , тоді скалярний добуток векторів та називається роботою сили на переміщенні :



Одиницею вимірювання механічної роботи є джоуль (Дж) – робота, що здійснює сила в 1Н на шляху в 1м.

^ Кінетичною енергією тіла, що рухається, є скалярна величина:

,

де m – маса; v – швидкість руху.

Потенційною енергією тіла чи системи тіл називається енергія, обумовлена взаємодією тіл.

^ Потенційна енергія стиснутої (чи розтягнутої) пружини дорівнює роботі, що здійснюється при її деформації:

,

де s – абсолютне значення деформації; k – жорсткість пружини.

Потенційна енергія тіла вагою P на висоті h над поверхнею Землі дорівнює роботі при його підійманні:

.

^ Закон збереження механічної енергії. Повна механічна енергія тіла чи системи тіл дорівнює сумі кінетичних та потенційних енергій тіл, що входять у систему:

.

^ Моментом інерції системи (тіла) відносно даної осі називається фізична величина, що дорівнює сумі добутків мас матеріальних точок системи на квадрати їхніх відстаней до осі:

.

Якщо відомий момент інерції тіла відносно осі, що проходить крізь його центр мас, тоді момент інерції відносно будь-якої іншої паралельної осі визначається теоремою Штейнера: момент інерції тіла J відносно довільної осі дорівнює моменту його інерції Jc відносно паралельної осі, що проходить через центр мас С тіла, складеному з добутком маси т тіла на квадрат відстані а між осями:

J = Jc + ma2.

Зіставлення рівнянь динаміки поступального та обертального рухів:
Поступальний рух: Обертальний рух:

Сила Момент сили

Маса m Момент інерції J

Кількість руху Момент кількості руху
Перший закон Ньютона

v = const при ? = соnst при

Другий закон Ньютона



Закон збереження

кількості руху момента кількості руху



Третій закон Ньютона



Робота

A = Fs A = M?

Кінетична енергія



Закон збереження енергії

+ А = const + A = const

Потужність

N = N =

^ 3. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ ТА ТЕРМОДИНАМІКИ

  1   2   3   4   5   6

Додати документ в свій блог або на сайт

Схожі:

Конспект лекцій iconКонспект лекцій
Корпоративне управління для бакалаврів: конспект лекцій / укладач О. М. Соляник. – Суми: Сумський державний університет, 2011. –...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій Частина 1 Загальна мінералогія
Скакун Л. З. Мінералогія. Конспект лекцій. Ч. – Львів: Видавничий центр лну ім. Івана Франка, 2002. – 82 с

Конспект лекцій iconКонспект лекцій Частина II суми
Стратегічний маркетинг : конспект лекцій / укладачі: В. В. Божкова, Ю. М. Мельник, Л. Ю. Сагер. – Суми : Сумський державний університет,...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій враховує досвід читання лекцій І проведення практичних...
Текст лекцій з курсу «аск та оптимізація режимів енергосистем» для студентів електроенергетичного факультету

Конспект лекцій iconКонспект лекцій з дисципліни «соціальне страхування»
Соціальне страхування: Конспект лекцій / Укладачі: П. В. Тархов, В. М. Боронос, Е. Г. Козін, К. В. Савченко.– Суми: Вид-во СумДУ,...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій з дисципліни "Культурологія" для студентів напряму підготовки 020210
Конспект лекцій з дисципліни "Культурологія" /професор В. Г. Чуприна, ст викладач С.І. Афанасьєва, О. П. Сандік, Херсон. Хнту. 2009...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій для студентів спеціальностей: 0501 “Фінанси”, 0501 "Економіка підприємства"
Фінанси підприємств: Конспект лекцій / Укладачі: В. Г. Боронос, О. О. Захаркін, К. В. Савченко. Суми: Вид-во СумДУ, 2010. 196с

Конспект лекцій iconКонспект лекцій з дисципліни «Документознавство»
...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій з дисципліни „ Управління інноваційним розвитком”...
Конспект лекцій з дисципліни „Управління інноваційним розвитком” / Укладачі: С. М. Ілляшенко, О. А. Біловодська. – Суми: Вид-во СумДУ,...

Конспект лекцій iconКонспект лекцій з дисципліни «українська мова за професійним спрямуванням» Одеса 2010
Конспект лекцій з дисципліни «Українська мова за професійним спрямуванням» для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форми...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2013
звернутися до адміністрації
uchni.com.ua
Головна сторінка