Физика. в 2-х т

Джанколи Д.5030003460

Table of contents :
Обложка……Page 1
Оглавление……Page 647
Предисловие редакторов перевода……Page 5
Предисловие……Page 7
Указания для студентов и преподавателей……Page 14
1.1. Наука и творческая деятельность……Page 15
1.2. Модели, теории и законы……Page 18
1.3. Измерение и его погрешность……Page 20
1.4. Единицы измерения, стандарты и системы единиц СИ……Page 22
1.5. Основные и производные величины……Page 24
1.6. Размерности и анализ размерностей……Page 25
1.7. Порядок величины; быстрая оценка……Page 28
Заключение……Page 29
Вопросы……Page 30
Задачи……Page 31
2. Движение: кинематика в одном измерении……Page 32
2.1. Средняя путевая скорость……Page 33
2.2. Системы отсчета……Page 34
2.3. Замена единиц измерения……Page 35
2.4. Средняя скорость по перемещению……Page 36
2.5. Мгновенная скорость……Page 37
2.6. Ускорение……Page 40
2.7. Равноускоренное движение……Page 43
2.8. Падающие тела……Page 47
*2.9. Переменное ускорение – графическое исследование и использование математического анализа……Page 51
*2.10. Переменное ускорение; численное интегрирование……Page 55
Заключение……Page 58
Вопросы……Page 59
Заключение……Page 60
3.1. Векторы и скаляры……Page 65
3.2. Сложение векторов; графические методы……Page 66
3.3. Вычитание векторов и умножение вектора на скаляр……Page 68
3.4. Аналитический метод сложения векторов; составляющие и проекции……Page 69
3.5. Единичные векторы……Page 72
3.6. Относительная скорость……Page 73
3.7. Векторная кинематика……Page 76
3.8. Баллистическое движение……Page 80
3.9. Равномерное вращательное движение……Page 84
Заключение……Page 87
Вопросы……Page 88
Задачи……Page 89
4.1. Сила……Page 94
4.2. Первый закон Ньютона……Page 95
4.3. Масса……Page 97
4.4. Второй закон Ньютона……Page 99
4.5. Законы или определения?……Page 102
4.6. Третий закон Ньютона……Page 103
4.7. Сила тяжести……Page 106
4.8. Применение законов Ньютона; векторы сил……Page 108
4.9. Силы трения и движение по наклонной плоскости……Page 112
Заключение……Page 118
Вопросы……Page 119
Задачи……Page 120
5.1. Динамика движения по окружности……Page 125
5.2. Закон всемирного тяготения Ньютона……Page 132
5.3. Векторная форма записи закона всемирного тяготения Ньютона……Page 136
5.4. Сила тяготения вблизи поверхности Земли……Page 137
*5.5. Гравитационная и инертная масса……Page 140
5.6. Спутники и невесомость……Page 141
5.7. Законы Кеплера и обобщение Ньютона……Page 143
5.8. Виды сил в природе……Page 147
*5.9. Поле тяготения (гравитационное поле)……Page 148
Вопросы……Page 150
Задачи……Page 151
6.1. Работа, совершаемая постоянной силой……Page 156
6.2. Скалярное произведение двух векторов……Page 159
6.3. Работа, совершаемая переменной силой……Page 160
6.4. Кинетическая энергия и теорема о связи энергии и работы……Page 165
6.5. Потенциальная энергия……Page 170
6.7. Преобразование энергии……Page 175
Заключение……Page 176
Вопросы……Page 177
Задачи……Page 178
7.1. Консервативные силы и теорема о связи работы и энергии……Page 182
7.2. Механическая энергия и ее сохранение……Page 186
7.3. Закон сохранения энергии……Page 192
7.4. Значение закона сохранения энергии……Page 195
7.5. Гравитационная потенциальная энергия и вторая космическая скорость; центральные силы……Page 196
*7.6. Кривые потенциальной энергии; устойчивое и неустойчивое равновесие……Page 199
7.7. Мощность……Page 204
Заключение……Page 207
Вопросы……Page 208
Задачи……Page 209
8.1. Центр масс……Page 214
8.2. Нахождение положения центра масс……Page 217
8.3. Центр масс и поступательное движение……Page 220
8.4. Импульс и его связь с силой……Page 223
