ОГЛАВЛЕНИЕ
Из предисловия к 1-му изданию ,.............. . . . 11
Предисловие ко 2-му изданию.................... 15
Введение ,...,.,,.., .................. 17
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
МЕХАНИКА
Глава I. Кинематика ...................... 21
§ 1. Механическое движение , . . , ,............ 21
§ 2. Относительность движения и нокоя........... 22
§ 3. Задача кинематики................... 22
| 4. Траектория движения.................. 24
§ 5. Поступательное и вращательное движение тел....... 24
§ 6. Движение точки . ...»............... 26
7. Описание заданного движения.............. 27
8. Измерение длины................... . 29
9. Измерение промежутков времени........ . . . . 30
10. Диаграмма движения.................. 32
11. Скорость движения.................. 34
| 12. Единицы скорости ................... 34
§ 13. Равномерное движение , . ,.............. 35
§ 14. Историческая справка.................. 37
§ 15. Графики зависимости пути и скорости от времени..... 37
| 16. Сложение движений . . . , ,............. 40
§ 17. Сложение скоростей равномерных движений, направленных
вдоль одной прямой i , » ,,,,............ 42
§ 18. Неравномерное движение. Средняя скорость....... 43
| 19. Мгновенная скорость................... 46
§ 20. Ускорение ..,,,«««•..,............ 48
§ 21. Мгновенное ускорение ,....,,,,......... 49
§ 22. Равномерно-ускоренное движение .«.,,.,.'..... 49
§ 23. Скорость равномерно-ускоренного движения ....... 51
§ 24. Графики скорости при равномерно-ускоренном движении . . 52
| 25. Равномерно-замедленное движение . . . , j........ 53
§ 26. Графики скорости при любом неравномерном движении . . 55 § 27. Нахождение пути, пройденного при неравномерном движении,
при помощи графика скорости ...,..,.....• > • 56
§ 28. Путь, пройденный при равномерно-ускоренном движеиии f . 56
§ 29. Историческая справка. Опыты Галилея . . ,.....« * 58
§ 30. Направленность скорости. Понятие о векторах .,, , ( . 59
§ 31. Сложение движений, направленных под углом яруг к другу 60
§ 32. Геометрическое сложение ...,...,,........ 63
§ 3?. Сложение скоростей, направленных под углом яруг к другу . 64
§ 34. Разложение скорости на составляющие . , . ....... 65
1*
4 ' ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава II. Динамика.......................68
§ 35. Задачи динамики...................68
§ 36. Закон инерции.....................68
§ 37. Подятйе о силе.....................70
§ 38. Эталон силы. Динамометры ................72
§ 39. Графическое изображение сил. Сила есть вектор.....76
§ 40. Сложение сил, направленных по одной прямой......77
§ 41. Связь между силой/и ускорением.............79
§ 42. Понятие о массе тела...................81
§ 43. Второй закон Ньютона.................83
§ 44. Единицы массы и силы..................85
§ 45. О системах единиц..................86
| 46. Расчеты на основании второго закона Ньютона......88
§ 47. Закон равенства действия и противодействия (третий закон
Ньютона)........................90
§ 48. Взаимодействие нескольких тел.............95
§ 49. Количество движения и импульс. Новая формулировка второго
закона Ньютона.....................97
§ 50. Вес тела. Взвешивание..................99
§ 51. Свободное падение тел.................101
§ 52. Ускорение свободного падения..............102
§ 53. Движение тела, брошенного вверх............ЮЗ
§ 54. Масса и вес......................105
§ 55. Плотность и удельный вес................106
§ 56. Происхождение деформаций ................107
§ 57. Деформации под действием силы тяжести.........109
§ 58. Исчезновение деформации при падении тел .......НО
§ 59. Разрушение движущихся тел...............111
§ 60. Силы трения. Трение скольжения.....•.......112
§ 61. Трение качения...................: • 115
§ 62. Сопротивление среды..................116
§ 63. Роль сил трения....................117
§ 64. Падение тел в воздухе................. . 119
Глава III. Статика.......................122
§ 65. Задача статики ,...................122
§ 66. Абсолютно твердое тело................123
§ 67. Перенос точки приложения силы, действующей на твердое тело 125 § 68. Равновесие тела под действием трех сил, направленных под
углом друг к другу...................126
6 69. Сложение сил. Равнодействующая............129
§ 70. Разложение сил на составляющие............ 132
§ 71. Проекции сил. Общее условие равновесия........134
§ 72. Тело, закрепленное на оси................136
