- •Основы механики
- •Фгбоу впо «Российский государственный университет нефти и газа имени и.М. Губкина»
- •Основы механики
- •Введение
- •Часть I. Общие теоретические сведения курса «основы механики»
- •Глава I.1. Кинематика материальной точки
- •§I.1.1 физические основы механики
- •§I.1.2 вектор перемещения. Путь
- •§I.1.3 скорость. Ускорение.
- •§I.1.4 равномерное прямолинейное движение
- •§I.1.5 равнопеременное прямолинейное движение
- •§I.1.6 свободное падение тел
- •§I.1.7 движение тела по окружности
- •Глава I.2. Динамика материальной точки
- •§I.2.1 первый закон ньютона. Инерциальные системы отсчёта.
- •§I.2.2 сила
- •Коэффициент трения зависит от материалов трущихся поверхностей.
- •§I.2.3 масса. Центр масс. Импульс. Закон сохранения импульса. Плотность
- •§I.2.4 второй закон ньютона
- •§I.2.5 третий закон ньютона
- •Глава I.3 работа и энергия
- •§I.3.1 работа. Мощность
- •§I.3. 2 потенциальные и непотенциальные силы. Консервативные и неконсервативные системы тел
- •§I.3.3 механическая энергия. Закон сохранения механической энергии
- •§I.3.4 удар абсолютно упругих и неупругих тел
- •Глава I.4 основы динамики вращательного движения абсолютно твёрдого тела
- •§I.4.1 момент силы и момент инерции
- •§I.4.2 основной закон динамики вращательного движения
- •§I.4.3 работа. Мощность. Энергия вращательного движения
- •Глава I.5 всемирное тяготение. Элементы теории поля
- •§I.5.1 гравитационное поле, его напряжённость
- •§I.5.2 потенциал поля
- •§I.5.3 космические скорости
- •§I.5.4 неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции
- •Глава I.6 основы гидроаэромеханики
- •§I.6.1 механические свойства жидкостей и газов
- •§I.6.2 гидроаэростатика
- •§I.6.3 движение жидкостей и газов. Уравнение бернулли
- •§I.6.4 внутреннее трение в жидкостях
- •Глава I.7 элементы специальной теории относительности
- •§I.7.1 преобразования галилея
- •§I.7.2 постулаты релятивистской теории
- •§I.7.3 преобразования лоренца
- •§I.7.4 релятивистские эффекты
- •§I.7.5 релятивистская динамика
- •Часть II. Примеры решения задач
- •Глава II.1. Кинематика материальной точки
- •§II.1.1 основные законы и формулы
- •§II.1.2 примеры решения задач
- •Глава II.2. Динамика материальной точки
- •§II.2.1 основные законы и формулы
- •5. Сила трения качения
- •§II.2.2 примеры решения задач
- •Глава II.3 работа и энергия
- •§II.3.1 основные законы и формулы
- •§II.3.2 примеры решения задач
- •Глава II.4 механика твёрдого тела
- •§II.4.1 основные законы и формулы
- •§II.4.2 примеры решения задач
- •Глава II.5 всемирное тяготение. Элементы теории поля
- •§II.5.1 основные законы и формулы
- •1. Закон всемирного тяготения
- •§II.5.2 примеры решения задач
- •Глава II.6 механика жидкостей и газов
- •§II.6.1 основные законы и формулы
- •Гидростатическое давление столба жидкости на глубине
- •§II.6.2 примеры решения задач
- •Глава II.7 элементы специальной теории относительности
- •§II.7.1 основные законы и формулы
- •Преобразования Лоренца
- •Релятивистское замедление хода часов
- •§II.7. 2 примеры решения задач
- •Часть III. Вопросы и задания для самопроверки
- •§III.1. Кинематика материальной точки а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III.2 динамика материальной точки а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III. 3 работа и энергия. Законы сохранения а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III. 4 механика твёрдого тела а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III. 5 всемирное тяготение. Элементы теории поля а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III. 6 механика жидкостей и газов а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •§III. 7 элементы специальной теории относительности а. Вопросы по теории
- •В. Тестовые задания
- •С. Задачи
- •Основные, дополнительные и производные единицы системы
- •I. Основные единицы
- •II. Дополнительные единицы
- •III. Производные единицы механических величин
- •3. Вычитание векторов
- •4. Умножение вектора на скаляр
- •2. Сложение векторов
- •6. Векторное произведение двух векторов
- •Предметный указатель
- •Заключение
- •Библиографический список Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Оглавление
С. Задачи
Кинетическая энергия электрона равна 1 МэВ. Определить скорость электрона.
Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 0,03 Тл по окружности радиуса 10 см. Определить скорость электрона.
Записать соотношение, связывающее между собой релятивистскую полную энергию и релятивистский импульс частицы.
Определить импульс электрона, обладающего кинетической энергией 5 МэВ.
Определите скорость движения релятивистской частицы, если ее полная энергия в два раза больше энергии покоя.
Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы увеличить скорость частицы от
до
.Две ракеты движутся навстречу друг другу относительно неподвижного наблюдателя с одинаковой скоростью,
.
Определите скорость сближения ракет,
исходя из закона сложения скоростей:
1) в классической механике; 2) в специальной
теории относительности.Космический корабль движется со скоростью
по направлению к Земле. Определите
расстояние, пройденное им в системе
отсчета, связанной с Землей (системе
),
за
,
отсчитанное по часам в космическом
корабле (системе
).
Определите относительную скорость движения, при которой релятивистское сокращение линейных размеров тела составляет 10%.
Частица движется со скоростью, равной половине скорости света. Во сколько раз масса движущейся частицы больше массы покоящейся?
При какой скорости кинетическая энергия любой частицы вещества равна её энергии покоя?
Найти скорость протона, если его кинетическая энергия равна: 1) 1 МэВ; 2) 1 ГэВ.
Частица движется со скоростью . Определите отношение полной энергии релятивистской частицы к ее энергии покоя.
Определите скорость, при которой релятивистский импульс частицы превышает ее ньютоновский импульс в 3 раза.
ПРИЛОЖЕНИЕ I. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ
Основные, дополнительные и производные единицы системы
I. Основные единицы
1.
Метр (м)
– это длина
пути, проходимого светом в вакууме за
промежуток времени
доли секунды.
Из определения следует, что скорость
света в вакууме принята равной
м/с точно. Современное определение метра
в терминах времени и скорости света
было введено в 1983г. До этого момента
пользовались другим определением метра
«Метр (м) – единица длины. Метр равен
длине 1 650 763,
73 волн в вакууме излучения, соответствующего
переходу между уровнями
и
атома криптона – 86»
2. Килограмм (кг) – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма. Из определения следует, что масса международного прототипа килограмма, всегда точно равна 1 кг.
3. Секунда (с) – интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия – 133. Из определения следует, что величина сверхтонкого расщепления основного состояния атома цезия – 133, равна 9 192 631 770 Гц точно.
II. Дополнительные единицы
1. Радиан (рад) – единица плоского угла. Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.
2. Стерадиан (ср) – единица телесного угла. Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
