Fizika I.

Tartalom

A) MECHANIKAI MOZGÁSOK......................................7
I. MOZGÁSTAN (KINEMATIKA) .......................................9
1. Mozgástani alapfogalmak ............................................9
1.1. A térre vonatkozó alapfogalmak ...................................9
1.2. Mozgástani alapmennyiségek......................................10
1.3. Származtatott fizikai mennyiségek .................................12
1.4. Prefixumok (Kiegészítés)..........................................13
1.5. Egyszerű mérőeszközök és mérési módok ...........................15
1.6. Az anyagi pont helyének megadása ................................19
1.7. Az út kiszámítása a helykoordinátákból ............................21
Ellenőrző kérdések ...............................................23
2. Az állandó pályasebességű mozgás ....................................23
2.1. Az egyenletes és a változó mozgás fogalma..........................23
2.2. Az egyenletes mozgás pályasebessége ...............................25
2.3. Az út és a helykoordináta kiszámítása az egyenletes mozgás pályasebességéből...27
2.4. Az egyenletes mozgás grafikonjai ..................................29
Ellenőrző kérdések ...............................................32
3. A változó pályasebességű mozgás .....................................33
3.1. A változó mozgás átlagsebessége...................................33
3.2. A pillanatnyi sebesség............................................36
3.3. A gyorsulás fogalma .............................................39
3.4. Az egyenletesen változó mozgás sebesség-idő függvénye ..............40
3.5. Az egyenletesen változó mozgás út-idő függvénye....................44
3.6. A szabadesés....................................................49
Ellenőrző kérdések ...............................................53
4. Vektorok ..........................................................54
4.1. Vektorok és skaláris mennyiségek..................................54
4.2. Az elmozdulás ..................................................56
4.3. A vektor jellemzői. A vektor ábrázolása ............................57
4.4. Vektorok összeadása.............................................59
4.5. Matematikai műveletek négyzetkifejezésekkel (Kiegészítés) ............63
4.6. Egy vektor felbontása összetevőkre.................................64
4.7. Két vektor különbsége ...........................................66
4.8. A sebességvektor ................................................67
4.9. A gyorsulásvektor ...............................................72
Ellenőrző kérdések ...............................................75
5. Az egyenletes körmozgás...................76
5.1. A forgó mozgás és a körmozgás kapcsolata...........................76
5.2 Az elfordulási szög....................................................................................77
5.3. A szögsebesség ..............................................................................78
5.4. A periódusidő és a fordulatszám...............................................79
5.5. Az egyenletes körmozgás kerületi sebessége................................81
5.6. Az egyenletes körmozgás gyorsulása...........................................83
6. Az egyenletesen változó körmozgás...................................................85
6.1. A szöggyorsulás ....................................85
6.2 A pályamenti gyorsulás.....................................88
Ellenőrző kérdések ......................................................................90
ÖSSZEFOGLALÁS .............................................91
II. ERŐTAN (DINAMIKA)........................................................................................91
1. Dinamikai alapfogalmak ........................................................................93
1.1. A dinamika tárgya...............................................93
1.2 A dinamika 1. törvénye............................................................94
1.3. Az inerciarendszer ........................................................................................97
2. A párkölcsönhatások vizsgálata ...........................................................................99
2.1. Bevezető kísérletek .................................................99
2.2. A párkölcsönhatások szimmetriája..................................................................101
2.3. A tehetetlenség mértéke ..................................................................104
2.4. A lendületmegmaradás törvénye ..........................................................106
2.5. A tömegközéppont........................................................................................113
Ellenőrző kérdések ..............................................................................................117
3. A kölcsönhatások mértéke ...........................................118
3.1. Az erő fogalma..................................................118
3.2. A dinamika III. törvénye .........................................123
3.3. Az erőtörvény fogalma. A dinamika alapegyenlete 125
3.4. A rugó erőtörvénye ..............................................129
3.5. A gravitációs erőtörvény..............................................................................133
3.6. A dinamika IV. törvénye ..............................................................139
3.7. A tömegpont egyensúlyának dinamikai feltétele........................................141
3.8. Szabaderők, kényszererők...................................................................143
3.8.1. A fonál erő ..............................................................................................145
3.8.2. A felületi erők...................................................................146
Ellenőrző kérdések ..............................................................................................152
4. A merev test forgása és egyensúlya ................................................152
4.1. A forgó mozgás alapegyenlete ......................................................................152
4.2. A merev test egyensúlya .................................................................158
4.21. A tengelyezett merev test egyensúlyi feltétele....................................158
4.22. A merev test egyensúlyának általános feltétele ..........................160
5. A dinamika tételei és megmaradási törvényei (Rendszerezés és kiegészítés).......164
Ellenőrző kérdések ................................167
III MUNKA, ENERGIA....................................................................................168
1. A mechanikai munka...............................................................................168
1.1. A mechanikai munka fogalma ........................................................................168
1.2 A munkavégzés fontosabb típusai........................................171
1.3. A testen végzett munka, a munkatétel .... 174
2. A teljesítmény ................................................177
3. A mechanikai energiák....................................................................................181
3.1. A mozgási energia....................................................................................181
3.2. A potenciális energia..........................................................................184
3.11. A rugalmas energia ..................................................................................184
3.12. A gravitációs energia......................................186
3.13. A mechanikai energiák megmaradása....................................................188
Ellenőrző kérdések ...............................................192