§ 73. Равновесие тела, закрепленного на оси.........138
. § 74. Момент силы......................139
§ 75. Сложение моментов сил.................142
§ 76. Измерение момента силы................143
6 77. Пара рил........................144
§ 78. Сложение параллельных сил. Центр тяжести.......146
§ 79*. Определение центра тяжести тел.............149
§ 80. Различные случаи равновесия..............152
§ 81. Условие устойчивого равновесия.............154
§ 82. Простые м,ацшны.....................157
ОГЛАВЛЕНИЕ 5
Глава IV. Работа и энергия..................166
§ 83. Введение........................166
§ 84. «Золотое правило» механики..............167
§ 85. Работа силы.......................168
§ 86. Работа при перемещении, перпендикулярном к направлению
силы......................... . 169
§ 87. Работа силы, направление которой не совпадает с перемещением ...................... ... 170
§ 88. Единицы работы....................171
§ 89. Положительная и отрицательная работа.........172
§ 90. О движении по горизонтальной плоскости.......173
§ 91. Работа силы тяжести при движении по наклонной плоскости . 173
§ 92. Принцип сохранения работы...............174
§ 93. Механизмы, запасающие работоспособность........175
§ 94. Потенциальная энергия................177
§ 95. Потенциальная энергия упругой деформации.......179
§ 96. Кинетическая энергия ..."..............180
§ 97. Выражение кинетической энергии через массу и скорость движущегося тела.....................181
§ 98. Полная энергия тела...................182
§ 99. Закон сохранения энергии................183
§ 100. Силы трения и закон сохранения энергии........185
§ 101. Превращение механической энергии во внутреннюю энергию 186
§ 102. Всеобщий характер закона сохранения энергии.....189
§ 103. Мощность........................189
§ 104. Мощность механизмов..................191
§ 105. Мощность и размеры механизма.............192
§ 106. Коэффициент полезного действия механизмов......194
Глава V. Криволинейное движение................ 196
§ 107. Условия возникновения криволинейного движения . . . 196
§ 108. Скорость криволинейного движения..........197
§ 109. Ускорение при криволинейном движении.........199
§ 110. Второй закон Ньютона в криволинейном движении . . . .,201
§ 111. Независимость действия сил...............202
§ 112. Движение тела, брошенного горизонтально........203
§ 113. Траектория тела, брошенного горизонтально........205
§ 114. Движение тела, брошенного под углом к горизонту . . . 208
§ 115. Полет пуль и снарядов.................211
§ 116. Ускорение при равномерном движении по окружности . . .214
§ 117. Угловая скорость...................216
§ 118. Силы при равномерном движении по окружности . . .217
§ 119. Движение планет. Закон всемирного тяготения......220
§ 120. Деформация при криволинейном движении........222
§ 121. Разрыв 'маховиков....................224
§ 122. Третий закон Ньютона для движения по окружности . . . 226
§ 123. «Американские горы»..................229
§ 124. Влияние вращения Земли на вес тела...........229
§ 125. Карусель. Регулятор Уатта...............231
§ 126. Движение на закруглениях пути............. 233
Глава VI. Гидростатика....................235
§ 127. Введение.......................235
§ 128. Подвижность жидкости. Свободная поверхность жидкости . 235 § 129. Силы давления......................236
ОГЛАВЛЕНИЕ
§ 130. Происхождение сил давления .............. 237
131. Измерение сжимаемости жидкости...........238
132. «Несжимаемая» жидкость............. . . 239
133. Силы давления в жидкости передаются во все стороны ... 239
134. Направление сил давления...............240
135. Давление.............•.........241
136. Единицы давления : . ................. 242
137. Определение сил давления по давлению.........242
§ 138. Измерение давления. Мембранный манометр........244
§ 139. Независимость давления от направления площадки . . 245
§ 140. Распределение давления внутри жидкости.........246
§ 141. Закон Паскаля.....................246
§ 142. Гидравлический пресс...................248
§ 143. Жидкость под действием силы тяжести........v . . 250
§ 144. Зависимость давления от глубины погружения . , . . . 250
§ 145. График распределения давления . ......... . . 252
§ 146. Распределение давления жидкости в сосудах произвольной
формы...............*.......• • 252
§ 147. Сообщающиеся сосуды.................254
§ 148. Сообщающиеся сосуды с разными жидкостями......257
§ 149. Жидкостный манометр................. 258.
