Введение в предмет. Разделы физики. Физические законы и системы единиц. Элементы векторной алгебры. Производная и интеграл при решении физических задач
Методы исследования в физике. Основные определения векторной алгебры. Действие над векторами. Трёхмерная декартова система координат. Понятие дифференцирования и интегрирования. Средняя скорость возрастания функции. Процесс вычисления производных.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.06.2013 |
| Размер файла | 73,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция
Введение в предмет. Разделы физики. Физические законы и системы единиц. Элементы векторной алгебры. Производная и интеграл при решении физических задач
Составил
Бабичев С.А.
Физика - наука о природе. Основные разделы физики:
Механика - наука о движении. Механика подразделяется на классическую и релятивистскую. В классической механике рассматривается движение с низкими скоростями, а в релятивистской - со скоростями соизмеримыми со скоростями света.
- М.К.Т и термодинамика - рассматривает поведение макросистем, на основе представления о частицах, которые входят в состав рассматриваемых систем.
- Электромагнетизм - рассматривает явления, связанные с взаимодействием электрических зарядов.
- Колебания и волны - рассматривает процессы, повторяющиеся в пространстве с течением времени.
- Оптика - наука о распространении света и его взаимодействия с веществом.
- Квантовая физика - раздел физики, в котором свет рассматривают с корпускулярной точки зрения.
- Атомная и ядерная физика - рассматривает явления, связанные со строением атома и ядра.
Физические законы устанавливаются на основе обобщений неясных фактов и отражают объективные закономерности, существующих в природе. Формулируются физические законы в виде количественным соотношением между физическими величинами.
Основной метод исследования в физике - опыт, то есть наблюдение физического явления в строго контролируемых условиях, позволяющих следить за характером явления и воссоздать его каждый раз при повторении этих условий.
Для объяснения экспериментальных данных выдвигается гипотеза. Правильность выдвинутой гипотезы подтверждается её сопоставлением с результатами эксперимента.
Физическая теория представляет собой систему основных идей, обобщающих опытные данные и отражающих объективные закономерности природы.
Каждая физическая величина имеет единицу измерения. Совокупность единиц измерения составляет систему единиц.
Наиболее распространённая система - интернациональная (СИ), которая строится на семи основных единицах и двух дополнительных: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела, радиан, стерадиан.
Размерность физической величины есть её выражение в основных единицах.
Основные понятия векторной алгебры.
Вектором называется величина, характеризующаяся численным значением и направлением и складывающаяся по правилу параллелограмма. Модулем вектора называется его численное значение. Модуль вектора - скаляр, причем всегда положительный. Обозначение векторов:
Действие над векторами:
1. Сложение векторов:
- Правило треугольника. Если начало второго вектора совместить с концом первого, то вектор, проведенный из начала первого в конец второго будет являться суммой двух векторов.
- Правило параллелограмма. Если оба вектора выходят из одной точки, то суммой векторов будет вектор, выходящий из общей точки и совпадающий с диагональю параллелограмма, сторонами которого являются два исходных вектора.
2. Вычитание векторов:
физика векторный алгебра дифференцирование производный
.
Разностью векторов и называется вектор , который в сумме с вектором даёт вектор .
Для нахождения разности двух векторов их необходимо параллельным переносом перенести так, чтобы они выходили из одной точки. Вектор, соединяющий их концы, который направлен в сторону уменьшаемого, называется разностью двух векторов.
3. Умножение вектора на скаляр:
.
В результате получается новый вектор, длина которого в k раз больше исходного.
4. Проекция вектора. Проекцией вектора на координатную ось называется произведение модуля вектора на соs угла между направлениями вектора и координатной оси.
Выражение вектора через его проекции.
Из рисунка следует:
В общем случае, в трёхмерной декартовой системе координат, последнее выражение принимает вид:
5. Радиус-вектор - это вектор, проведённый из начала координат в данную точку. Его проекции на координатные оси равны декартовым координатам данной точки. В декартовой системе координат радиус-вектор можно представить следующим образом:
6. Скалярным произведением векторов называется скаляр, равный произведению модулей векторов на угла между ними.
7. Векторным произведением векторов и называют вектор , определяемый по отношению:
где - вектор нормали к плоскости, в которой лежат вектора и . Направление выбирается так, чтобы векторы - образовали правовинтовую систему.
Понятие дифференцирования и интегрирования.
Пусть функция f(x) возрастает на интервале от x до x+x.
Средней скоростью возрастания функции называется отношение изменения функции к изменению аргумента.
.
Предел, к которому стремится средняя скорость при приращении аргумента, стремящемся к нулю, называется мгновенной скорости возрастания функции или производной функции в данной точке.
Процесс вычисления производных называется дифференцированием.
Процесс обратный дифференцированию называется интегрированием
.
Правило вычисления производных:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные, дополнительные и производные единицы системы СИ. Правила написания обозначений единиц. Альтернативные современные системы физических единиц. Эталонные меры в институтах метрологии. Специфика применения единиц СИ в области физики и техники.