8.5. Сохранение импульса……Page 225
8.6. Столкновения и импульс силы……Page 227
8.7. Сохранение импульса и энергии при столкновениях……Page 231
8.8. Упругие столкновения в одном измерении……Page 233
*8.9. Упругие столкновения в двух и трёх измерениях……Page 238
*8.10. Система отсчета, связанная с центром масс (СЦМ)……Page 241
*8.11. Неупругие столкновения……Page 242
*8.12. Системы с переменной массой……Page 244
Заключение……Page 247
Вопросы……Page 248
Задачи……Page 250
9. Вращательное движение тела вокруг оси……Page 257
9.1. Угловые переменные……Page 258
9.2. Кинематические уравнения для вращательного движения с постоянным угловым ускорением……Page 262
9.3. Векторные свойства угловых величин……Page 263
9.4. Момент силы……Page 266
9.5. Динамика вращательного движения: момент силы и момент инерции……Page 270
9.6. Вычисление моментов инерции……Page 275
*9.7. Почему катящийся шар замедляется?……Page 279
9.8. Момент импульса и его сохранение……Page 282
9.9. Кинетическая энергия вращения……Page 286
Заключение……Page 291
Вопросы……Page 293
Задачи……Page 294
10. Вращательное движение; общий случай……Page 301
10.1 Векторное произведение……Page 302
10.2. Момент силы……Page 303
10.3. Момент импульса частицы……Page 304
10.4. Момент импульса и момент силы для системы частиц; общий случай движения……Page 306
*10.5. Доказательство общего соотношения между τ и L……Page 308
10.6. Момент импульса и момент силы для твердого тела……Page 310
*10.7. Вращательный дисбаланс……Page 313
10.8. Сохранение момента импульса……Page 315
10.9. Вращающееся колесо……Page 316
*10.10. Вращающийся волчок……Page 318
Заключение……Page 320
Вопросы……Page 321
Задачи……Page 322
11.1. Статика; равновесие сил……Page 326
11.2. Центр тяжести……Page 327
11.3. Условия равновесия……Page 328
11.4. Упругость и модули упругости; напряжение и деформация……Page 333
11.5. Разрушение тел……Page 338
Заключение……Page 340
Задачи……Page 341
12.1. Плотность вещества……Page 347
12.2. Давление в жидкостях и газах……Page 348
12.3. Атмосферное давление и избыточное давление……Page 352
12.4. Измерение давления……Page 353
12.5. Закон Паскаля……Page 355
12.6. Выталкивающая сила и закон Архимеда……Page 356
*12.7. Поверхностное натяжение……Page 360
*12.8. Капиллярность……Page 363
*12.9. Отрицательное давление и когезия воды……Page 365
Вопросы……Page 367
Задачи……Page 369
13.1. Характеристики течения……Page 372
13.2. Поток жидкости и уравнение неразрывности……Page 373
13.3. Уравнение Бернулли……Page 375
13.4. Вязкость……Page 381
13.5. Ламинарное течение в трубах; формула Пуазейля……Page 383
13.6. Турбулентное течение в трубах; число Рейнольдса……Page 386
13.7. Движение тела в жидкости; осаждение частиц и лобовое сопротивление……Page 387
Заключение……Page 389
Задачи……Page 390
14.1. Колебания пружины……Page 395
14.2. Гармонические колебания……Page 398
14.3. Энергия гармонического осциллятора……Page 404
14.4. Связь гармонических колебаний с равномерным движением по окружности……Page 406
14.5. Математический маятник……Page 407
14.6. Физический маятник……Page 410
14.7. Затухающие гармонические колебания……Page 412
14.8.Вынужденные колебания; резонанс……Page 415
14.9. Сложение двух гармонических колебаний……Page 419
Заключение……Page 420
Вопросы……Page 421
Задачи……Page 422
15. Волновое движение……Page 428
15.1. Характеристики волнового движения……Page 429
15.2. Типы волн……Page 433
15.3. Энергия, переносимая волнами……Page 438
15.4. Математическое описание бегущей волны……Page 440
15.5. Принцип суперпозиции……Page 444
15.6. Отражение волн……Page 445
15.7. Преломление……Page 447
