ЗМІСТ

            С.

Передмова     8

Розділ 1 Фізичні основи класичної механіки       9

Тема 1 Кінематика   9

§1 Простір і час. Система відліку. Матеріальна точка. Радіус-вектор. Траєкторія, шлях, переміщення [7]            9

§2 Середня й миттєва швидкість. Визначення переміщення і шляху тіла за його швидкістю [4]   10

§3 Прискорення. Визначення швидкості тіла за його прискоренням. Швидкість та координати тіла під час рівноприскореного руху [1]           12

§4 Тангенціальне й нормальне прискорення. Радіус кривизни [1]      14

§5 Вектор кутового зміщення. Кутові швидкість і прискорення. Зв’язок між кутовими й лінійними величинами [1]         16

Тема 2 Динаміка матеріальної точки         18

§6 Перший закон Ньютона. Інерціальні системи відліку [12]   18

§7 Інертність. Маса. Сила. Другий закон Ньютона [7]  19

§8 Третій закон Ньютона. Приклади, що ілюструють третій закон Ньютона [4]       21

§9 Одиниці вимірювань фізичних величин. Основні й похідні одиниці вимірювань. Розмірність [4,13] 21

§10 Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння і вага тіла. Вага тіла, що рухається з прискоренням [4]   23

§11 Сила тертя спокою, коефіцієнт тертя спокою. Сила тертя ковзання, коефіцієнт тертя ковзання [4]   25

§12 Сила пружності. Закон Гука. Розтягування і стискування стержнів, модуль Юнга [4] 26

Тема 3 Закони збереження  27

§13 Закон збереження імпульсу для системи матеріальних точок [4]  27

§14 Центр мас системи матеріальних точок. Швидкість і прискорення центра мас [4]        29

§15 Робота змінної сили. Теорема про кінетичну енергію для системи матеріальних точок [7]     29

§16 Робота сили тяжіння, сили всесвітнього тяжіння, сили пружності. Консервативні сили [4,7]            31

§17 Потенціальна енергія. Взаємний зв’язок потенціальної енергії і консервативної сили [4,7]    33

§18 Повна механічна енергія системи матеріальних точок. Закон збереження повної механічної енергії для системи матеріальних точок. Робота неконсервативних сил [4]          35

§19 Зіткнення тіл. Швидкості тіл після центрального абсолютно пружного та абсолютно непружного ударів [4]       37

Тема 4  Тверде тіло в механіці        38

§20 Момент сили і момент імпульсу. Рівняння моментів для матеріальної точки [7]           38

§21 Рівняння моментів для системи матеріальних точок. Закон збереження моменту імпульсу [1]           39

§22 Швидкість довільної точки твердого тіла під час його плоского руху. Кутова швидкість обертання твердого тіла. Миттєва вісь обертання [4]           41

§23 Рух центра мас твердого тіла. Прискорення центра мас твердого тіла [4]          42

§24 Обертання твердого тіла навколо нерухомої осі. Рівняння динаміки обертального руху відносно нерухомої осі [4]       44

§25 Момент інерції циліндра (диска) відносно осі симетрії [4] 45

§26 Момент інерції стержня [4]     46

§27 Теорема Гюйгенса-Штейнера [7]        47

§28 Робота тіла, що обертається навколо нерухомої осі [4]       47

§29 Кінетична енергія твердого тіла за умови плоского руху [4]         48

§30 Рівняння руху і рівноваги твердого тіла. Прискорення циліндра, який котиться без ковзання з похилої площини [1,7]           50

Тема 5 Неінерційні системи відліку          51

§31 Неінерціальні системи відліку. Сили інерції. Поступальна сила інерції [7]        51

§32 Відцентрова сила інерції [4]    53

§33 Сила Коріоліса [4]         54

Тема 6 Механіка рідин        56

§34 Методи Лагранжа та Ейлера для опису течії рідини. Трубка течії [4,14] 56

§35 Теорема про нерозривність потоку [4]          57

§36 Рівняння Бернуллі [4]   57

§37 Витікання рідини з малого отвору. Формула Торрічеллі [4]          59

§38 Сила внутрішнього тертя. Формула Ньютона для сили внутрішнього тертя. В’язкість. Ламінарна і турбулентна течія рідини. Число Рейнольдса [1]            60

§39 Рух тіл у рідинах та газах. Сила лобового опору. Піднімальна сила. Парадокс Д’Аламбера. Вплив в’язкості на характер обтікання тіла рідиною. Сила Стокса [4]            62