§ 150. Устройство водопровода. Нагнетательный насос.......259
§ 151. Сифон .........................261
§ 152. Сила давления на дно сосуда..............262
§ 153. Давление воды в морских глубинах...........265
§ 154. Прочность подводной лодки .......... . . . • 268
§ 155. Поддерживающая сила................. 269
§ 156. Закоа Архимеда..............k.....270
§ 157. Закон Архимеда и плавание тел.............273
§ 158. Измерение удельного веса тел на основании закона Архимеда 275
§ 159. Плавание тела на поверхности жидкости .......-275
§ 160. Плавание несплошных тел................278
§ 161. Устойчивость плавания кораблей............279
§ 162. Тела, лежащие на дне сосуда............... 28°
'лава VII. Аэростатика...................282
§ 163. Обзор механических свойств газов............282
§ 164. Атмосфера........................283
§ 165. Взвешивание воздуха . . . . . ............284
§ 166. Давление атмосферы..................284
§ 167. Другие опыты, показывающие существование атмосферного
давления............ . ............ 286
§ 168. Разрежающие насосы........'.........288
§ 169. Влияние атмосферного давления на уровень жидкости
в сосуде................•........289
§ 170. Максимальная высота столба жидкости.........291
§ 171. Опыт Торичелли и ртутный барометр...........293
§ 172. Барометр-анероид............ . .,.....294
§173. Давление воздуха на уровне моря и на высоте........295
§ 174. Изменение давления1 с высотой поднятия . . . . . . . . . . 296
§ 175. График распределения атмосферного давления по высоте . 297 §176. Физиологическое действие пониженного давления воздуха .299
§ 177. Закон Архимеда для газов............... 299
§ 178. Воздушные шары и дирижабли............. 300
§ 179. Применение сжатого воздуха в технике..........303
ОГЛАВЛЕНИЯ . f
Глава VIII. Гидре- н ааредвиамвка............. . . 307
§ 180. Давление в движущейся жидкости . . . ..........307
§ 181. Измерение полного я статического давления. Измеритель скорости потока.......................308
§ 182. Течение жидкости по трубам. Трение жидкости . . . .310
§ 183. Закон Бернулли..................... 312
§ 184. Опыты и приборы, основанные на изменении давления со скоростью.......................... 314
§ 185. Течение жидкости в изогнутой трубке ..........315
§ 186. Реакция движущейся жидкости и ее использование ..... 316
§ 187. Перемещение по воде .......... (.......317
§ 188. Ракеты. Реактивное движение . , . ..........320
| 189. Сопротивление воздуха. Сопротивление воды ... .... 324
§ 190, Эффект Магнуса н циркуляция .............. 328
i § 191. Подъемная сила крыла и полет самолета .........330
§ 192. Воздушный винт (пронеллер) .............. ЗЭ$
§ 193. Турбулентность в потоке жидкости или газа ... ... . . 334
§ 194. Ламинарное движение..................335
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ТЕПЛОТА. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Глава IX. Тепловое расширение твердых н жидких тел.....337
§ 195. Тепловое расширение твердых и жидких тел......337
§ 196. Термометры......................341
§ 197. Формула линейного расширения ............ 343
§ 198. Формула объемного расширения.............346
§ 199. Связь между коэффициентами линейного и объемного расширений ........... .............. 347
§ 200. Измерение коэффициента объемного расширения жидкости 348 § 201. Особенности расширения воды ............. 349
Глава X. Работа. Теплота. Принцип сохранения «вертя .... 350
§ 202. Изменения состояния тел при движении л трением .... 350 § 203. Измерение нагревания тел при совершении работы .... 351 § 204. Второй способ изменения внутренней энергия тел — теплопередача......................... 353
§ 205. Калория.............. , .........354
§ 206. Зависимость внутренней энергии тела от его массы и вещества.......................... 353
§ 207. Теплоемкость тела........, ,............356
§ 208. Удельная теплоемкость................ . 357
§ 209. Калориметр. Измерение тешюемкослей .......... 358
§ 210. Принцип сохранения анергии ............... 361
§ 211. Невозможность «вечного двигателя» ........... 362
§ 212. Различные виды процессов; при которых ороискодиг передача
теплоты ............. < ..... ..... 363
Глава XI. Молекулярная теория................ 367
§ 213. Молекулы н атомы.........,.........367
§ 214. Размеры атомов и молекул................368
§ 215. Микромир ..................: ... 369
•§ 216. Внутренняя энергия с точки зрения молекулярной теории 370
§ 217. Молекулярное движение................ 371
§ 218. Молекулярное движение в газах, жидкостях и твердых
телах..........................372
§ 219. Броуновское движение.................374
§ 220. Молекулярные силы ..................375
Глава XII. Свойства газов.....................378
§ 221. Давление газов....................378
§ 222. Зависимость давления газа от температуры........380
§ 223. Формула, выражающая закон Шарля..........381
§•224. Закон Шарля с точки зрения молекулярной теории .... 382 § 225. Изменение температуры газа при изменении его объема.
