El nuevo libro de texto del famoso profesor ruso I.L. Kasatkina presenta tareas para las siguientes secciones del curso de física de secundaria: Mecánica; Física molecular y termodinámica; Electromagnetismo; Oscilaciones y ondas; Óptica; Teoría de la relatividad; Física del átomo y del núcleo atómico. Al comienzo de cada tema, se describe brevemente la teoría y se dan todas las leyes y fórmulas necesarias. Al final de la sección hay un examen de prueba basado en las asignaciones del Examen Estatal Unificado de los últimos años. Después de haber realizado todas las tareas del manual, podrá responder cualquier pregunta, resolver cualquier problema y obtener una puntuación alta en un examen real. La garantía de su resultado es el éxito de cientos de estudiantes y decenas de miles de lectores de I.L.
En nuestro sitio web puede descargar el libro “Física para estudiantes de secundaria y solicitantes de cursos intensivos de preparación para el Examen Estatal Unificado” de Irina Leonidovna Kasatkina de forma gratuita y sin registro en formato fb2, rtf, epub, pdf, txt, lea el libro. online o comprar el libro en la tienda online.
R. sobre D.: 2018 - 853 p. R. sobre D.: 2006 - 848 p.
El libro de texto está destinado a solicitantes que se preparan para aprobar uno de los exámenes finales y de ingreso más difíciles: el Examen Estatal Unificado de Física. En este manual, el solicitante encontrará todo lo que necesita para prepararse para este examen: la teoría necesaria en forma condensada, valiosas instrucciones para la resolución de problemas, una gran cantidad de problemas ya resueltos de diversa dificultad, similares a los problemas del Open Bank. de tareas, y muchos problemas con respuestas para poner a prueba sus habilidades para decidir. Además, "Tutor" es muy útil para los estudiantes de secundaria en los grados 9 y 10 en el proceso de aprendizaje en sí, así como en la preparación para el examen de trabajo de toda Rusia (VPR). El gran valor de este manual es que contiene una breve teoría y muestra formas de resolver problemas a nivel universitario, lo que brindará una ayuda invaluable a los estudiantes junior de universidades y colegios técnicos. Puede ser útil para tutores y profesores.
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Formato: djvu/zip (2006 , 5ª ed., 848 págs.) Tutor de física. Mecánica. Física molecular. Termodinámica. Kasatkina I.L.
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CONTENIDO
Cinemática 3
1. Trayectoria y coordenadas. Camino y movimiento 3
2. Movimiento lineal uniforme 12
3. Movimiento lineal igualmente variable. Movimiento rectilíneo con aceleración variable 28
4. Relatividad del movimiento. Suma de velocidad 67
5. Caída libre 104
6. Movimiento curvilíneo de cuerpos con aceleración de caída libre 131
7. Movimiento uniforme en círculo 168.
8. Movimiento alterno y alterno uniformemente en círculo 194
Dinámica. Leyes de conservación. Estática 205
9. Movimiento lineal uniforme 206
10. Movimiento lineal variable 235
11. Movimiento uniforme en círculo 278.
12. Ley de gravitación universal 300
13. Ley de conservación del impulso 317
14. Trabajo y poder 347
15. Ley de conservación de la energía en mecánica 373.
10. Movimiento de rotación de un cuerpo rígido 430
17. Estática 449
Hidroaeromecánica 493
18. Presión de la columna de líquido. Ley de Pascal 493
19. Ley de Arquímedes. Cuerpos de natación 520
20. Flujo de fluidos. Ecuación de continuidad del chorro. Ecuación de Bernoulli 556
Física Molecular y Termodinámica 573
21. Masa y dimensiones de las moléculas. Mol. El número de Avogadro. Concentración de moléculas y cálculo de su número 573.
