Общий курс физики. В 5 т. Том I. Механика. Сивухин Д.В.

Общий курс физики. В 5 т. 

Том I. Механика.

4-е изд., стереот. — М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. - 560 с.

Первый том курса физики, широко известного у нас в стране и за рубежом. Книга написана на основе лекций, которые в течение ряда лет читались автором студентам Московского физико-технического института. Основное внимание уделено выяснению физического смысла и содержания основных законов и понятий механики, установлению границ применимости этих законов, развитию у студентов навыков физического мышления и умения ставить и решать конкретные задачи.

Третье издание первого тома вышло в 1989 г.

Для студентов физических и математических факультетов университетов, физико-технических и инженерно-физических институтов, а также вузов, где физика является основной дисциплиной.
 

Формат: djvu / zip

Размер: 5,0 Мб

ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ

Четвертое издание первого тома выходит уже после смерти создателя фундаментального «Общего курса физики», выдающегося педагога и подвижника-ученого Д. В. Сивухина. За многие годы, прошедшие со дня опубликования первого издания, книга стала неотъемлемой частью учебного процесса в вузах, готовящих инженеров по специальностям, требующим глубокой подготовки по физике. За эти годы книга нисколько не устарела и не потеряла своей привлекательности, поскольку автор акцентирует внимание читателя не на описательной стороне физических демонстраций, а на физическом смысле рассматриваемых явлений и понятий физики.

Данное учебное пособие выгодно отличает стройность и ясность логических построений. Широкий охват рассматриваемых вопросов при их глубоком изучении делает книгу сравнимой с физической энциклопедией.

Четвертое издание ничем не отличается от третьего, вышедшего в издательстве «Наука» в 1989 г. В текст лишь внесены необходимые несущественные уточнения с целью исправления допущенных опечаток.
Издательство МФТИ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ     ................................................          7

ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ    .......................................................          8

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ.............................................................          9

ВВЕДЕНИЕ...............................................................................................................        12

ГЛАВА   I

КИНЕМАТИКА

§    1.  Пространство и время.................................................................................         19

§    2. Кинематическое описание движения. Материальная точка.......................        32

§    3.  Скорость и ускорение при прямолинейном движении. Угловая ско­
рость и угловое ускорение.........................................................................        34

§   4.  Скорость и ускорение при криволинейном движении    ...........................        38

§   5. Границы применимости классического способа описания движе­
ния   ..............................................................................................................        47

§    6.0 смысле производной и интеграла в приложениях к физическим

вопросам    ...................................................................................................        49

§    7.  О векторах и сложении движений...............................................................        53

§    8.  Степени свободы и обобщенные координаты............................................        65

ГЛАВА   II

ЗАКОНЫ НЬЮТОНА

§   9. Закон инерции. Инерциальная система отсчета   .........................................        69

§ 10. Масса. Закон сохранения импульса   ...........................................................        73

§11.  Второй закон Ньютона. Сила........................................................................        76

§12. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса    .............................        84

§13. Взаимодействие тел на расстоянии и полевое взаимодействие  ...                       89

§ 14.  Роль начальных условий...............................................................................        94

§ 15.  Принцип относительности Галилея..............................................................        97

§16. Аддитивность и закон сохранения массы......................................................      103

§17.  О законах трения............................................................................................      105

ГЛАВА   III

НЕКОТОРЫЕ СЛЕДСТВИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНОВ НЬЮТОНА

§18.  Импульс силы и изменение импульса...........................................................       112

§ 19. Теорема о движении центра масс..................................................................      115

§ 20.  Приведенная масса    ....................................................................................       117

§21. Движение тел с переменной массой. Реактивное движение..........................       119

ГЛАВА   IV

РАБОТА И ЭНЕРГИЯ

§ 22.  Работа и кинетическая энергия    .................................................................       129

§ 23.  Связь между кинетическими энергиями в различных системах от­
счета. Теорема Кёнига   ..............................................................................       137

§ 24. Консервативные и неконсервативные силы    .............................................       138

§ 25.  Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике    .                 143

§ 26. Абсолютно неупругий удар   .......................................................................       151

§ 27.  Внутренняя энергия. Общефизический закон сохранения энергии               155

§ 28. Абсолютно упругий удар.............................................................................       157

§ 29.  Силы и потенциальная энергия    ................................................................       168

ГЛАВА   V

МОМЕНТ ИМПУЛЬСА

§ 30. Момент силы и момент импульса относительно неподвижного на­
чала ...............................................................................................................       176

§31.  Связь момента импульса материальной точки с секториальной ско­
ростью. Теорема площадей   ......................................................................       181

§ 32. Момент импульса и момент сил относительно неподвижной оси    .                182
§ 33. Уравнение момента импульса для вращения вокруг неподвижной

оси. Момент инерции...................................................................................       184

§ 34.  Примеры на закон сохранения вращательного импульса    ......................       186

§ 35. Теорема Гюйгенса—Штейнера.....................................................................       192

§ 36.  Вычисление моментов инерции    ................................................................       193

§ 37. Уравнение моментов относительно движущегося начала и движу­
щейся оси......................................................................................................      200

§38.  Законы сохранения и симметрия пространства и времени   .......................      210

ГЛАВА   VI

ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

§ 39. Кинематика гармонического колебательного движения    .........................      215

§ 40. Гармонические колебания груза на пружине   ...........................................      216

§41. Физический маятник   .....................................................................................      220

