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

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

Скачать / Download файл

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