22. Ecuación de estado de un gas ideal. Ecuación de Mendeleev-Clapeyron. Ley 595 del Gas Unido
23. Isoprocesos en un gas ideal. Leyes básicas de los gases y sus gráficas 623
24. Camino libre medio y número de colisiones de moléculas por unidad de tiempo. Humedad 675
25. Estados condensados 697
26. Energía interna y cantidad de calor. Ecuación de balance de calor 722
27. Procesos de transición mutua de energías mecánica y térmica 766.
28. Trabajar cuando cambia el volumen del gas. Primera ley de la termodinámica. Motores térmicos 789
Anexo 829
CDU 53(075.3)076.1)
BBK 22.3я721-4
Kasatkina, I.L.
Libro de texto de Física K28: libro de texto. subsidio / I.L. Kasátkina. - M.: SmartBook: Casa Knizhkin, 2011. - 608 p.
ISBN 978-5-9791-0251-1
Agencia CIP RSL
El libro de soluciones está elaborado de acuerdo con el programa de estudios de un curso de física de secundaria. Contiene muchos problemas de dificultad media y avanzada en todas las secciones del curso escolar. Todos los problemas, excepto aquellos destinados a una solución independiente, cuentan con una solución detallada con todos los cálculos matemáticos y dibujos. Para una mejor comprensión de los enfoques para resolver diversos problemas, cada sección contiene todo el material teórico necesario y consejos para elegir métodos de solución. Algunos de los problemas son problemas revisados del Examen Estatal Unificado de los últimos años y Olimpíadas de Física. El apéndice al final del manual contiene fórmulas matemáticas necesarias para resolver problemas de física.
El libro es útil para estudiantes de último año de escuelas, escuelas secundarias, así como para solicitantes en preparación para el Examen Estatal Unificado y estudiantes de primer año de colegios técnicos y universidades.
Edición educativa
Editor jefe Ingerleib M. Head. Editado por Frolov Zh.
Corrector de pruebas Butko N. ArtistaBaeva E.
Diseño de encuadernación Kalinchenko Yu. Diseño por computadora Basov A.
Clasificador de productos de toda Rusia OK-005-93, volumen 2; 953000 – libros, folletos
PREFACIO
La física es una ciencia fundamental, en cuyas leyes se basan todas las disciplinas de ingeniería que aseguran el progreso técnico y la defensa del país. Sin el conocimiento de sus leyes y la capacidad de aplicarlas en la práctica, es imposible dominar alguna de las disciplinas especiales que se estudian en las universidades técnicas. Y la capacidad de aplicar las leyes de la física en la práctica se forma únicamente resolviendo problemas físicos. Pero resolverlos a menudo causa las mayores dificultades a los estudiantes, especialmente a aquellos que tienen problemas para resolver ecuaciones matemáticas.
Para resolver problemas físicos no basta con aprender leyes y fórmulas. Se requiere un sólido conocimiento del aparato matemático, que asegure la solución de cualquier problema de física, así como la capacidad de pensar, razonar y anticipar los resultados posteriores que puedan derivarse de acciones anteriores. Esto se puede lograr resolviendo sistemáticamente una cantidad suficientemente grande de problemas y resolviéndolos de forma independiente. Pero esto sólo se puede lograr dominando la metodología para resolver problemas típicos, similares a los que ofrece este manual en grandes cantidades.
Se supone que al comenzar a resolver problemas, los estudiantes primero se familiarizarán con el material teórico relevante. Por lo tanto, al comienzo de cada sección hay una breve teoría, leyes básicas y fórmulas con el nombre de todas las cantidades incluidas en ellas y las unidades de medida del sistema internacional - SI. La mayoría de los problemas de las siguientes secciones requieren la aplicación de leyes y fórmulas de las secciones analizadas anteriormente. El énfasis principal se pone en la metodología de resolución de cada problema y las técnicas matemáticas correspondientes con el fin de profundizar en la comprensión de las leyes físicas de este tema y desarrollar
guia de fisica
capacidad de razonar. Se enfatiza que al trabajar en cada tarea, el estudiante debe primero comprender qué leyes se están discutiendo y cuál es la pregunta. Luego escriba las condiciones iniciales y de contorno del problema, exprese las dimensiones de todas las cantidades en un sistema de unidades, luego resuelva el problema en forma general, expresando la cantidad deseada usando la fórmula apropiada en notación de letras y luego realice la aritmética necesaria. operaciones.
