ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..................... 11
Часть первая.
ДВИЖЕНИЕ И СИЛЫ
Глава 1. Скорость...................... 15
§
1.1. Механическое движение..............
15
§
1.2. Система отсчета. Траектория............ 16
§
1.3. Прямолинейное движение. Закон движения
.... 19
§
1.4. Равномерное движение.............
20
§
1.5. Переменное движение.............
22
§
1.6. Средняя скорость..............
23
§
1.7. Мгновенная скорость переменного движения
... 26
Глава
2. Инерция.......................
27
§2.1.
Принцип инерции.................
27
§
2.2. Инерциальные системы отсчета.......... 30
§
2.3. Принцип относительности.............
32
§
2.4. Преобразования Галилея............
33
§
2.5. Классический закон сложения скоростей..... 35
Глава
3. Скаляры и векторы. Вектор скорости......... 36
§
3.1. Скалярные величины...............
36
§
3.2. Векторные величины...............
37
§
3.3. Некоторые операции над векторами........ 39
§
3.4. Разложение вектора на два слагаемых...... 42
§
3.5. Скорость — вектор...............
43
§
3.6. Сложение скоростей................
45
Глава
4. Ускорение......................
46
§
4.1. Среднее и мгновенное ускорение......... 46
§
4.2. Прямолинейное переменное движение...... 47
§
4.3. Прямолинейное равнопеременное движение..... 48
§
4.4. График скорости при равнопеременном движении .
. 48
§
4.5. Графическое вычисление пройденного пути
.... 49
§
4.6. Пройденный путь и средняя скорость при равнопеременном
движении................50
§
4.7. Равномерное движение
материальной точки по
окружности ............... 52
§
4.8. Ускорение при равномерном движении материальной точки по окружности ...
.53
Глава
5. Сила...................54
§
5.1. Сила — мера взаимодействия тел...... .
. 54
§
5.2. Упругие и пластические деформации
. 56
§
5.3. Сила — вектор.................
58
§
5.4. Сложение и разложение сил, приложенных к материальной
точке................... СО
Глава
6. Вес и масса............... . .
62
§
6.1. Вес....................... 62
§
6.2. Свободное падение................
64
§
6.3. Масса тела....................
66
§
6.4. Плотность
вещества............... 67
Глава
7. Основной закон динамики.............
§
7.1. Сила и ускорение............. 68
§
7.2. Применения основного закона динамики
.
§
7.3. Невесомость..... ............
§
7.4. Система единиц..................
77
§
7.5. Международная система единиц.......... 78
§
7.6. Системы единиц СГС и МКГСС..........
79
Глава
8. Закон движения материальной точки
и начальные
условия...................... 80
§
8.1. Основная задача динамики............. 80
§
8.2. Движение материальной точки под действием силы
тяжести..................... 81
§
8.3. Численное решение основной задачи динамики 84
§
8.4. Движение тела под действием упругой силы
.... 85
§
8.5. Величины, определяющие закон движения материальной точки.................. 88
Глава
9. Тяготение................ 90
§
9.1. Открытие закона тяготения .... 90
§
9.9. Закон тяготения Ньютона .... 93
§
9.3. Опыт Кавендиша................
94
§
9.4. Определение расстояний от Солнца до планет 95
§
9.5. Поле тяготения................
96
§
9.6. Напряженность поля тяготения .... 96
§
9.7. Поле тяготения Земли...............
97
§
9.8. Влияние вращения Земли на ускорение свободного
падения.................... 99
Глава
10. Электрические силы ............
§
10.1. Электрический заряд. . ............
101
§
10.2. Закон Кулона.................
102
§
10.3. Единицы заряда и системы единиц ..
105
§ 10.4. Диполь ..................... 106
§
10.5. Электрическое поле. Напряженность....... 108
§
10.6. Поле точечного заряда и диполя......
.... 109
Глава 11. Трение
...... ... .... 112
§
11.1. Внешнее и внутреннее трение
......... 112
§
11.2. Трение покоя..................
113
§
11.3. Угол трения..................
116
§
11.4. Трение скольжения............... 116
§
11.5. Трение качения...............
118
§
11.6. Движение тел под действием силы трения
.... 119
§
11.7. Внутреннее трение...............
120
§
11.8. Движение тела в жидкости...........
