Fizika I.

Tartalom

TARTALOMJEGYZÉK
Elősző 3
Bevezetés 5
1. A fizikai megismerés alapjai 5
2. Tér és idő. Hosszúság- és időmérés 6
MECHANIKA 9
I. Az anyagi pont mechanikája 10
1. Az anyagi pont kinematikájának elemei 10
1.1 Vonatkoztatási rendszer. Anyagi pont 10
1.2 Kinematikai alapfogalmak 11
1.3 A sebesség és a gyorsulás komponensei különböző koordináta-rendszerekben 13
A) Descartes-féle derékszögű koordináta-rendszer 14
B) Síkbeli polárkoordináta-rendszer 15
C) Hengerkoordináta-rendszer 18
D) Térbeli polárkoordináta-rendszer 19
E) Természetes koordiháta-rendszer 22
1.4 Példák tömegpont mozgásának kinematikai leírására 24
A) Egyenesvonalu, egyenletes mozgás 24
B) Egyenletesen gyorsuló mozgás 24
C) Egyenletes körmozgás 26
D) Tömegpont mozgása cikloison 28
2. Az anyagi pont dinamikája 29
2.1 A mechanika első axiómája 30
2.2 A mechanika második axiómája 31
A) Az erő fogalma és mérése 31
B) A Newton-féle második axióma 32
C)A pontszerű test mozgásegyenlete 33
D)Az anyagi pont impulzusa 33
E)A suly. A tömeg és az erő sztatikai mérése 34
2.3 A mechanika harmadik axiómája 35
2.4 A mechanika negyedik axiómája 36
257
2.5 A Galilei-féle relativitási elv 37
2.6 A mechanikai mértékrendszerek 38
2.7 A teljesítmény 39
2. 8 A munka 40
2.9 Teljesitménytétel, munkatétel 41
2.10 Az erőtér fogalma 43
2.11 A konzervatív erőtér 44
2.12 A mechanikai energia megmaradásának a tétele 46
2.13 Példák konzervatív erőkre 47
A) A rugalmas erők 47
B) A gravitációs erőtér 48
2.14 A disszipativ erők 51
2.15 Az erő és az impulzus nyomatéka.
Az impulzusnyomatéki tétel 52
2.16 Centrális erőtér; felületi tétel 52
3. Speciális mozgások (Példák a mozgásegyenlet megoldására) 55
3.1 Egyenesvonalu, egyenletes mozgás 56
3.2 Mozgás állandó erőhatására 57
3.3 Szabadesés súrlódó közegben 57
3.4 Harmonikus rezgés 59
3.5 ' sszetett harmonikus rezgések 63
Af Egyirányú rezgések összetevése 63
B) Egymásra merőleges rezgések összetevése 66
C) Periodikus mozgások felbontása harmonikus rezgésekre 68
3.6 Csillapított rezgés 69
3.7 Gerjesztett rezgés 75
3.8 Mozgás gravitációs erőtérben (Kepler-probléma)
A) A bolygók mozgása 80
B) Szóródás gravitációs erőtérben 86
II. A pontrendszerek mechanikájának elemei 89
4.1 A pontrendszer fogalma. Külső és belső erők 89
4.2 A pontrendszerre vonatkozó impulzustétel 90
4.3 A tömegközéppont mozgására vonatkozó tétel 91
4.4 A pontrendszerre vonatkozó impulzusnyomatéki tétel 92
4.5 A mechanikai energia megmaradásának a tétele pontrendszerekre ' 94
4.6 Példák a pontrendszerre vonatkozó tételek alkalmzására 96
A) Néhány egyszerű kísérlet és megfigyelés 96
B) Az ütközésről 97
C) Rakéták és mesterséges holdak 99
258.
III. Folyadékok és gázok mechanikája 102
5. A hidrodinamika alapfogalmai és alapegyenletei 102
5.1 A folyadékok és a gázok szerkezete 102
5.2 A sűrűség és a fajsúly 104
5.3 A folyadékáramlás leírásának a módjai. Az áramlási tér . 106
5.4 A folyadékáramlások osztályozása 107
5.5 A kontinuitási egyenlet 109
5. 6 Térfogati és felületi erők 115
