У підручнику викладено основні закони механіки, молекулярної фізики і термодинаміки, які потрібні для подальшого вивчення як фізики, так і суміжних з нею технічних дисциплін. До кожного розділу подано стислий огляд основних питань, приклади розв'язування задач, контрольні запитання, а тому книга є базою для самостійної роботи студентів при вивченні фізики. Підручник відповідає чинній ч навчальній програмі й призначений для студентів інженерних спеціальностей та викладачів вищих технічних навчальних закладів. ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА 9 ЧАСТИНА І. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ КЛАСИЧНОЇ МЕХАНІКИ 11 Розділ 1. Кінематика 12 1.1 Кінематика матеріальної точки 13 1.1.1 Система відліку 13 1.1.2 Матеріальна точка. Способи опису руху матеріальної точки 14 1.1.3 Рівномірний рух. Швидкість рівномірного руху 17 1Л .4 Нерівномірний рух. Середня швидкість. Миттєва швидкість 19 1.1.5 Рівнозмінний рух. Прискорення. Змінний рух. Миттєве прискорення 21 1.1.6 Прискорення при криволінійному русі. Нормальне і тангенціальне прискорення 22 1.2 Абсолютно тверде тіло та число ступенів його свободи ... 28 13 Кінематика обертального руху твердого тіла 32 1.3.1 Обертальний рух твердого тіла відносно нерухомої осі обертання. Вектор кутового переміщення. Кутова швидкість. Кутове прискорення 32 1.3.2 Зв'язок між кутовими і лінійними кінематичними величинами обертального руху 36 1.4 Кінематика відносного руху. Переносне прискорення. Коріолісове прискорення 38 1.5 Стислий огляд основних питань кінематики 43 1.6 Приклади розв'язування задач 48 1.7 Контрольні запитання 76 Розділ 2. Динаміка матеріальної точки і поступального руху твердого тіла. Гравітація 79 2.1 Динаміка матеріальної точки. Закони Ньютона 79 2.2 Сили в природі. Сили в механіці 86 2.2.1 Сили тертя 88 2.2.2 Сили пружності 94 2.2.3 Сили інерції 95 2.3 Гравітація 99 2.3.1 Закони Кеплера. Закон Всесвітнього тяжіння 101 2.3.2 Експериментальне визначення гравітаційної сталої. Дослід Кавендиша 104 2.3.3 Гравітаційна взаємодія тіл довільної форми 109 2.3.4 Гравітаційне поле. Напруженість гравітаційного поля .115 2.3.5 Елементи теорії векторного поля. Теорема Остроградського-Гауса 118 2.3.6 Гравітаційне поле Землі (поле тіла сферичної форми). 124 2.3.7 Аномалії гравітаційного поля Землі. Поняття про гравітаційну розвідку 127 2.4 Рух тіл у полі тяжіння. Вага тіла. Невагомість. Штучні супутники 129 2.4.1 Багатіла 129 2.4.2 Рух тіла у полі тяжіння у вертикальному напрямі Перевантаження. Невагомість 131 2.4.3 Криволінійний рух тіла у полі тяжіння 135 2.4.4 Вплив обертання Землі на вагу тіл 139 2.4.5 Штучні супутники Землі 144 2.5 Стислий огляд основних питань динаміки 149 2.6 Приклади розв'язування задач 155 2.7 Контрольні запитання 174 Розділ 3. Закони збереження в механіці 176 3.1 Закон збереження імпульсу 177 3.2 Центр мас. Теорема про рух центра мас 178 33 Реактивний рух 181 3.4 Реактивний рух у природі. Живі ракети 184 3.5 Робота сталої і змінної сил. Потужність 185 3.6 Енергія. Загальний підхід до поняття енергії 188 3.7 Кінетична енергія матеріальної точки (тіла) при поступальному русі 193 3.8 Робота сил тяжіння. Потенціальна енергія тіла в полі тяжіння 195 3.9 Закон збереження енергії в механіці 199 ЗЛО Застосування законів збереження до співудару двох тіл .200 ЗЛІ Основні напрями альтернативної енергетики 204 3.12 Стислий огляд основних питань законів збереження в механіці 208 3.13 Приклади розв'язування задач 214 3.14 Контрольні запитання 221 Розділ 4. Динаміка обертального руху твердого тіла 223 4.1 Кінетична енергія обертального руху твердого тіла відносно нерухомої осі обертання. Момент інерції тіла 223 4.2 Основне рівняння динаміки обертального руху твердого тіла відносно нерухомої осі обертання 225 43 Момент імпульсу. Закон збереження моменту імпульсу 229 4.4 Моменти інерції різних тіл. Теорема Штейнера 233 4.5 Вільні осі обертання тіла. Головні осі інерції тіла. Головнії моменти інерції тіла. Поняття про тензор моменту інерції тіла 240 4.6 Гіроскопічний ефект. Прецесія гіроскопа 244 4.7 Застосування гіроскопів та гіроскопічних ефектів 249 4.8 Стислий огляд основних питань динаміки обертального руху твердого тіла 252 4.9 Приклади розв'язування задач 258 4.10 Контрольні запитання 269 Розділ 5. Механіка суцільних середовищ 270 5.1 Кінематика рідин і газів 270 5.2 Рівняння Бернуллі 274 5.3 Наслідки з рівняння Бернуллі 278 53.1 Швидкість витікання рідини через невеликий отвір 278 53.2 Горизонтально розташована трубка течії. Вимірювання швидкості течії 280 533 Застосування наслідків з рівняння Бернуллі в техніці.. 