122
§
11.9. Падение тела в жидкости или газе....... 126
Глава
12. Теория относительности............... 128
§
12.1. Скорость света и закон сложения скоростей ....
128
§
12.2. Основные постулаты
специальной теории относительности .................... 131
§
12.3. Одновременность событий.............
131
§
12.4. Одновременность и длина.............
134
§
12.5. Релятивистский закон сложения скоростей
.... 134
§
12.6. Предельный характер скорости снега...... 136
§
12.7. Преобразования Лоренца............
137
§
12.8. Длина отрезка.................
138
§
12.9. Промежуток времени между двумя событиями
. . 139
§
12.10. Промежуток времени между причиной и следствием 141
§
12.11. Соотношение между релятивистской и ньютоновской
механикой................ 142
Глава
13. Масса, импульс и сила в теории
относительности ... 145
§
13.1. Релятивистская масса ....
....... 145
§
13.2. Основной закон динамики в теории относительности 146
§
13.3. Соотношение между ньютоновской и релятивистской динамикой ................147
Глава
14. Закон движения и соотношение неопределенностей .
. 150
§
14.1. Начальные условия и измерительная
аппаратура . 150
§
14.2. Соотношение неопределенностей.......... 154
§
14.3. Соотношение
неопределенностей и классическая
механика.................... 156
Часть вторая.
ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
Глава
15. Закон сохранения импульса
..160
§
15.1. Замкнутая система тел ......160
§
15.2. Закон сохранения импульса ......
162
§
15.3. Явление отдачи .......163
§
15.4. Измерение масс.................
165
§ 15.5. Реактивное движение.............. 165
§
15.6. Расчет запаса топлива..............
166
§
15.7. Центр инерции........... 168
§
15.8. Движение центра инерции........ 168
Глава
16. Полная и кинетическая энергия
........ 171
§
16.1. Полная энергия тела.............
171
§
16.2. Кинетическая
энергия............. 172
§
16.3. Энергия и импульс...............
174
§
16.4. Кинетическая энергия и
работа.......... 175
§
16.5. Мощность...................
178
§
16.6. Единицы измерения энергии, работы
и мощности 178
Глава 17. Элементарная
теория столкновений........ 180
§
17.1. Что такое
столкновение?............ 180
§
17.2. Абсолютно неупругий удар...........
181
i} 17.3. Упругий удар................. 183
§
17.4. Замедление нейтронов..............
185
§
17.5. Давление потока частиц на стенку....... 186
Глава
18. Консервативные силы и потенциальная энергия ...
188
§
18.1. Работа переменной силы............
188
§
18.2. Работа упругой силы..............
191
§
18.3. Работа кулоновской силы............
192
§
18.4. Работа гравитационной силы.......... 195
§
18.5. Консервативные силы............. 196
§
18.6. Потенциальная энергия упругих, кулоновских
и
гравитационных
взаимодействий......... 197
§
18.7. Потенциал электростатического поля....... 199
§
18.8. Потенциал поля точечного
заряда....... 201
§
18.9. Энергия электрического поля......... 202
Глава 19. Закон
сохранения энергии в ньютоновской
механике 202
§
19.1. Механическая энергия и ее сохранение..... 202
§
19.2. Механическая энергия и
трение........ 203
§
19.3. Космические
скорости............. 204
§
19.4. «Чертова петля».................
205
§
19.5. Потенциальные кривые.............
207
§
19.6. Потенциальная энергия и равновесие . . 210
Глава
20. Внутренняя энергия................ 211
§
20.1. Внутренняя энергия системы частиц...... 211
§
20.2. Изменение внутренней энергии
при деформации тела.......213
§
20.3. Изменение внутренней энергии тела при тепловых
процессах.................... 214
§
20.4. Изменение внутренней энергии при химических реакциях..................... 216
§ 20.5. Изменение внутренней энергии при ядерных реакциях ...................... 217
Глава
21. Закон сохранения энергии
............. 218
§21.1.
Работа как мера изменения полной и внутренней
энергии................... 218
§
21.2. Теплообмен...................
219
§
21.3. Количество теплоты..........
. . 221
§
21.4. Первое начало термодинамики .... ... 222
§
21.5. Адиабатически изолированная система
..........223
§
21.6. Закон сохранения энергии..... . .
224
§
21.7. Закон сохранения массы.........
