Список всех тем лекций
Лекция 1. Введение в механику. Кинематика.
Введение в курс
Разделы механики
Свойства пространства и времени
Эталон времени
Виды часов
Скорость света
Системы координат и их типы
Способы задания движения
Скорость и ускорение
Тангенциальное и нормальное ускорение
Лекция 2. Динамика материальной точки.
Движение материальной точки по окружности
Сложение механических движений
Динамика Аристотеля
Инерциальные системы отсчёта
Принцип относительности Галилея
Первый закон Ньютона
Масса и инертность
Демонстрации
Импульс и сила
Второй закон Ньютона
Третий закон Ньютона
Лекция 3. Виды взаимодействий. Силы.
Демонстрации по третьему закону Ньютона и суперпозиции сил
Виды взаимодействий
Закон всемирного тяготения
Принцип эквивалентности инертной и гравитационной масс
Сила нормальной реакции и вес
Закон Гука
Весы
Силы трения
Явление застоя и заноса
Лекция 4. Законы изменения и сохранения импульса и кинетической энергии. Центр масс. Реактивная сила.
Степени свободы
Уравнения кинематической связи
Закон изменения импульса системы материальных точек
Закон сохранения импульса системы материальных точек
Демонстрации по ЗСИ
Теорема о движении центра масс
Уравнение Мещерского
Эксперимент по реактивному движению
Формула Циолковского
Работа силы
Теорема об изменении кинетической энергии
Консервативные силы
Лекция 5. Потенциальная энергия. Закон сохранения и изменения механической энергии. Классификация ударов.
Консервативные, гироскопические и диссипативные силы
Свойства консервативных сил
Потенциальная энергия материальной точки
Потенциальная энергия системы материальных точек
Вектор Набла
Потенциальные энергии в конкретных силовых полях
Закон изменения и сохранения механической энергии
Демонстрации
Состояние устойчивого механического равновесия
Геометрическая классификация ударов
Энергетическая классификация ударов
Лекция 6. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
Введение
Вектор угловой скорости
Правило преобразования скоростей в НИСО
Кориолисово и центростремительное ускорение
Силы инерции
Физический смысл сил инерции
Демонстрации и важные замечания по НИСО
Лекция 7. Земля как неинерциальная система отсчёта. Законы сохранения в НИСО. История возникновения СТО.
Наглядный эксперимент на кориолисову силу инерции
Проявление сил инерции на Земле
Маятник Фуко
Законы сохранения в НИСО
Принцип эквивалентности Эйнштейна
Демонстрация
История СТО
Лекция 8. СТО. Преобразование Лоренца и его следствия..
Продолжение
Постулаты Эйнштейна
Синхронизация времени
Лоренцево сокращение
Относительность одновременности
Замедление темпа хода движущихся часов
Парадокс шеста и сарая
Парадокс близнецов
Релятивистский интервал
Лекция 9. Релятивистский интервал. Диаграмма Минковского. Релятивистская динамика.
Релятивистский интервал
Физические следствия классификации интервалов
Диаграмма Минковского
Релятивистский закон сложения скоростей
Аберрация звёзд
Релятивистское уравнение движения
Сопутствующая система отсчёта
Лекция 10. Энергия в релятивистской механике. Введение в механику твердого тела.
Продолжение
Энергия в релятивистской механике
Взаимосвязь между энергией и импульсом в СТО
Гравитационное смещение спектральных линий
Механика твердого тела
Классификация движения твердого тела
Углы Эйлера
Демонстрации
Мгновенная ось вращения
Угловые скорость и ускорение
Теорема Эйлера для плоского движения
Лекция 11. Теорема Эйлера. Момент инерции. Тензор инерции.
Теорема Эйлера и её следствия
Моменты относительно осей
Закон сохранения момента импульса
Осевой момент инерции
Демонстрации
Тензор инерции
Свойства тензора инерции
Лекция 12. Тензор инерции. Оси вращения твердого тела..
Момент инерции относительно произвольной оси
Эллипсоид инерции
Главные оси вращения твердого тела
Свободная ось вращения
Демонстрация
Центробежные компоненты тензора инерции
Эксперимент
Общий случай вращения твердого тела
Статика
Плоское движение
Маятник Максвелла
Лекция 13. Свойства осевого момента инерции. Кинетическая энергия твердого тела. Центр удара. Гироскопы.