Тема 7 Елементи спеціальної теорії відносності 64

§40 Принцип відносності Галілея. Перетворення Галілея [4]   64

§41 Постулати спеціальної теорії відносності. Відносність одночасності [4,7]          66

§42 Перетворення Лоренца [4]      68

§43 Перетворення швидкостей у спеціальній теорії відносності [4]    69

§44 Лоренцеве скорочення довжини [4]  70

§45 Релятивістське уповільнення ходу часу [4]   71

§46 Інтервал і його інваріантність. Швидкість світла як гранична швидкість поширення довільного сигналу [4]       72

§47 Закон збереження імпульсу в спеціальній теорії відносності. Релятивістське рівняння динаміки [4] 73

§48 Кінетична енергія в спеціальній теорії відносності [4]       74

§49 Енергія спокою. Повна енергія. Взаємозв'язок маси й енергії спокою [4]           76

Розділ 2 Основи молекулярної фізики і термодинаміки            9

Тема 8 Макроскопічний стан         78

§50 Статистичний і термодинамічний підходи до вивчення теплових властивостей макроскопічних тіл [4]            78

§51 Термодинамічна система. Параметри стану системи. Рівноважні та нерівноважні стани. Термодинамічний процес. Квазистатичний процес [4] 79

§52 Температура. Термометр. Загальний (нульовий) закон термодинаміки. Основна властивість температури. Шкала температур Цельсія. Абсолютна температура [8]          79

§53 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії речовини. Броунівський рух [4,15]          81

§54 Рівняння стану термодинамічної системи. Рівняння стану ідеального газу як результат узагальнення експериментальних досліджень [4]           83

§55 Барометрична формула [4]      84

§56 Тиск ідеального газу з точки зору молекулярно-кінетичної теорії [8]      85

§57 Молекулярно-кінетичний зміст абсолютної температури [4]        88

§58 Ступені вільності механічної системи. Теорема про рівномірний розподіл кінетичної енергії за ступенями вільності. Середня енергія молекули [4]       89

Тема 9 Перший закон термодинаміки       90

§59 Внутрішня енергія термодинамічної системи [4]     90

§60 Робота, що виконується тілом при змінах його об'єму [4,8]          91

§61 Кількість теплоти. Перший закон термодинаміки. Вічний двигун першого роду [8]    92

§62 Теплоємність. Питома й молярна теплоємність. Теплоємність при постійному тиску, при постійному об'ємі. Внутрішня енергія ідеального газу. Рівняння Майєра. Стала адіабати [4]      93

§63 Рівняння адіабати ідеального газу [4]            96

§64 Політропічні процеси. Показник політропи. Рівняння політропи [4]      97

§65 Робота, що виконується газом при ізопроцесах [4] 99

§66 Класична теорія теплоємності ідеального газу [4]   101

Тема 10 Другий закон термодинаміки      102

§67 Будова і принцип дії теплової машини. Коефіцієнт корисної дії теплової машини [8] 102

§68 Вічний двигун другого роду. Другий закон термодинаміки. Формулювання другого закону термодинаміки Томсона і Клаузіуса [8]    103

§69 Оборотні і необоротні процеси. Цикл Карно. Перша і друга теореми Карно [8]           104

§70 Нерівність і рівність Клаузіуса. Ентропія. Закон зростання ентропії [8]  106

§71 Ентропія ідеального газу [8]    108

Тема 11 Статистичні розподіли     109

§72 Функція розподілу ймовірності. Функції розподілу молекул за швидкостями Максвелла [4,8]          109

§73 Середні швидкості молекул. Число ударів молекул об одиничну поверхню за одиницю часу [8]      112

§74 Розподіл Больцмана [4]            116

Тема 12 Явища перенесення          117

§75 Довжина вільного пробігу молекул [8]         117

§76 Емпіричні рівняння, що описують дифузію, теплопровідність, внутрішнє тертя. Якісне пояснення явищ перенесення в газах [4]       119

Тема 13 Реальні гази та рідкий стан          123

§77 Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса [4,8]           123

§78 Ізотерми Ван-дер-Ваальсівського газу. Критичні температура, тиск, об'єм і їх зв'язок із сталими Ван-дер-Ваальса [4]     125

§79 Експериментальні ізотерми [4]           126

§80 Фаза в термодинаміці. Фазове перетворення першого і другого роду. Приклади фазових перетворень. Діаграма станів [4]   130

§81 Будова рідин. Поверхневий натяг рідин. Коефіцієнт поверхневого натягу. Крайовий кут [4]           132