Глава
22 Закон сохранения момента импульса........ 227
§
22.1. Особенности вращательного движения..... 227
§
22.2. Кинетическая энергия и момент
инерции .... 228
§
22.3. Зависимость момента инерции от
положения оси
вращения.................... 230
§
22.4. Момент силы..................
232
§
22.5. Условие равновесия тела, имеющего ось вращения 233
§
22.6. Момент импульса и основное уравнение динамики 234
§
22.7. Закон сохранения момента импульса...... 236
§
22.8. Аналогия между величинами
и соотношениями между ними при поступательном и вращательном движениях.... 238
Глава
23. Симметрия в природе и законы сохранения...... 239
§
23.1. Законы сохранения как основные законы природы 239
§
23.2. Законы сохранения как принципы запрета
.... 241
§
23.3. Законы сохранения и симметрия пространства-времени ..................... 242
§
23.4. Однородность пространства и сохранение импульса 243
§
23.5. Изотропность пространства и сохранение момента
импульса.................... 244
§
23.6. Однородность времени и сохранение энергии .
. . 245
Глава
24. Неинерциальные системы отсчета и тяготение ....
246
§
24.1. Явления в ускоренно движущейся системе отсчета 246
§
24.2. Силы инерции и принцип Даламбера....... 249
§
24.3. Особенности сил инерции ........... 251
§
24.4. Пространство и время в неинерциальных
системах
отсчета..................... 252
§
24.5. Принцип эквивалентности............
256
§
24.6. Понятие о теории тяготения Эйнштейна..... 253
Часть
третья. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ГАЗА
Глава 25. Молекулярное движение............. 263
§
25.1. Как измерили скорость движения
молекул .... 263
§
25.2. Распределение молекул по скоростям...... 26S
§
25.3. Длина свободного пробега молекулы...... 268
§ 25.4. Диффузия.................... 271
§
25.5. Закон диффузии.................
272
§
25.6. Разделение газовых смесей .....
274
Глава
26. Идеальный газ............. ... 276
§
26.1. Давление газа..................
276
§
26.2. Единицы давления................
279
§
26.3. Идеальный газ..................
280
§
26.4. Температура...................
283
§
26.5. Абсолютная температура и уравнение состояния
идеального
газа............... 284
§
26.6. Газовый
термометр............. 285
§
26.7. Градус. Абсолютная шкала и шкала
Цельсия . .
. 287
§
26.8. Абсолютный нуль................
288
§
26.9. Число Авогадро и постоянная Больцмана ....
290
§
26.10. Распределение молекул в силовом поле..... 292
§
26.11. Барометрическое распределение......... 293
Глава
27. Идеальный газ и первое начало термодинамики ....
296
§27.1.
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа 296
§
27.2. Работа при расширении идеального газа
..... 297
§
27.3. Первое начало термодинамики и теплоемкость газа 299
§
27.4. Изохорный процесс...............
300
§
27.5. Изобарный процесс...............
302
§
27.6. Изотермический
процесс............ 303
§
27.7. Адиабатный процесс...............
304
§
27.8. Теплоемкость двухатомного газа........ 307
§
27.9. Понятие о квантовой теории теплоемкости газов .
. 311
Глава
28. Второе начало термодинамики .... 315
§
28.1. Квазистатические процессы
... ...
315
§
28.2. Обратимые процессы......
....... 317
§
28.3. Необратимость реальных тепловых
процессов ... 318
§
28.4. Необратимость и
статистика.......... 320
§
28.5. Диффузия и термодинамическая вероятность
. . . 324
§28.6.
Термодинамическая вероятность и другие тепловые
процессы.................... 325
§
28.7. Термодинамическая вероятность и
энтропия .... 327
§
28.8. Энтропия и теплообмен.............
328
§
28.9. Второе начало термодинамики......... 331
§
28.10. Статистический смысл второго начала термодинамики. Флуктуации............ 333
§
28.11. Броуновское движение и
флуктуации..... 333
Глава 29. Тепловые машины................ 336
§
29.1. Тепловые машины и развитие техники...... 336
§
29.2. Тепловой двигатель................
337
§
29.3. Схематическое устройство и энергетический баланс
теплового
двигателя .............. 338
§
29.4. Тепловой двигатель и второе начало термодинамики 340
§ 29.5. Цикл Карно.................. 341
§
29.6. К. п. д. реального
двигателя........... 343
§
29.7. Обратный цикл Карно.............