Свойства осевого момента инерции
Теорема Гюйгенса-Штейнера
Уравнение моментов и уравнение движения при плоском движении
Теорема Кёнига
Кинетическая энергия при плоском движении
Кинетическая энергия при сферическом движении
Центр удара
Движение твердого тела с закрепленной точкой
Свободная регулярная прецессия
Лекция 14. Гироскоп. Прецессия. Гироскопические силы. Волчок.
Свободная регулярная прецессия гироскопа
Вынужденная прецессия
Демонстрации
Парадоксы приближённой теории гироскопа
Демонстрации
Гироскопические силы
Принцип Ле Шателье - Брауна
Кельтские камни, китайский волчок и колумбово яйцо
Правило Фуко
Лекция 15. Основы механики деформируемых сред. Виды деформаций. Закон Гука.
Деформации
Закон Гука для деформации сжатия
График зависимости предельных напряжений от относительного удлинения
Деформация изгиба
Энергия упругих деформаций
Энергия упругой деформации при деформации сдвига
Коэффициент Пуассона
Связь модуля сдвига, модуля Юнга и коэффициента Пуассона
Лекция 16. Колебания (введение). Гармонические колебания. Собственные затухающие колебания.
Собственные и вынужденные колебания
Уравнение гармонических колебаний
Демонстрации
Характеристики колебаний
Решение задач энергетическим методом
Колебания физического маятника
Демонстрации
Демонстрации
Собственные затухающие колебания
Лекция 17. Вынужденные колебания. АЧХ. ФЧХ.
Продолжение
Характеристики затухающих колебаний
Формула добротности
Амплитуда вынужденных колебаний
Установившиеся вынужденные колебания
Резонанс скорости и ускорения
Фазово-частотная характеристика
Демонстрации
Соотношение между силами при резонансе
Вычисление добротности по резонансной кривой
Лекция 18. Нелинейные колебания. Виды колебаний. Связанные маятники.
Нелинейные колебания
Характерные особенности
Колебания нелинейной системы с двумя вынуждающими силами
Параметрические колебания
Демонстрации
Маятник Фруда
Колебания систем с двумя степенями свободы
Система из двух связанных маятников
Демонстрации
Лекция 19. Волновое уравнение. Механические волны. Скорость распространения волн.
Общий подход к решению
Демонстрации.
Распространение импульса в среде
Волновое уравнение
Продольные и поперечные волны
Плоская бегущая гармоническая волна
Волна смещения, скорости и ускорения
Поперечные волны на струне
Лекция 20. Скорость распространения волн в различных средах. Стоячие волны. Энергия бегущей волны.
Скорость распространения волны в стержне
Распространение волн в газе
Скорость волны в газе
Скорость звука в жидкости
Энергия бегущей волны
Вектор Умова-Пойнтинга
Улитка Умова
Акустический закон Ома
Демонстрация
Отражение волн от границы среды
Лекция 21. Граничные условия колебаний. Введение в акустику.
Нормальные колебания стержня, струны, столба газа
Демонстрация
Акустический резонатор
Энергия стоячей волны
Элементы акустики
Закон Вебера и закон Вебера-Фехнера
Определение громкости
Как человек определяет направление на источник звука? Биноуральный эффект
Лекция 22. Эффект Доплера. Введение в гидро- и аэростатику. Закон Архимеда.
Акустические демонстрации
Эффект Доплера
Волны с большой интенсивностью
Введение
Уравнение Эйлера для идеальной жидкости
Атмосферное давление
"Опыт с пламёнами"
Центр плавучести
Лекция 23. Гидростатика. Уравнение Бернулли. Формула Пуазейля.
Условия плавания тела на поверхности жидкости
Ведёрко Архимеда
Стационарное течение жидкости
Уравнение Бернулли
Демонстрации
Зонд
Сила вязкого трения
Формула Пуазейля
Лекция 24. Обтекание тел. Лобовое сопротивление. Подъёмная сила.
Условия формулы Пуазейля
Число Рейнольдса
Парадокс Даламбера
Пограничный слой
Возникновение подъёмной силы
Демонстрации