Адиабатические и изотермические процессы . . . . i . . 382
§ 226. Закон Бойля — Мариотта................384
§ 227. Формула, выражающая закон Бойля — Мариотта . . . 386
§ 228. График, выражающий закон Бойля — Мариотта......387
§ 229. Зависимость между плотноетыо газа и его давлением . . . 388
§ 230. Молекулярное толкование закона Бойля — Мариотта . . 389
' § 231. Изменение объема газа при изменении температуры ... 390
§ 232. Закон Гей-Люссака..................391
§ 23"3. Графики, выражающие законы Шарля и Гей-Люссака . . 392
§ 234. Абсолютная температура...............393
§ 235. Газовый термометр....................395
§ 236. Объем газа и абсолютная температура.........396
§ 237. Зависимость плотности газа от температуры.......396
§ 238. Объединенный закон газового состояния......... 396
§ 239. Закон Дальтона.................... 398
§ 240. Плотности газов....................399
§ 241. Закон Авогадро....................400
§ 242. Грамм-молекула. Число Авогадро............401
§ 243. Скорости молекул Газа.................402
§ 244. Об одном способе измерения скоростей движения молекул
газа (опыт Штерна)....................406
§ 245. Теплоемкость газов...................408
§ 246. Молярные теплоемкости "................409
§ 247. Правило Дюлрнга и Пти.................410
Глава XIII. Свойства жидкостей..................411
§ 248. Строение жидкостей..................411
§ 249. Поверхностная энергия................412
§ 250. Поверхностное натяжение...............416
' § 251. Жидкостные пленки...................420
§ 252. Зависимость поверхностного натяжения от температуры . . 421
§ 253. Смачивание и несмачивание................422
§ 254. Расположение молекул у поверхности тел.........424
§ 255. Значение кривизны свободной поверхности жидкости . . 426
§ 256. Капиллярные явления.................430
§ 257. Высота поднятия жидкости в капиллярных трубках . . 432
§ 258. Адсорбция.......................433
§ 259. Флотация........................435
§ 260. Растворение газов....................436
§ 261. Взаимное растворение жидкостей.............439
§ 262. Растворение твердых тел в жидкостях...........439
ОГЛАВЛЕНИЕ a
Глава XIV. Свойства твердых тел. Переход тел из твердого состояния в жидкое и обратно.................442
§ 263. Введение........................442
§ 264. Кристаллические тела..................443
§ 265. Аморфные тела.....................446
§ 266. Кристаллическая решетка................447
§ 267. Кристаллизация....................450
§ 268. Плавление и отвердевание................451
§ 269. Теплота плавления....................453
§ 270. Переохлаждение....................454
§ 271. Изменение плотности вещества при плавлении......456
§ 272. Полимеры.......................457
| 273. Сплавы........................460
§ 274. Затвердевание растворов ................ 461
§ 275. Охлаждающие смеси...................462
§ 276. Изменения твердого тела................463
Глава XV. Упругость и прочность................465
§ 277. Введение........................465
§ 278. Упругие и пластические деформации...........465
§ 279. Закон Гука.......................466
§ 280. Растяжение и сжатие.....,............467
§ 281. Сдвиг.........................469
§ 282. Кручение.......................471
§ 283. Изгиб..........................472
§ 284. Прочность.......................474.