344
§
29.8. Холодильная установка и тепловой
насос .... 346
Глава
30. Основы газовой динамики....... ..... 348
§
30.1. Термодинамические параметры
движущегося газа 348
§
30.2. Уравнение
неразрывности........... 349
§
30.3. Уравнение импульсов
............ 350
§
30.4. Уравнение Бернулли
.............. 350
§
30.5. Скорость распространения упругих
возмущений 352
§30.6. Учет
сжимаемости газа. Число
Маха...... 355
§
30.7. Конус Маха.................. 356
§30.8. Ударная головная волна............. 358
§30.9.
Явления на прямом скачке уплотнения.....
359
§
30.10. Волновое
сопротивление............. 361
§
30.11. Сопло.................... 363
§
30.12. Аналогия между соплом и тепловой машиной .
. 365
§
30.13. Сопло Лаваля.................. 366
§
30.14. Реактивный двигатель............. 368
§
30.15. Крыло
самолета................. 369
§
30.16. Измерение давления и скорости в потоке жидкости 371
§
30.17. Учет вязкости. Сопротивление трубопроводов .
. 372
Часть
четвертая.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СИЛЫ И АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
Глава
31. Молекулярные силы . ........, .
375
§
31.1. Плотность и сжимаемость вещества........ 375
§
31.2. Молекулярные силы...............
377
§
31.3. Электрическое происхождение молекулярных
сил 378
§
31.4. График молекулярных
сил............ 381
§
31.5. Потенциальная кривая
молекулярного взаимодействия
..................... 383
§
31.6. Тепловое расширение твердых тел и жидкостей .
. 384
Глава
32. Дальний порядок................... 386
§
32.1. Монокристалл..................
386
§
32.2. Поликристалл..................
389
§
32.3. Пространственная решетка. Дальний порядок . .
390
§
32.4. Дефекты упаковки и блочная
структура кристалла 391
§
32.5. Движение дефектов и диффузия......... 394
§
32.6. Движение дислокаций и деформация кристалла .
395
Глава
33. Плотная упаковка частиц............. 397
§
33.1. Типы кристаллических связей..........
397
§
33.2. Плотнейшая упаковка одинаковых шаров . . . 400
§
33.3. Плотнейшие упаковки шаров с разными
радиусами 402
§
33.4. Решетки, которые нельзя представить как упаковку
шаров...................... 403
§
33.5. Структура льда ................
406
§
33.6. Полимеры.................... 406
Глава
34. Ближний порядок.................. 409
§
34.1. Особенности жидкого состояния........ 409
§
34.2. Структура жидкости и ее свойства........ 410
§
34.3. Среднее время оседлой
жизни......... 412
§
34.4. Диффузия в жидкостях.............
415
§
34.5. Вязкость жидкостей...............
416
§
34.6. Аморфные тела.................
418
§
34.7. Энергия поверхностного слоя и поверхностное натяжение
жидкости............. 419
§
34.8. Давление под искривленной поверхностью жидкости 420
§
34.9. Капиллярные явления..............
422
§
34.10. Адсорбция. Эффект Ребиндера......... 423
Глава
35. Пары.......................
426
§35.1.
Испарение............. ...... 426
§
35.2. Насыщенный пар................
428
§
35.3. Давление насыщенного пара......... 429
§
35.4. Изотерма
пара................. 432
§
35.5. Критическое состояние вещества......... 433
§
35.6. Влажность воздуха.............
436
Глава
36. Фазовые переходы................. 438
§
36.1. Изменение агрегатного состояния........ 438
§
36.2. Диаграмма перехода жидкость — газ........ 439
§
36.3. Диаграмма перехода кристалл — газ....... 440
§
36.4. Диаграмма перехода кристалл — жидкость .
. . 441
§
36.5. Диаграмма перехода кристалл — кристалл .
. . 442
§
36.6. Тройная точка..................
444
§
36.7. Изменение внутренней энергии при фазовых переходах первого рода ..............445
§
36.8. Метастабильные состояния............
447
§
36.9. Конденсация. Пересыщенный пар........
449
§
36.10. Кипение. Перегретая жидкость....... 451
§ 36.11. Сжижение газов................ 453