15.8. Интерференция……Page 450
15.9. Дифракция……Page 452
15.10. Стоячие волны; резонанс……Page 454
Заключение……Page 458
Вопросы……Page 460
Задачи……Page 461
16.1. Характеристики звука……Page 465
16.2. Математическое описание дольных……Page 467
16.3. Интенсивность звука……Page 469
16.4. Источники звука: колеблющиеся струны и столбы воздуха……Page 472
*16.5. Качество звука……Page 477
16.6. Интерференция звуковых волн; биения……Page 478
16.7. Эффект Доплера……Page 481
*16.8. Ударные волны и акустический удар……Page 485
Заключение……Page 487
Вопросы……Page 488
Задачи……Page 489
17. Температура, тепловое расширение и закон идеального газа……Page 493
17.1. Атомы……Page 494
17.2. Температура, термометры и температурные шкалы……Page 497
17.3. Газовый термометр постоянного объема……Page 499
*17.4. Тепловое равновесие; нулевое начало термодинамики……Page 500
17.5. Тепловое расширение……Page 503
*17.6. Тепловые напряжения……Page 506
17.7. Газовые законы и абсолютная температура……Page 507
17.8. Закон идеального газа……Page 510
17.9. Закон идеального газа на молекулярном уровне; число Авогадро……Page 513
17.10. Парциальное давление……Page 514
*17.11. Температурная шкала идеального газа; стандартный термометр……Page 515
Заключение……Page 518
Вопросы……Page 519
Задачи……Page 520
18.1. Закон идеального газа и температура с микроскопической точки зрения……Page 524
18.2. Распределение молекул по скоростям……Page 530
18.3. Испарение, давление пара и кипение……Page 532
18.4. Влажность……Page 535
18.5. Реальные газы и фазовые переходы; критическая точка……Page 537
*18.6. Уравнение Ван-дер-Ваальса……Page 541
*18.7. Средняя длина свободного пробега……Page 544
*18.8. Диффузия……Page 546
Заключение……Page 552
Вопросы……Page 553
Задачи……Page 554
19.1. Ранние теории теплоты; теплород……Page 558
19.2. Теплота в процессе переноса энергии; механический эквивалент теплоты……Page 559
19.3. Различие между температурой, теплотой и внутренней энергией……Page 561
19.4. Внутренняя энергия идеального газа……Page 562
19.5. Теплоемкость……Page 563
19.6. Теплота фазового перехода……Page 566
19.7. Передача теплоты; теплопроводность……Page 569
19.8. Передача теплоты; конвекция……Page 572
19.9. Передача теплоты; излучение……Page 573
Заключение……Page 576
Вопросы……Page 577
Задачи……Page 578
20. Первое начало термодинамики……Page 583
20.1. Работа, совершаемая при изменении объема; изотермический и изобарический процессы……Page 584
20.2. Первое начало термодинамики……Page 586
20.3. Применение первого начала термодинамики для описания некоторых простых термодинамических процессов……Page 589
20.4. Теплоемкости газов и принцип равнораспределения энергии……Page 592
20.5. Адиабатическое расширение газа……Page 597
*20.6. Адиабатический характер звуковых волн……Page 599
Вопросы……Page 600
Задачи……Page 601
21.1. Необходимость в дополнительном начале термодинамики……Page 605
21.2. Тепловые двигатели и холодильники……Page 606
21.3. Эффективность тепловых двигателей и второе начало термодинамики……Page 610
21.4. Двигатель Карно; обратимые и необратимые процессы……Page 613
21.5. КПД двигателя Карно и второе начало термодинамики……Page 615
21.6. Энтропия……Page 618
21.7. Энтропия и второе начало термодинамики……Page 621
21.8. От порядка к беспорядку……Page 626
21.9. Недоступность энергии……Page 629
*21.10. Статистическая интерпретация энтропии и второе начало термодинамики……Page 630
*21.11. Термодинамическая шкала температур; абсолютный нуль температур……Page 633
Заключение……Page 635
Вопросы……Page 636
Задачи……Page 637
Ответы к задачам с нечетными номерами……Page 641