Teniendo en cuenta que hoy en día algunos estudiantes de secundaria a menudo no tienen suficiente conocimiento del aparato matemático estudiado en la escuela secundaria, el autor prestó gran atención a una demostración detallada de las transformaciones matemáticas, hasta las operaciones algebraicas simples. Para evitar simplemente memorizar soluciones y poner a prueba su capacidad de pensamiento, el manual contiene una cantidad bastante grande de problemas para que los resuelva usted mismo. Muchas de ellas se responden en versiones generales y numéricas.
Sección 1. MECÁNICA
Breve teoría
Y consejos para resolver problemas
EN Los problemas de mecánica consideran el movimiento mecánico de los cuerpos o su equilibrio. El movimiento mecánico es el cambio en la posición relativa de los cuerpos en el espacio a lo largo del tiempo. Si la posición de un cuerpo en el espacio no cambia con el tiempo, entonces el cuerpo está en equilibrio.
La mecánica se divide convencionalmente en cinemática y dinámica.
y estático.
EN Los problemas cinemáticos consideran el movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las razones que influyen en la naturaleza del movimiento, por lo que en tales problemas operan únicamente con los conceptos de trayectoria, camino, desplazamiento, tiempo, velocidad, aceleración, velocidad de rotación y velocidad angular.
Es necesario distinguir entre los conceptos de trayectoria de movimiento. La trayectoria es la longitud de la trayectoria del cuerpo. El camino es escalar y siempre positivo. A medida que avanzas, el camino sólo puede aumentar.
El desplazamiento es un vector que conecta la posición inicial de un cuerpo con su posición final y se dirige hacia la posición final. La trayectoria puede ser igual al módulo de desplazamiento cuando la dirección del movimiento del cuerpo no cambia, es decir, cuando se mueve en línea recta y sólo en una dirección. En otros casos, el camino es mayor que el módulo de desplazamiento.
Con movimiento uniforme, la velocidad es constante, pero con movimiento variable, inicial instantánea.
Y velocidad final y velocidad media. Velocidad durante el movimiento lineal uniforme
igual a la relación entre el camino y el tiempo:
guia de fisica
Sv=t.
La gráfica de coordenadas y trayectorias de movimiento uniforme es una línea recta inclinada con respecto al eje del tiempo en un cierto ángulo (Fig. 1 y 2).
Arroz. 1 figura. 2
La gráfica de velocidad del movimiento uniforme es una línea recta paralela al eje del tiempo, porque cuando
movimiento uniforme, la velocidad no cambia (Fig. 3). |
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La ruta en tal gráfico es numéricamente |
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venas del área del rectángulo, según |
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construido sobre ejes de coordenadas, como |
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en los lados. |
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Velocidad de movimiento - vector |
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tamaño. El vector de velocidad v coincide |
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da en la dirección con el vector ne- |
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desplazamientos s. |
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La aceleración es la relación de cambio. |
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velocidad en relación con el tiempo durante el cual |
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Este cambio ocurrió: |
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a =∆ t v =v − t v o .
La aceleración también es un vector. Dirección del vector de aceleración a
renia coincide con la dirección del vector de cambio de velocidad
st ∆ . v
Arroz. 5
1. Mecánica
Las gráficas de coordenadas y trayectorias de movimiento uniformemente acelerado representan una parábola (Fig. 4). Si la tangente a la gráfica es paralela al eje del tiempo, entonces la velocidad en ese momento es cero.
La gráfica de velocidad del movimiento uniformemente acelerado es una línea recta inclinada en un cierto ángulo con respecto al eje del tiempo (Fig. 5).
Habiendo determinado la naturaleza del movimiento del cuerpo, elija una fórmula que incluya la cantidad deseada y la mayor cantidad de cantidades conocidas de la condición. Si no existe tal fórmula, seleccione las fórmulas más adecuadas a las condiciones del problema y resuelva
crear un sistema de ecuaciones, eliminando gradualmente cantidades desconocidas, hasta que quede una ecuación con la cantidad deseada.
