Белорусский государственный университет
Химический факультет
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО МЕХАНИКЕ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПЕРВОГО КУРСА ХИМИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
Минск, 2010
Оглавление
1.Теория погрешности.......................................................................................................................3
2.Оформление лабораторных работ................................................................................................15
3.Введение в курс общей физики....................................................................................................22
4.Механика. Задачи и предмет механики.......................................................................................26
5.Кинематика....................................................................................................................................27
6.Векторыи их свойства. Операции над векторами......................................................................29
7.Кинематика материальной точки.................................................................................................32
8.Основные задачи кинематики материальной точки...................................................................38
9.Вращательное движение. Связь угловых и линейных величин................................................42
10.Механика абсолютно твердого тела. Кинематика и динамика АТТ......................................51
11.Принцип относительности Галилея. Инерциальные системы отсчета..................................57
12.Основные положения теории относительности.......................................................................60
13.Законы Ньютона..........................................................................................................................64
14.Закон сохранения импульса.......................................................................................................66
15.Движение в гравитационном поле. Закон всемирного тяготения..........................................68
16.Сила тяжести. Вес тела...............................................................................................................69
17.Деформация твердого тела. Механика упругих сред...............................................................72
18.Закон Гука. Деформации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и кручения...........................73
19.Силы трения. Закон Кулона........................................................................................................80
20.Движение тел с переменной массой..........................................................................................84
21.Работа и энергия. Элементарная и полная работа силы..........................................................87
22.Мощность.....................................................................................................................................88
23.Потенциальные силы...................................................................................................................89
24.Кинетическая и потенциальная энергия....................................................................................90
25.Закон сохранения механической энергии.................................................................................90
26.Закон сохранения полной энергии.............................................................................................92
27.Закон сохранения энергии для системы материальных точек................................................93
28.Энергия материальной точки в релятивистском случае..........................................................94
29.Момент силы относительно материальной точки....................................................................97
30.Момент импульса материальной точки.....................................................................................98
31.Момент инерции материальной точки....................................................................................101
32.Вычисление моментов инерции АТТ......................................................................................103
33.Механические колебания..........................................................................................................107
34.Гармонические колебания........................................................................................................108
35.Комплексное представление гармонических колебаний.......................................................111
36.Вынужденные колебания..........................................................................................................112
37.Сложение колебаний одного направления.............................................................................116
38.Сложение взаимоперпендикулярных колебаний...................................................................118
39.Механические волны. Волновое уравнение............................................................................120
40.Упругие волны...........................................................................................................................123
41.Уравнение плоской и сферической волны..............................................................................123
42.Волновое уравнение..................................................................................................................125
43.Скорость распространения волн в твердых телах, жидкостях и газах.................................127
44.Энергия волны...........................................................................................................................130
45.Звуковые волны.........................................................................................................................131
46.Интерференция волн.................................................................................................................132
47.Ударные волны..........................................................................................................................134
48.Эффект Доплера........................................................................................................................134
49.Электромагнитные волны.........................................................................................................134
Измерения. Погрешности измерений
Неотъемлемой частью всякого эксперимента являются измерения. Измерениемназывается нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В учебных лабораториях чаще всего приходится встречаться с прямыми и косвенными измерениями.
Прямым называется измерение, при котором значением искомой величины находится непосредственно из отсчета по прибору.
Косвенным – измерение, при котором значение величины находится по формуле как функция других величин.
При измерении находится не точное, а приближенное значение искомой физической величины, т.е. полученный результат содержит погрешность.
Источников погрешностей много: несовершенство приборов, наших органов чувств, влиянием внешних факторов, приближенный характер метода, округление при отсчетах и вычислениях и т.д.
Цель экспериментатора состоит в том, чтобы: 1) определить значение измеряемой величины с возможно меньшей погрешностью; 2) оценить эту погрешность; 3) правильно округлить результат; 4) записать результат в интервальном виде.
Случайные систематические погрешности. Промахи
Погрешности делятся на случайные, систематические и промахи.
Случайные – погрешности, знак и величина которых непредсказуемо меняются от опыта к опыту. Они обычно вызываются большим количеством одновременно действующих причин, характер и размер влияния которых на результат измерения мы определить не можем. Так возникают погрешности при взвешивании из-за содрогания установки, не абсолютно одинаковой тщательности взвешивания, при округлении отсчета со шкалы прибора, при не точной форме изучаемого объекта и т.д. При многократном повторении измерения позволяет уменьшить влияние случайных погрешностей на окончательный результат.
Систематические погрешности – это такие, знак и величины которых сохраняются (или меняются закономерным образом) от опыта к опыту. Это погрешности из-за неточной разбивки шкалы приборы; из-за изменения физической величины повышением (понижением) температуры, из-за неоднородности изучаемого объекта и т.д.
Уменьшить вклад систематических погрешностей в результат измерения нельзя с помощью повторения опыта. Это можно сделать путем совершенствования измерительных приборов, уточнения методики измерений.
Промахи – грубые ошибки в эксперименте при невнимательности экспериментатора, при резком изменении условий опыта. Измерения, содержащие промахи отбрасываются, как не заслуживающие доверия.
О приближенных вычислениях
При решении задач и обработке результатов физических экспериментов мы встречаемся с различными значениями физических величин. Они определяются в результате расчетов или измерений, находятся из таблиц
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.