281 5.4 Внутрішнє тертя в рідинах і газах (в'язкість) 285 5.5 Течія Пуазейля. Формула Пуазейля 287 5.6 Ламінарний та турбулентний режими течії. Число Рейнольдса. Рух тіл в рідинах і газах 291 5.7 Елементи реології 294 5.7.1 Ньютонівські та неньютонівські системи 295 5.7.2 Експериментальні методи вивчення в'язкості 298 5.8 Механічні властивості твердих тіл 302 5.8.1 Основні види пружних деформацій твердого тіла Закон Гука …………………………………………………………….303 5.8.2 Твердість тіл 314 5.9 Стислий огляд основних питань механіки суцільних середовищ 316 5.10 Приклади розв'язування задач 327 5.11 Контрольні запитання 340 ЧАСТИНА П. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА 342 Розділ 6. Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів 344 6.1 Ідеальний газ. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів 344 6.2 Молекулярно-кінетичне пояснення температури 348 63 Наслідки з основного рівняння молекулярно- кінетичної теорії ідеальних газів 352 6.4 Швидкості газових молекул. Функція розподілу Максвелла 357 6.5 Експериментальне визначення швидкостей молекул газу 364 6.6 Барометрична формула. Атмосфера Землі 367 6.7 Функція розподілу Больцмана 371 6.8 Експериментальне визначення сталої Авогадро. Дослід Перрена 373 6.9 Стислий огляд основних питань з молекуклярно- кінетичної теорії ідеальних газів 376 6.10 Приклади розв'язування задач 383 6.11 Контрольні запитання 388 Розділ 7. Явища перенесення в газах 390 7.1 Середня довжина вільного пробігу молекул газу 390 7.2 Дифузія. Закон Фіка 393 73 В'язкість газів (внутрішнє тертя). Закон Ньютона для внутрішнього тертя 398 7.4 Теплопровідність Закон Фур'є. Молекулярно-кінетична теорія теплопровідності газів 400 7.5 Співвідношення між коефіцієнтами перенесення 404 7.6 Явища перенесення у розріджених газах 407 7.7 Стислий огляд основних питань явищ перенесення 409 7.8 Приклади розв'язування задач 412 7.9 Контрольні запитання 414 Розділ 8. Термодинаміка 415 8.1 Число ступенів свободи молекул. Закон розподілу енергії між ступенями свободи молекул. Внутрішня енергія ідеального газу 416 8.2 Теплота. Кількість теплоти 420 83 Теплоємність тіла. Питома та молярна теплоємності тіл 423 8.4 Робота, здійснювана тілом при зміні його об'єму 424 8.5 Перший закон (перше начало) термодинаміки та його застосування до ізопроцесів 426 8.6 Адіабатний процес 430 8.7 Політропні процеси 437 8.8 Принцип роботи теплового двигуна 438 8.9 Ідеальний тепловий двигун. Цикл Карно та його коефіцієнт корисної дії 440 8.10 Холодильна машина 444 8.11 Оборотні і необоротні процеси. Ентропія. Вільна енергія 447 8.12 Термодинамічні потенціали. Ентальпія. Потенціал Ґібса 454 8.13 Другий закон (друге начало) термодинаміки та його статистичний харакгер 456 8.14 Межі застосування другого закону термодинаміки. Відкриті термодинамічні системи. Теорема Пригожина. Флуктуації. Синергетика 463 8.15 Стислий огляд основних питань термодинаміки 467 8.16 Приклади розв'язування задач 477 8.17 Контрольні запитання 491 Розділ 9. Реальні гази 493 9.1 Сили міжмолекулярної взаємодії в реальних газах 493 9.2 Рівняння Ван-дер-Ваальса 496 93 Ізотерми Ван-дер-Ваальса 500 9.4 Експериментальні ізотерми реальних газів. Критичний стан речовини 503 9.5 Зведене рівняння Ван-дер-Ваальса 506 9.6 Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля-Томсона 508 9.7 Зрідження газів 512 9.8 Стислий огляд основних питань реальних газів 515 9.9 Приклади розв'язування задач 518 9.10 Контрольні запитання 521 Розділ 10. Елементи фізики рідин 522 10.1 Будова рідини. Загальна характеристика рідкого стану речовини 522 10.2 Поверхневий натяг 525 10.3 Взаємодія рідини з. твердим тілом 529 10.4 Додатковий тиск під викривленою поверхнею рідини....533 10.5 Капілярні явища 535 10.6 Поняття про квантові рідини 536 10.7 Стислий огляд основних питань фізики рідин 541 10.8 Приклади розв'язування задач 543 10.9 Контрольні запитання 553 Розділ 11. Тверді тіла 554 11.1 Будова твердих тіл 554 11.2 Дефекти в кристалах 561 11.3 Теплове розширення твердих тіл 564 11.4 Теплоємність твердих тіл 565 11.5 Теплопровідність твердих тіл 570 11.6. Дифузія у твердих тілах 572 11.7 Рідкі кристали 572 11.8 Аморфні тіла. Полімери 575 11.9 Стислий огляд основних питань твердого тіла 579 11.10 Приклади розв'язування задач 583 11.11 Контрольні запитання 587 Розділ 12. Фазові переходи 589 12.1 Типи фазових переходів 589 12.2 Випаровування і конденсація. Рівняння Клапейрона-Клаузіуса 590 12 J Плавлення і кристалізація твердих тіл 593 12.4 Сублімація твердих тіл 594 12.5 Фазові діаграми. Потрійна точка 597 12.6 Стислий огляд основних питань фазових переходів і рівноваги фаз 600 12.7 Приклади розв'язування задач 602 12.8 Контрольні запитання 606 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК 607 ЛІТЕРАТУРА 611