§ 285. Твердость............ ..........475
§ 286. Что происходит при деформации тел?..........476
§ 287. Изменение энергии при деформации тел........477
Глава XVI. Свойства паров..................479
§ 288. Введение.......................479
§ 289. Пары насыщающие и ненасыщающие...........479
§ 290. Что происходит при изменении объема смеси жидкости и
насыщающего пара?.....'.............481
§ 291. Закон Дальтона для паров................483
§ 292. Молекулярная картина испарения...........483
§ 293. Зависимость давления насыщающих паров от температуры . 485
§ 294. Кипение........................486
§ 295. Теплота испарения..................490
§ 296. Охлаждение при испарении...............492
§ 297. Изменение внутренней энергии при переходе вещества из
жидкого состояния в парообразное............494
§ 298. Испарение при кривых поверхностях жидкости.......494
§ 299. Перегревание жидкости................496
§ 300. Пересыщение паров...................496
§ 301. Насыщение паров при возгонке.............498
§ 302. Превращение газов в жидкости..............499 '
§ 303. Критическая температура...............500
§ 304. Сжижение газов в технике...............503
§ 305. Вакуумная техника..................505
§ 306. Водяной пар в атмосфере................507
Глава XVII. Физика атмосферы.................510
§ 307. Атмосфера.......................510
§ 308. Тепловой баланс Земли................. . 510
10 ОГЛАВЛЕНИЕ
§ 309. Адиабатические процессы в атмосфере...........512
§ 310. Облака........................513
§ 311. Искусственные осадки..................516
§ 312. Ветер.......... ...............516
§ 313. Предсказание погоды..................517
Глава XVIII. Тепловые машины.................519
§ 314. Условия, необходимые для работы тепловых двигателей . . 519
§ 315. Паросиловая станция............'......520
§ 316. Паровой котел.....................521
§ 317. Паровая турбина................... . 522
§ 318. Поршневая Паровая машина ...............524
§ 319. Конденсатор .....................525
§ 320. Коэффициент полезного действия теплового двигателя . . . 526 § 321. Коэффициент полезного действия паросиловой станции . 526
§ 322. Бензиновый двигатель внутреннего сгорания......529
§ 323. Коэффициент полезного действия двигателя внутреннего сгорания . . .......................• 533
§ 324. Двигатель Дизеля...................534
§ 325. Реактивные двигатели.................. 535
.,§ 326. Огнестрельное оружие.................536
§ 327. Передача теплоты от холодного тела к горячему ..... 537
Ответы и решения к упражнениям.................540
Список таблиц
1. Основные единицы измерения.......,........ 88
2. Плотность некоторых веществ................107
3. Коэффициенты линейного расширения некоторых материалов 344
4. Коэффициенты объемного расширения некоторых жидкостей 348
5. Удельные теплоемкости некоторых веществ........360
6. Коэффициенты теплопроводности некоторых веществ . . . 364
7. Плотности некоторых газов................ 400
8. Средние скорости молекул некоторых газов........404
9. Удельные теплоемкости некоторых газов при постоянном давлении . и постоянном объеме.................• 409
10. Удельные теплоемкости с некоторых твердых веществ . . . .410
11. Поверхностное натяжение некоторых жидкостей ... . . . • 418
12. Зависимость поверхностного натяжения воды от температуры 422 13а. Растворимость в воде некоторых газов при разных температурах 438 136. Растворимость в воде некоторых веществ при различных температурах.........................440
14. Точки плавления некоторых веществ.............452
15. Теплота плавления некоторых веществ............454
16. Разрушающая нагрузка некоторых материалов......475
17. Давление насыщающих паров воды и ртути при различных температурах......................485
18. Точки кипения некоторых жидкостей............489
19. Теплота испарения различных жидкостей . .........492
20. Давление насыщающего пара над переохлажденной водой и над льдом........................... 498
21. Свойства воды и ее насыщающего пара при разных температурах 500
22. Критические температуры и давления некоторых веществ .. . .501
23. Давление насыщающих паров воды и абсолютная влажность воздуха в зависимости от температуры............507
24. Калорийность различных сортов топлива..........526
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К 1-МУ ИЗДАНИЮ
Название «Элементарный учебник физики», которое мы решили присвоить этой книге, отражает стремление дать учебник, пригодный для ознакомления с элементами физики как науки. Эго-^' задача, которую должно ставить себе преподавание в старших классах общеобразовательной средней школы, равно как и в техникумах или в специальных, средних школах. Поэтому мы надеемся, что настоящая книга может быть использована как основной учебник физики во всех подобных школах, ибо принципиальные установки, положенные в ее основу, справедливы для средней школы любого типа.
Установки эти сообщают нашей книге некоторые особенности, отличающие ее от существующих учебников средней школы. Эти особенности требуют пояснении, представляющих интерес главным образом для преподавателей. Именно к ним и обращено настоящее предисловие.
У преподавателей высшей школы сложилось печальное убеждение, что знания по физике, с которыми приходят учащиеся из средней школы, стоят на совершенно неудовлетворительном уровне. Нас смущает не столько недостаточность фактов и теоретических представлений, находящихся в распоряжении учащихся, сколько отсутствие ясного и правильного суждения об их соотношении. Учащиеся зачастую плохо ориентируются в том, что положено в основу как определение, что является результатом опыта, на чтб следует смотреть как на теоретическое обобщение этих опытных знаний. Нередко новые факты расцениваются как самоочевидные следствия, и поэтому все глубокое значение этих фактов остается неосознанным или, наоборот, различные формулировки одних и тех же положений воспринимаются как разные закономерности.
Конечно, по объему преподаваемого материала, по глубине изложения, по систематическому использованию более или менее сложного математического аппарата преподавание в высшей школе существенно отличается от преподавания на более ранних ступенях. Однако и на этих ступенях преподавать физику нужно
Цена: 200руб.