§ 42.  Бифилярный и трифилярный подвесы    ....................................................      224

§ 43. Адиабатические инварианты..........................................................................      234

ГЛАВА   VII

МЕХАНИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

§ 44. Твердое тело в механике. Уравнения движения и равновесия твер­
дого тела........................................................................................................      242

§ 45. Мгновенная ось вращения............................................................................      245

§ 46. Угловая скорость как вектор. Сложение вращений    ...............................      248

§ 47. Теорема Эйлера. Общее движение твердого тела.......................................      258

§ 48.  Скатывание тел с наклонной плоскости.......................................................      262

§ 49. Гироскопы. Движение свободного гироскопа    .........................................      278

§50. Гироскоп под действием сил. Приближенная теория...................................     284

§51.  Применения гироскопов   .............................................................................     298

§52.  Основы точной теории симметричного гироскопа    ..................................     305

§ 53. Тензор и эллипсоид инерции.........................................................................     311

§ 54.  Вращение твердого тела по инерции вокруг неподвижной точки    .            315

ГЛАВА   VIII

ТЯГОТЕНИЕ

^55. Законы Кеплера и закон всемирного тяготения............................................     321

§ 56. Ускорение планет и комет при движении по коническим   сече­
ниям   ............................................................................................................     331

§ 57. Условия эллиптического, параболического и гиперболического дви­
жений   ..........................................................................................................     334

§ 58.  Вычисление параметров орбиты..................................................................     337

§ 59. Учет движения Солнца...................................................................................     342

§ 60.  Применение закона всемирного тяготения к проблеме земной тя­
жести ............................................................................................................     345

§61. Космические скорости   ..................................................................................     347

§ 62.  Вывод законов движения планет из закона всемирного тяготения

Ньютона........................................................................................................     353

ГЛАВА   IX

ДВИЖЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО НЕИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОТСЧЕТА

§ 63.  Силы инерции при ускоренном поступательном движении систе­
мы отсчета   ..................................................................................................     356

§ 64.  Силы инерции при ускоренном произвольном движении системы

отсчета...........................................................................................................     360

§ 65. Уравнение относительного движения материальной точки в грави­
тационном поле Земли с учетом ее вращения   .........................................     371

§ 66.  Вес и взвешивание тел    ...............................................................................     373

§ 67.  Отклонение падающих тел от направления подвеса...................................     377

§ 68. Маятник Фуко................................................................................................     380

§ 69.  Приливы.........................................................................................................     385

§ 70. Гравитационная масса и обобщенный закон Галилея..................................     391

§71.  Принцип эквивалентности гравитационных сил и сил инерции . .                   397

§ 72. Гравитационное смещение спектральных линий..........................................     401

ГЛАВА   X

МЕХАНИКА УПРУГИХ ТЕЛ

§ 73.  Идеально упругие тела   ..............................................................................     404

§ 74. Упругие напряжения   ..................................................................................     405

§ 75.  Растяжение и сжатие стержней   ..................................................................     409

§ 76. Деформации прямоугольного параллелепипеда под действием трех

взаимно перпендикулярных сил.................................................................     415

§ 77.  Всестороннее и одностороннее растяжение и сжатие.................................     417

§ 78.  Сдвиг..............................................................................................................     420

§ 79. Кручение   ......................................................................................................     422

§ 80.  Изгиб..............................................................................................................     426

§ 81.  Скорость распространения продольных упругих возмущений в

стержнях   ....................................................................................................   435

§ 82.  Применения принципа суперпозиции..........................................................   441

§ 83.  Скорости распространения продольных и поперечных возмуще­
ний в неограниченной среде    ....................................................................   447

§ 84.  Скорость распространения поперечных возмущений в натянутом

шнуре    ........................................................................................................   450

§ 85.  Скорость распространения звука в жидкостях и газах..............................   452

ГЛАВА   XI

МЕТОДЫ ПОДОБИЯ И РАЗМЕРНОСТИ

§    86.  Размерность и системы единиц..................................................................   456

§    87. Формула размерности.................................................................................   458

§   88. Правило размерности..................................................................................   463

ГЛАВА   XII

МЕХАНИКА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

§    89.  Общие свойства жидкостей и газов   ........................................................   468

§    90.  Основные уравнения равновесия и движения жидкостей    ..................   472

§    91. Гидростатика несжимаемой жидкости........................................................   475

§    92.  Барометрическая формула........................................................................   484

§    93. Кинематическое описание движения жидкости.........................................   487

§    94.  Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бер-

нулли...........................................................................................................   489

§    95.  Примеры на применение уравнения Бернулли. Формула Торри-

челли   .........................................................................................................   496

§    96.  Вязкость......................................................................................................   499

§    97.  Стационарное течение жидкости по прямолинейной трубе. Фор­
мула Пуазейля............................................................................................   506

§    98.  Законы гидродинамического подобия......................................................   511

§    99. Турбулентность и гидродинамическая неустойчивость..........................   516

§ 100. Парадокс Даламбера. Разрывные течения    .............................................   520

§101.  Применение теории размерности    ............................................................   525

§102.  Потенциальные и вихревые движения   .....................................................   527

§103.  Пограничный слой и явление отрыва.........................................................   530

§ 104. Подъемная сила крыла самолета.................................................................   536

§ 105.  Эффект Магнуса   ......................................................................................   541

ПРИЛОЖЕНИЕ     ..................................................................................................   468

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ     ................................................................................   554

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ..............................................................................   555