Механика и теория относительности. Матвеев А.Н.

3-е изд. — М.: ОНИКС 21 век: Мир и Образование, 2003. — 432 с.

Книга является 3-м изданием учебника, написанного в соответствии с программой курса физики для университетов и допущенного Министерством высшего и среднего специального образования для студентов вузов.

В книге наряду с классической кинематикой и динамикой излагаются основные положения и выводы релятивистской кинематики и динамики. Рассматриваются движения заряженных частиц в электромагнитных полях, движение искусственных спутников Земли, принцип эквивалентности и т д.

В конце книги после изложения теоретического материала приводятся задачи для самостоятельного решения и ответы к ним

Учебник предназначен для студентов и преподавателей вузов и университетов

Формат: djvu / zip

Размер: 5 Мб

Скачать файл по ссылке Скачать файл

ОГЛАВЛЕНИЕПРЕДИСЛОВИЕ 13Глава 1. ВВЕДЕНИЕ 151. Задачи и методы физики 15Задачи физики. Абстракции и ограниченность моделей. Методы физики2. Физические величины и их измерение 18Различие и сравнение. Сравнение и измерение. Измерение Единицы измерения. Число единиц измерения3. Об определении понятий и величин в физике ... 22Две категории понятий, используемых в физике. Два пути определения физических величин. О философских понятиях4. Системы единиц физических величин 24Основные и производные единицы. Размерность физической величины. Выбор основных единиц. Число основных единиц. Условность выбора системы единиц. Система единиц СИГлава 2. КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА 305. Системы координат 30Пространство и геометрия. Геометрия и опыт. Материальная точка. Материальное тело. Расстояние между точками. Абсолютно твердое тело. Система отсчета. Системы координат. Число измерений пространства. Важнейшие системы координат. Преобразование координат6. Векторы 40Определение вектора. Сложение векторов и умножение вектора на число. Скалярное произведение. Векторное произведение. Представление векторов с помощью единичного вектора. Преимущества векторных обозначений. Радиус-вектор. Компоненты вектора в декартовой системе координат. Соотношение между векторами i, j, k. Вычисление компонент вектора. Выражение векторных операций в координатах. Преобразование декартовых координат. Преобразование компонент векторов7. Время 50Понятие времени. Периодические процессы. Синхронизация часов8. Перемещение, скорость и ускорение материальной точки 55Способы описания движения. Описание движения в координатной форме. Описание движения в векторной форме. Описание движения с помощью параметров траектории. Вектор перемещения. Скорость. Ускорение9. Движение точки по окружности 63Угловая скорость. Центростремительное ускорение. Угловое ускорение. Векторы угловой скорости и углового ускорения10. Движение твердого тела 66Степени свободы. Число степеней свободы твердого тела. Движение твердого тела, закрепленного в точке. Углы Эйлера. Поступательное движение. Плоское движение. Вращательное движение. Мгновенная ось вращенияГлава 3. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ 7611. Принцип относительности 76Геометрические преобразования координат. Физические преобразования координат. Инерциальные системы отсчета и принцип относительности. Ложное и истинное в физике. Физическое содержание принципа относительности12. Преобразования Галилея 81Преобразования Галилея. Инварианты преобразований. Инвариантность длины. Абсолютный характер понятия одновременности. Инвариантность интервала времени. Сложение скоростей. Инвариантность ускорения13. Постоянство скорости света 84Развитие взглядов на скорость света. Определение скорости света Ремером. Аберрация света. Различные трактовки скорости света. Идея так называемого Мирового эфира и Абсолютной скорости. Идея измерения так называемой Абсолютной скорости. Идея и схема опыта Майкельсона—Морлп. Расчет разности хода лучей. Результат опыта Майкельсона—Морли. Интерпретация результатов опыта Майкельсона—Морли в рамках представлений об эфире. Баллистическая гипотеза. Несостоятельность баллистической гипотезы. Несовместимость постоянства скорости света с привычными представлениями. Идея опыта Фнзо. Вычисление разности хода лучей. Результат опыта Физо. Постулативный характер постоянства скорости света14. Преобразования Лоренца 100Постулаты. Линейность преобразования координат. Преобразования для у иг. Преобразования для хи t. Преобразования Лоренца. Преобразования Галилея как предельный случай преобразований ЛоренцаГлава 4. СЛЕДСТВИЯ ИЗ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЛОРЕНЦА 10615. Относительность одновременности 106Относительность одновременности. Относительность одновременности и причинность. Инвариантность интервала. Пространственноподобные и времен и подобные интервалы16. Длина движущегося тела 111Определение длины движущегося тела. Формула сокращения длины движущегося тела. Изменение формы движущихся тел. Оценка величины сокращения. О реальности сокращения движущихся тел. О сокращении и абсолютной твердости тел17. Темп хода движущихся часов. Собственное время 116Замедление хода движущихся часов. Собственное время. Экспериментальное подтверждение замедления времени. Темп хода ускоренно движущихся часов18. Сложение скоростей и преобразование ускорений 123Формула сложения скоростей. Аберрация. Интерпретация опыта Физо. Преобразование ускоренияГлава 5. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ 12719. Силы 127Происхождение понятия силы. Взаимодействия. Измерение силы20. Законы Ньютона 129Сколько независимых законов Ньютона существует? Масса. О третьем законе Ньютона21. Релятивистское уравнение движения 136Продольная и поперечная массы. Релятивистское уравнение движения. Несовпадение направлений силы и ускорения в релятивистском случае22. Уравнение моментов 142Момент импульса. Момент силы. Уравнение моментов23. Уравнение движениясистемы материальных точек 143Система материальных точек. Импульс системы. Момент импульса системы. Момент силы, действующей на систему. Уравнение движения системы материальных точек. Центр масс. Неприменимость понятия центра масс в релятивистском случае. Уравнение моментовГлава 6. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ 14924. Значение и содержание законов сохранения . . 149Содержание законов сохранения. Уравнения движения и законы сохранения. Математическая сущность механических законов сохранения25. Закон сохранения импульса 151Изолированная система. Закон сохранения импульса для изолированной системы. Законы сохранения для отдельных компонент импульса. Применение закона сохранения импульса26. Закон сохранения момента импульса 154Формулировка закона. Закон сохранения для отдельных компонент. О применениях закона27. Закон сохранения энергии 155Работа сил. Потенциальные силы. Математический критерий потенциальности ноля. Работа в потенциальном поле. Нормировка потенциальной энергии. Энергия взаимодействия. Применения закона28. Законы сохранения и симметрии пространства и времени 169Полная энергия и энергия покоя. Кинетическая энергия. Соотношение между массой и энергией. Экспериментальная проверка соотношения между массой и энергией. Инертность потенциальной энергии. Энергия связи. Законы сохранения и симметрии пространства и времениГлава 7. ДВИЖЕНИЕ В ПОЛЕ ТЯГОТЕНИЯ 17829. Силы, известные в природе 178Четыре типа сил, известных в природе. Гравитационное взаимодействие. Электромагнитные взаимодействия. Сильные взаимодействия. Слабые взаимодействия30. Свойства сил тяготения 183Неподвижный точечный источник сил. Силы, убывающие обратно пропорционально квадрату расстояний. Сила тяготения, действующая на материальную точку со стороны шарообразного тела. Сила со стороны шарового слоя. Сила в шаровой полости. Поле вблизи поверхности Земли. Гравитационная энергия. Гравитационная энергия шарообразного тела. Гравитационный радиус. Размеры Вселенной. «Черные дыры»31. Движение планет и комет 195Уравнение движения. Уравнение моментов. Плоскость движения. Второй закон Кеплера. Первый закон Кеплера. Третий закон Кеплера. Вращение перигелия Меркурия. Движение комет. Отклонение лучей света в иоле тяготения Солнца. Межпланетные перелеты32. Движение искусственных спутников Земли. ... 213Отличие законов движения искусственных спутников Земли от законов Кеплера. Трасса спутника. Форма Земли. Атмосферное торможение33. Проблема двух тел 218Приведенная масса. Переход в систему центра масс. ПриливыГлава 8. ДВИЖЕНИЕ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ 22434. Свойства электромагнитных полей 224Потенциальность электростатического поля. Сила Лоренца. Уравнение движения35. Движение в стационарном магнитном поле . . . 227Неизменность абсолютного значения скорости.Движение в однородном магнитном поле.Движение в поперечном неоднородном магнитном ноле36. Движение в стационарном электрическом поле 232Закон сохранения энергии. Движение в продольном поле. Движение в поперечном поле. Случай малого отклонения37. Дрейф заряженных частиц 235Дрейф в скрещенных электрическом и магнитном полях. Дрейф в неоднородном магнитном поле. Дрейф, обусловленный кривизной линии магнитной индукции38. Адиабатическая инвариантность магнитного момента 241Магнитный момент. Адиабатическая инвариантность магнитного момента. Магнитные зеркала. Радиационные пояса Земли39. Движение заряженной частицы в поле электромагнитной волны 249Плоская электромагнитная волна. Уравнение движения. Анализ движения40. Движения в переменном электрическом и постоянном магнитном полях 251Постановка задачи. Анализ различных случаев движения. Циклотронный резонанс41. Ускорители заряженных частиц 254Резонансный метод ускорения. Индукционный метод ускорения. Циклотрон. Вертикальная устойчивость движения частиц в циклотроне. Бетатрон. Синхротрон. Принцип автофазировки. Фазотрон. Синхрофазотрон. Принцип сильной фокусировки. Линейные ускорителиГлава 9. СТОЛКНОВЕНИЯ 27042. Характеристика процессов столкновения 270Определение понятия столкновения. Изображение процессов столкновений с помощью диаграмм. Законы сохранения при столкновениях. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии. Закон сохранения момента импульса. Упругие и неупругие столкновения. Система центра масс43. Упругие столкновения 276Столкновения двух частиц в нерелятивистском случае. Лобовое столкновение. Замедление нейтронов. Комитон-эффект44. Неупругие столкновения 283Общая характеристика неупругих столкновений. Неупругие столкновения двух частиц. Поглощение фотона. Испускание фотона45. Реакции между субатомными частицами 285Пороговая энергия. Энергия активации. Переход в лабораторную систему. Порог рождения л°-мезонов. Порог рождения пары протон — антипротонГлава 10. ДИНАМИКА ТЕЛ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЫ... 28946. Нерелятивистские ракеты 289Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского. Характеристическая скорость47. Релятивистские ракеты 29Уравнение движения. Зависимость конечной массы от скорости. Фотонные ракетыГлава 11. ДИНАМИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 29848. Уравнения движения 298Система уравнений. Замкнутость системы уравнений. Выбор системы координат49. Момент инерции 300Тензор инерции. Главные оси тензора инерции. Нахождение главных осей. Вычисление момента инерции относительно оси. Теорема Гюйгенса50. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела 307Вычисление в координатах. Кинетическая энергия вращения51. Плоское движение. Маятники 311Особенности динамики плоского движения. Скатывание цилиндра с наклонной плоскости. Маятник Максвелла. Физический маятник52. Движение твердого тела, закрепленного в точке. Гироскопы 317Уравнения Эйлера. Свободные оси. Нутация. Гироскопы. Прецессия гироскопа. Направление и скорость прецессии. Гироскопический маятник. Яйцеобразный волчок. Несвободный гироскоп. Ларморова прецессияГлава 12. ДВИЖЕНИЕ ПРИ НАЛИЧИИ ТРЕНИЯ 33253. Силы трения 332Сухое трение. Жидкое трение. Трение качения. Работа сил трения54. Движение при наличии сухого трения 335Явление застоя. Явление заноса55. Движение при наличии жидкого трения 339Предельная скорость. Формула Стокса. Приближение к предельной скорости. Падение тел в воздухе56. Трение качения : . . 344Доказательство существования. Механизм возникновения. Самодвижущиеся средства транспортаГлава 13. КОЛЕБАНИЯ 34857. Гармонические колебания 348Роль гармонических колебаний в природе. Уравнение гармонических колебаний. Гармонические функции. Амплитуда, частота, фаза. Представление гармонических колебании в комплексной форме. Сложение гармонических колебаний одинаковой частоты. Сложение гармонических колебаний с близкими частотами. Биения58. Собственные колебания 358Определение. Начальные условия. Энергия. Соотношение между смещением, скоростью и ускорением. Нелинейные колебания59. Затухающие колебания 365Трение. Уравнение движения. Частота и декремент затухания. Логарифмический декремент затухания. Случай большого трения. Расчет затухания исходя из потерь энергии на трение60. Вынужденные колебания. Резонанс 370Внешняя сила. Уравнение движения. Переходный режим. Установившиеся вынужденные колебания. Амплитудная резонансная кривая. Добротность. Фазовая резонансная кривая. Периодическая, но не гармоническая сила. Важное свойство гармонических функций. Непериодическая сила. Резонанс при нелинейных колебаниях61. Автоколебания и параметрические колебания . 381Определение. Автоколебания маятника. Релаксационные колебания. Параметрическое возбуждение колебаний62. Колебания связанных систем 385Системы со многими степенями свободы. Связанные системы. Нормальные колебания. Колебания связанных системГлава 14. НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТСЧЕТА... 39163. Силы инерции 391Определение неинерциальных систем. Время и пространство в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. О реальности существования сил инерции. Нахождение сил инерции64. Неинерциальные системы, движущиеся прямолинейно-поступательно 394Выражение для сил инерции. Маятник на тележке. Маятник Любимова65. Невесомость. Принцип эквивалентности 397Невесомость. Гравитационная и инертная массы. Принцип эквивалентности. Красное смещение66. Неинерциальные вращающиеся системы координат 402Кориолнсово ускорение. Выражение для кориолисова ускорения. Силы инерции во вращающейся системе координат. Равновесие маятника на вращающемся диске. Движение тела вдоль вращающегося стержня. Неинерциальная система координат, связанная с поверхностью Земли. Маятник Фуко. Законы сохранения в неинерциальных системах67. Гироскопические силы 412ЗАДАЧИ 416ПРИЛОЖЕНИЕ 430

Как скачивать и открывать электронные книги в различных форматах pdf, djvu - смотрите здесь Компьютерные программы для учебы, архиваторы, электронные читалки.