§82 Формула Лапласа. Капілярні явища. Висота піднімання й опускання рідини в капілярах [4] 135

Розділ 3 Електрика   78

Тема 14 Електричне поле у вакуумі          138

§83 Явище електризації. Електричний заряд. Елементарний електричний заряд. Дискретність заряду. Закон збереження електричного заряду [5,16]    138

§84 Закон Кулона. Принцип суперпозиції електричних сил. Одиниці вимірювання заряду [5]    140

§85 Електричне поле. Напруженість електричного поля. Напруженість електричного поля точкового заряду. Принцип суперпозиції електричних полів [5]    141

§86 Робота з переміщення заряду в електростатичному полі. Теорема про циркуляцію електростатичного поля. Потенціальна енергія точкового заряду. Потенціал електричного поля. Потенціал системи зарядів [5]            143

§87 Зв’язок між напруженістю електростатичного поля і потенціалом. Силові лінії та еквіпотенціальні поверхні. Перпендикулярність силових ліній і еквіпотенціальних поверхонь [5]    145

§88 Поле електричного диполя [5]            147

§89 Потік вектора. Теорема Гаусса для вектора напруженості електричного поля [9]         149

§90 Напруженість електричного поля нескінченної однорідно зарядженої пластини [2]    151

§91 Напруженість електричного поля однорідно зарядженої циліндричної поверхні [2]    152

§92 Напруженість електричного поля об’ємно зарядженої кулі [2]     153

§93 Диференціальна форма електростатичної теореми Гаусса. Значення теореми Гаусса в теорії електрики [9]       155

Тема 15 Електричне поле у діелектриках 156

§94 Поляризація діелектриків. Зв’язані заряди. Механізми поляризації [9]    156

§95 Вектор поляризації. Поверхнева густина зв’язаних зарядів. Зв’язаний заряд усередині діелектрика [9]            158

§96 Вектор електричної індукції. Теорема Гаусса для діелектриків [9]           159

§97 Поляризованість і діелектрична проникність [9]     160

§98 Умови на межі поділу двох діелектриків [17]          161

§99 Електричне поле усередині діелектричної пластини, яка розміщена перпендикулярно до напрямку поля. Електричне поле усередині діелектричного сферичного шару. Фізичний зміст діелектричної проникності [5]            162

Тема 16 Провідники в електричному полі           164

§100 Умови рівноваги зарядів на провіднику. Електричне поле усередині провідника. Напруженість електричного поля біля поверхні провідника [9]            164

§101 Електроємність відокремленого провідника. Ємність кулі [5]    166

§102 Конденсатор. Ємність конденсатора. Ємність плоского і циліндричного конденсатора. Ємність системи, що складається з послідовно та паралельно з’єднаних конденсаторів [5]  167

Тема 17 Енергія електричного поля          170

§103 Енергія системи точкових зарядів [5]          170

§104 Енергія зарядженого провідника. Енергія зарядженого конденсатора [5]         171

§105 Енергія електричного поля [5]          172

Тема 18 Постійний електричний струм    173

§106 Електричний струм. Густина електричного струму з мікроскопічної точки зору. Рівняння неперервності для електричного заряду [5,9]      173

§107 Сторонні сили. Електрорушійна сила. Робота над електричним зарядом на ділянці кола [5]            175

§108 Закон Ома для однорідної ділянки кола. Залежність опору від геометричних розмірів провідника. Закон Ома в диференціальній формі. Провідність [5]    176

§109 Закон Ома для неоднорідної ділянки кола в диференціальній і інтегральній формі. Закон Ома для замкненого кола [5] 177

§110 Правила Кірхгофа [5] 178

§111 Потужність струму. Закон Джоуля-Ленца в інтегральній і диференціальній формі [5]           179

§112 Процеси встановлення струму під час заряду і розряду конденсатора [9]         180

§113 Природа носіїв струму в металах. Дослід Рікке. Ідея Лоренца визначення відношення заряду до маси носія електричного струму в металах. Дослід Толмена і Стюарта [2]  182

§114 Якісні уявлення про електропровідність металів з точки зору класичної теорії. Закон Ома та Джоуля-Ленца з погляду класичної теорії електропровідності. Недоліки класичної теорії електропровідності [5]            184

§115 Електричний струм у газах. Процеси, що приводять до виникнення носіїв струму при самостійному газовому розряді. Самостійний та несамостійний розряди [5]  186

Список літератури   138

Предметний покажчик        193