5.7 A folyadékok mozgásegyenletének általános alakja 121
5.8 Az Euler-egyenlet 123
5.9 A Navier-Stokes-féle egyenlet 125
A) A Newton-féle súrlódási törvény 125
B) A súrlódási tenzor 126
C) A Navier-Stokes-féle egyenlet 126
5.10 Az állapotegyenlet 127
5.11 A hidrodinamika alapegyenletei 128
6. Hidrosztatika 130
6.1 A hidrosztatika alapegyenletei 130
6.2 Nyomáseloszlás nyugvó, súlytalan folyadékban 131
6.3 Nyomáseloszlás nyugvó, súlyos folyadékban 132
A) Nyomáseloszlás összenyomhatatlan, súlyos folyadékban 132
B) Nyomáseloszlás réteges folyadékban 134
C) Barometrikus magasságformula 135
6.4 A légnyomás. A nyomás egységei 138
6.5 Adott felületre "ható" nyomóerő 139
6. 6 A hidrosztatikai felhajtó erő 142
6.7 Sűrűségmérés 144
A) Szilárd testek sűrűségének mérése 144
B) Folyadékok sűrűségének a mérése 146
6.8 Manóm éterek 146
6.9 Légszivattyúk 149
7. Válogatott fejezetek a folyadékok és gázok mechanikájából 151
7.1 A Bernoulli-egyenlet 151
7.2 A Bernoulli-egyenlet alkalmazásai 154
7.3 A Hagen-Poiseuille-féle áramlás 157
7.4 A súrlódási erő Stokes-féle képlete 161
7.5 A-súrlódási együttható mérése 162
7.6 A tubulencia 165
7.7 A felületi feszültség és kapillaritás 166
259.
A) A görbületi vagy kapilláris nyomás 167
B) A határfelületi feszültség és az illeszkedési szög 168
C) A felületi feszültség mérése 169
8. Kis amplitúdójú hullámok folyadékokban és gázokban 171
' 8.1 A hullámokról általában 171
8.2 A hullámegyenlet 173
8.3 Monokromatikus sikhullámok 175
8.4 Összetett sikhullám 181
8.5 Gömbhullámok 181
8.6 Fontosabb hullámjelenségek 183
8.7 A hangtér jellemzó'i 186
8.8 A Doppler-hatás 189
8.9 Az ultrahang 190
IV. Hőtan 193
9.1 Hőmérséklet, hőmérsékleti skálák, hőmérők 193
9.2 Állapotegyenlet. Ideális gáz 196
9.3 A belső energia 197
9.4 A térfogati munka 198
9.5 Hő, fajhő, mőlhő 199
9.6 A hcfan első főtétele 202
9.7 Az ái andő nyomáson és az állandó térfogaton vett fajhő;
entalp a 204
9.8 Az ideális gáz belső energiája és entalpiája 206
9.9 Az első főtétel alkalmazása ideális gázok speciális állapotváltozásaira 208
A) Izokór állapotváltozás 209
B) Izobár állapotváltozás 210
C) Izotermikus állapotváltozás 211
D) Adiabatikus állapotváltozás 212
9.10 A Carnot-féle körfolyamat 213
9.11 Reverzibilis körfolyamatok. Entrópia 216
9.12 Ideális gáz entrópiájának a kiszámitása 219
9.13 A hőtan második főtétele 221
9.14 Az abszolút hőmérséklet 224
9.15 A termodinamikai egyensúly feltételei 225
9.16 Halmazállapotváltozások 228
9.17 Kétfázisú, egykomponensü rendszerek egyensúlya.
A Clausius-Clapeyron-egyenlet ' 229
9.18 A van der Waals-féle állapotegyenlet 233
9.19 A hővezetés 236
260.
V. Kinetikus gázelmélet 241
10.1 Az anyag atomos szerkezetéről 241
10.2 Az ideális gázok állapotegyenletének statisztikai értelmezése , 242
10.3 Az ekvipartieió-tétel 247
10.4 A Maxwell-Boltzmann-féle sebességeloszlási függvény 249
10.5 Makro- és mikroállapot. Termodinamikai valőszinüség 252
10.6 A Boltzmann-féle eloszlásfüggvény 253
10.7 A Fermi-Dirac-féle eloszlásfüggvény 254

Témakörök