Особенности физики как науки. Методы физики. Связь физики с другими науками. Научные революции.

Физика изучает самые общие свойства и формы движения материи. Материя – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

Виды движения материи:

1) Механическое (направленное движение тел и их частей относительно друг друга)

2) Тепловое (хаотическое движение атомов и молекул в зависимости от температуры)

3) Электромагнитное (под действием электромагнитных и магнитных полей; поле – посредник взаимодействия в неживой природе)

4) Атомное и внутриатомное

Физика изучает явления реального мира и свойства материального мира с помощью физических величин.

Физика изучает не количественные соотношения между объектами, а материальные свойства тел, возникающие из-за взаимодействий. Главное в физическом подходе – изучение отдельных взаимодействий, отвлекаясь от других.

Две формы материи: вещество и поле.

Вещество – обладает делимостью вплоть до элементарных частиц с m₀=m_покоя≠0

Модельные представления о веществе:

1) мат. точка (только m и v)

2) АТТ – совокупность мат. точек с жёсткой связью между ними

3) Упругая среда (совокупность мат. точек с упругой связью)

4) ид. газ – совокупность мат. точек без взаимодействия

Поле

главные (фундаментальные) поля:

1) гравитационное

2) э/магнитное

3) сильное (связь n и p в ядре)

4) слабое (управляет распадом элементарных частиц на более лёгкие)

Поля бывают классические (непрерывные) и квантовые (их характеристики меняются дискретно, скачками)

Физическое поле – в нём вещество и поле переходят друг в друга.

Методы физики:

(экспериментальные и теоретические)

- общенаучные, конкретных наук:

1) анализ (разложение объекта на части для более глубокого понимания);

2) синтез (изучение объектов в совокупности всех их частей); абстрагирование;

3) создание идеализированных объектов;

4) аналогия;

5) гипотеза (умозрительная теория, требующая опытного доказательства);

6) дедукция (получение следствий из общего);

7) индукция (получение общих свойств из обобщения частных характеристик)

- индивидуальные методы субъектов науки

Научные революции:

1) (17 век) – механическая картина мира Ньютона

2) (кон18-нач19) – механистическая картина мира перестаёт быть общемировоззренческой

3) (кон19-сер20) – понятие э/м поля, электродинамика, рентген, Эйнштейн – теория относительности…

2. Кинематика материальной точки. Закон движения, траектория, скорость v_ср v_мгн v_пут и ускорения а_n и а_τ, определение состояния при движении. Основная задача кинематики.

Кинематика вообще описывает движение идеализированных объектов => кинематика мат. точки описывает движение материальной точки в пространстве. При этом используются:

1) Тело отсчёта

2) Система координат

3) Часы

Системы координат: декартова, полярная, сферическая.

Траектория – линия, по которой движется тело.

Законы движения:

Путь – длина траектории.

При РПД (a=0) путь, пройдённый точкой, является произведением скорости на время.

r(t)=v*t

При РУД (a=const; a>0 - равноускоренное; a<0 – равнозамедленное) путь, пройдённый точкой, выражается через квадратное уравнение

r(t)=x₀+v₀t+(at²)/2

Скорость.

v_ср=Δr/Δt, направлена по Δr

v_мгн=lim_Δt→0(Δr/Δt)=dr/dt=r’_t

Геометрический смысл скоростей.

Проведём касательную к траектории (график зависимости – S(t)) движения и секущую, проходящую через 2 заданные точки.

v_ср=tg_{наклона} секущей

v_мгн= tg_{наклона} касательной

Ускорение

Это скорость изменения скорости.

a_ср=Δv/Δt (направлено по Δv)

a_мгн=lim_Δ→0a_ср=dv/dt=v’_t=x’’_t

ускорение складывается из векторной суммы a_n и a_τ

a_τ=dv/dt a_n=v²/R (всё везде векторное)

Основная задача кинематики:

- прямая

дано: r(t); найти v(t), a(t); решается дифференцированием, законы движения: r(t) или x(t)

-обратная

дано: a(t), v(t); найти r(t); решается интегрированием