ÖSSZEFOGLALÁS ..........................................................................................193
B) HŐJELENSÉGEK, HALMAZÁLLAPOTOK ...........................195
I. GÁZOK.....................................................................................................197
1. Hőtani alapfogalmak ..............................................197
1.1. Mivel foglalkozik a hőtan?................................................................................197
1.1 A hőtan kutatási, megismerési módszerei........................................................198
1.3. Az anyag makroszkopikus jellemzői................................199
1.3.1. A térfogat ..................................................................................................199
1.3.1 A sűrűség........................................................................................199
1.3.3. A nyomás ................................................................................................200
1.3.4. A hőmérséklet,..........................................................................................202
1.4. Az anyag mikroszkopikus jellemzői .......................................................204
1.4.1. A részecskék átmérője..............................................................................204
1.4.1 A részecskék tömege ................................................................................205
1.4.3. A hőmozgás ..............................................................................................207
2. A kinetikus gázelmélet ........................................ ..........209
2.1. A nyomás mikroszkopikus értelmezése ........................................................209
2.2. A hőmérséklet mikroszkopikus értelmezése....................................................212
2.3. Az abszolút hőmérsékleti skála ........................................................................213
3. A gázok állapotváltozásai ......................................................................215
3.1. Az állapotegyenlet ..........................................................................215
3.2. Speciális állapotváltozások................................................................................217
3.3. Az állapotváltozások grafikus ábrázolása ......................................................220
Ellenőrző kérdések ........................................................................................223
II. A BELSŐ ENERGIA ÉS VÁLTOZÁSAI ..........................................................224
1. A belső energia ..........................................................224
1.1. A belső energia fogalma...........................................224
1.2. Az ideális gáz belső energiája...........................................225
2. Az energiamegmaradás elve .............................................226
3. A belső energia változása .................................................229
3.1. A hőtan I. főtétele ....................................................229
3.2. A térfogati munka ....................................................233
3.3. A hőmennyiség.......................................................234
3.4. Az ideális gázelmélet határai...........................................238
3.5. Hőerőgépek...........................................................240
4. A hőtan II. főtétele.......................................................242
4.1. A II. főtétel megfogalmazásai...........................................242
4.2. A II. főtétel mikroszkopikus értelmezése...........................................245
Ellenőrző kérdések ..............................................................248
III. FOLYADÉKOK ...........................................................249
1. A folyadékok makroszkopikus jellemzői..................................249
2. A molekuláris kölcsönhatások erőtörvénye. Párpotenciál.................251
3. A folyadékok mechanikai egyensúlya.............................................253
3.1. A nyomás terjedése zárt folyadékokban.........................253
3.2. A folyadék súlyából származó nyomás....................................................254
3.3. A folyadékba merülő test egyensúlya..........................................................256
3.4. Az úszás feltételei............................................258
4. Felületi jelenségek..................................................259
4.1. Tapasztalatok....................................................259
4.2. A mechanikai egyensúly feltételei..............................260
4.3. A felületi energia......................................262
4.4. A felületi jelenségek mikroszkopikus értelmezése (Kiegészítés).................264
5. A folyadékok termikus állapotváltozásai.............................................267
5.1. A folyadékok hőtágulása ..................................................................267
5.2. A folyadékok fajhője, belső energiája............................................................270
5.3. A folyadék-gőz fázisátalakulás ........................................................................273
5.3.1. A párolgás és a lecsapódás........................................................................273
5.3.2. A telített gőz..............................................................................................274
5.3.3. A forrás..........................................................................................275
5.4. A kritikus állapot............................................................................277
IV. SZILÁRD ANYAGOK .....................................................................279
1. A szilárd anyagok termikus tulajdonságai .........................279
1.1. A folyadék-szilárd fázisátalakulás..............................279
1.2. A szilárd anyagok hőtágulása ..................................................................281
2. A szilárd anyagok mechanikai tulajdonságai .....................................283
2.1. Szilárdságtani alapfogalmak..............................................................................283
2.1 1. Az igénybevétel fogalma és típusai ....................................................283
2.1.2. A deformáció mérése..........................284
2.1.3. A belső feszültség ....................................................................................285
2.2. A deformáció és a feszültség kapcsolata........................................................287
2.2.1. A rugalmas nyúlás és a nyírás ................................................................287
2.2.2. A rugalmatlan (maradó) alakváltozás....................................................289
2.3. A szilárd anyagok néhány tulajdonságának anyagszerkezeti magyarázata
(Olvasmány) .........................................................................292
2.3.1 Szerkezet és stabilitás.......................................................292
2.32. Az ideális kristályok alakváltozása............................................293
23.3. Reális kristályok, rácshibák....................................................294
Ellenőrző kérdések ........................................................................297
ÖSSZEFOGLALÁS ..........................................................................298
C) FÜGGELÉK.................................................................................299
ÜTEMTERV ..................................................................................299
VIZSGATÉTELEK..............................................................................301
FELADATOK MEGOLDÁSAI..............................................................301

Témakörök