Al resolver problemas de relatividad del movimiento, cuando un cuerpo se mueve con respecto a otro, que también se mueve, es necesario elegir un sistema de referencia que pueda tomarse como estacionario y un sistema de referencia que se mueva relativamente estacionario. Entonces, de acuerdo con la regla de Galileo para sumar velocidades, la velocidad de un cuerpo con respecto a un sistema de referencia estacionario es igual a la suma vectorial de la velocidad del cuerpo con respecto al sistema en movimiento y la velocidad del sistema en movimiento con respecto al estacionario. uno. Por ejemplo, velocidad
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de un pasajero que se mueve a lo largo del tren con respecto a la estación es igual a la suma de su velocidad con respecto al vagón y la velocidad del tren con respecto a la estación. En este caso, debes usar la regla de la suma de vectores, ya que la velocidad es una cantidad vectorial.
Si un cuerpo se mueve de forma curvilínea, por ejemplo, al ser lanzado en ángulo con respecto al horizonte (Fig.6), entonces dicho movimiento se puede representar como el resultado de la suma de dos movimientos independientes: el movimiento horizontal a lo largo del eje OX, que es uniforme en ausencia de resistencia, y movimiento vertical a lo largo del ejeОY, que primero se desacelerará uniformemente con la aceleración de la caída libre dirigida hacia abajo, y luego, después de que el cuerpo alcance el punto más alto, se acelerará uniformemente con la misma aceleración en magnitud. Para el movimiento horizontal escribimos ecuaciones de movimiento uniforme y para el movimiento vertical escribimos ecuaciones de movimiento uniformemente acelerado.
Al resolver problemas que involucran el movimiento uniforme de un punto a lo largo de un círculo, recuerde que todos los puntos que se encuentran en el mismo radio se mueven con la misma velocidad angular, período y frecuencia, ya que el radio gira en el mismo ángulo al mismo tiempo. Y la velocidad lineal de tales puntos es diferente: cuanto más cerca del centro del círculo, más pequeño es.
Si hablamos del movimiento del segundero en el dial, entonces conoce su período: es igual a 1 minuto,
1. Mecánica
si es un minuto, entonces su periodo es 1 hora, si es una hora, entonces su periodo es 12 horas.
Al resolver problemas de dinámica, utilizamos las leyes de Newton y las leyes de conservación del momento y la energía.
Si el cuerpo está en reposo o se mueve de manera uniforme y rectilínea, entonces aplicamos la primera ley de Newton: en un sistema de referencia inercial, un cuerpo sobre el que no actúan ni se compensan fuerzas conserva su velocidad.
Si un cuerpo se mueve con aceleración, entonces aplicamos la segunda ley de Newton: el producto de la masa del cuerpo por su aceleración es igual a la suma vectorial de todas las fuerzas que se le aplican.
ma = F.
Si un cuerpo se mueve uniformemente alrededor de un círculo, entonces la fuerza resultante siempre se dirige radialmente hacia el centro del círculo.
EN En problemas de dinámica, normalmente es necesario utilizar
Y Tercera ley de Newton: dos cuerpos interactúan con fuerzas iguales en magnitud pero de dirección opuesta.
Al resolver problemas sobre cuerpos conectados, recuerde que si se puede despreciar la masa del hilo o cuerda de conexión, entonces las fuerzas de tensión en sus extremos tienen la misma magnitud, como
Y en cualquier otro lugar del ligamento. Las aceleraciones de los cuerpos conectados también son las mismas.
Es conveniente aplicar las leyes de Newton cuando es necesario tener en cuenta las fuerzas aplicadas a un cuerpo, por ejemplo, cuando es necesario encontrar una de ellas. Si esto no es necesario, a veces es más conveniente utilizar las leyes de conservación del momento y la energía para resolver el problema.
El impulso de un cuerpo se llama producto de su masa y
Ley de conservación del momento: en un sistema cerrado de cuerpos, el momento del sistema se conserva independientemente de cualquier cambio dentro del sistema.