презентация [1,6 M], добавлен 02.12.2013Сущность физики как науки о формах движения материи и их взаимных превращениях. Теснейшая связь физики с другими отраслями естествознания, ее методы исследований. Основные величины, используемые в механике, молекулярной физике, термодинамике и оптике.
лекция [339,3 K], добавлен 28.06.2013Что такое задача, классы, виды и этапы решения задач. Сущность эвристического подхода в решении задач по физике. Понятие эвристики и эвристического обучения. Характеристика эвристических методов (педагогические приемы и методы на основе эвристик).
курсовая работа [44,6 K], добавлен 17.10.2006Общие правила конструирования систем единиц. Основные, дополнительные и производные единицы системы СИ. Правила написания обозначений единиц. Альтернативные современные системы физических единиц. Сущность эффекта Джозефсона. Система единиц Планка.
контрольная работа [39,1 K], добавлен 11.02.2012Основные представители физики. Основные физические законы и концепции. Концепции классического естествознания. Атомистическая концепция строения материи. Формирование механической картины мира. Влияние физики на медицину.
реферат [18,6 K], добавлен 27.05.2003Обработка результатов измерений физических величин. Среднеквадратическое отклонение, ошибка определения объема. Коэффициент проникновения ультразвука внутрь ткани. Энергия для поддержания разности давления. Средняя квадратичная скорость молекулы.
контрольная работа [119,5 K], добавлен 26.07.2012Описание международной системы единиц, ее основных, производных, дополнительных и внесистемных единиц физических величин. Области применения бесшкальных инструментов: лекальных, линеек, шаблонов, щупов, эталонов шероховатости. Определение плотности тела.
контрольная работа [42,6 K], добавлен 16.03.2015Предмет физики и ее связь со смежными науками. Общие методы исследования физических явлений. Развитие физики и техники и их взаимное влияния друг на друга. Успехи физики в течение последних десятилетий и характеристика ее современного состояния.
учебное пособие [686,6 K], добавлен 26.02.2008История разработки эталонов физических величин системы СИ. Основные, дополнительные и производные физические величины в Международной системе единиц CИ (SI-Sistem International d`Unites) и СГС, связь между ними. Фундаментальные физические константы.
реферат [362,2 K], добавлен 25.03.2016Системы физических величин и их единиц, роль их размера и значения, специфика классификации. Понятие о единстве измерений. Характеристика эталонов единиц физических величин. Передача размеров единиц величин: особенности системы и используемых методов.
реферат [96,2 K], добавлен 02.12.2010Общие методические указания по оформлению контрольных работ. Основные формулы по кинематике, динамике, электростатике. Примеры решения задач. Основные физические постоянные. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц.
методичка [658,3 K], добавлен 17.04.2015Физические представления античности и Средних веков. Развитие физики в Новое время. Переход от классических к релятивистским представлениям в физике. Концепция возникновения порядка из хаоса Эмпедокла и Анаксагора. Современная физика макро- и микромира.
реферат [26,0 K], добавлен 27.12.2016Развитие физики. Материя и движение. Отражение объективной реальности в физических теориях. Цель физики - содействовать покорению природы человеком и в связи с этим раскрывать истинное строение материи и законы её движения.
реферат [34,2 K], добавлен 26.04.2007Алгоритм решения задач по разделу "Механика" курса физики общеобразовательной школы. Особенности определения характеристик электрона по законам релятивистской механики. Расчет напряженности электрических полей и величины заряда по законам электростатики.
автореферат [145,0 K], добавлен 25.08.2015Изложение физических основ классической механики, элементы теории относительности. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электростатика и электромагнетизм, теория колебаний и волн, основы квантовой физики, физики атомного ядра, элементарных частиц.
учебное пособие [7,9 M], добавлен 03.04.2010Алгоритмы решения задач по физике. Основы кинематики и динамики. Законы сохранения, механические колебания и волны. Молекулярная физика и термодинамика. Электрическое поле, законы постоянного тока. Элементы теории относительности, световые кванты.
учебное пособие [10,2 M], добавлен 10.05.2010Пространство и время в нерелятивистской физике. Принципы относительности Галилея. Законы Ньютона и границы их применимости. Физический смысл гравитационной постоянной. Законы сохранения энергии и импульса. Свободные и вынужденные механические колебания.
шпаргалка [7,1 M], добавлен 30.10.2010Фундаментальные законы сохранения физических величин. Свойства симметрии физических систем. Связь законов сохранения с симметрией пространства и времени. Принципы симметрии в физике. Симметрия как основа описания объектов и процессов в микромире.
реферат [327,5 K], добавлен 17.10.2008Что понимают под относительностью движения в физике. Понятие системы отсчёта как совокупности тела отсчёта, системы координат и системы отсчёта времени, связанных с телом, по отношению к которому изучается движение. Система отсчета движения небесных тел.
презентация [2,7 M], добавлен 06.02.2011Понятие и основные законы существования электрического поля. Сущность и устройство электрических машин, их функциональные особенности и сферы практического применения. Понятие погрешности прибора и ее определение. Средства измерения физических величин.
шпаргалка [999,1 K], добавлен 06.06.2013
