Механика как фундамент физики

Предисловие 6 Глава 1. Опытно-мировоззренческая база механики 7 § 1. Библия (метод) размерностей 7 1.1. Частота колебаний математического маятника 8 1.2. Зависимость скорости ветровой волны от ее длины 10 1.3. Скорость ударной волны от ядерного взрыва 11 § 2. Волны цунами, их свойства и роль в истории человечества 14 2.1. Природа волн цунами 14 2.2. Механизмы возбуждения волн цунами 14 2.3. Скорость волн цунами 15 2.4. Цивилизационный переворот в Средиземноморье 16 § 3. Эксперимент и теория. Что первично и почему? 20 3.1. Опыты Галилея 20 3.2. Закон всемирного тяготения как следствие 3-го закона Кеплера 20 3.3. Крах теорий светоносного эфира 21 3.4. Адекватная теория, опередившая эксперимент 22 3.5. Успехи квантовых релятивистских теорий 23 3.6. Сомнительные гипотезы 23 § 4. Фундамент, заложенный Галилеем 27 4.1. Принцип инерции 27 4.2. Преобразования Галилея и принцип относительности 27 Глава 2. Основные законы механики 30 § 5. Главный закон механики 30 5.1. Эксперимент и логика – лучшие друзья физика 30 5.2. Философское обоснование 2-го закона Ньютона 31 5.3. Численное интегрирование уравнений движения 32 § 6. Законы сохранения импульса 34 § 7. Закон сохранения момента импульса 36 § 8. Закон сохранения энергии и идеология потенциала 37 8.1. Потенциальная энергия и потенциал 38 8.2. Эффективный потенциал в центральном поле 40 § 9. Гравитационное взаимодействие частицы и сферы 42 § 10. Законы сохранения, симметрии и теорема вириала 45 10.1. Сохранение импульса и однородность пространства 46 10.2. Сохранение момента импульса и изотропия пространства 46 10.3. Сохранение энергии и однородность по времени 47 10.4. Теорема вириала 48 § 11. Движение тел в системе отсчета вращающейся Земли 49 11.1. Уравнение движения 50 11.2. Центробежная сила 51 11.3. Кориолисова сила 52 § 12. Кориолисова сила – реальный бог погоды 55 12.1. Образование циклонов и антициклонов на Земле 55 12.2. Циклоны и антициклоны на других планетах 57 Глава 3. Механика жидкости, газа и твердого тела 59 § 13. Механика идеальных жидкости и газа 59 13.1. Уравнение движения идеальной жидкости 59 13.2. Гидростатика 61 § 14. Стационарные течения идеальной жидкости и газа 63 14.1. Уравнение Бернулли 63 14.2. Что мы измеряем тонометром? 64 14.3. Уравнение Бернулли как прародитель авиации 65 § 15. Стационарные течения реальной жидкости 67 15.1. Вязкость 67 15.2. Течение вязкой жидкости по трубе 68 15.3. Артериальное давление у мелких животных 69 § 16. Вращение твердого тела. Моменты инерции 70 § 17. Уравнения движения твердого тела 74 § 18. Приливные силы и эволюция систем планета-спутник 77 18.1. Приливные силы 78 18.2. Эволюция системы Земля-Луна 79 Глава 4. Колебания и волны 82 § 19. Малые колебания, их затухание и явление резонанса 82 19.1. Малые колебания 82 19.2. Затухание колебаний 84 19.3. Резонанс 86 § 20. Танец волгоградского моста и его нейтрализация 88 20.1. Причины танца Волгоградского моста 88 20.2. Лечение моста от танцевальной болезни 90 § 21. Резонансы на Земле и в небесах 91 21.1. Орбитальные резонансы в солнечной системе 91 21.2. Орбитальные резонансы в экзопланетных системах 93 § 22. Возбуждение и стабилизация ветровых волн 94 22.1. Волны на границе двух разных сред 94 22.2. Волны внутри сдвигового течения одной среды 97 § 23. Волновые пакеты и корпускулярно-волновой дуализм 98 23.1. Волновые пакеты 99 23.2. Корпускулярно-волновой дуализм 99 § 24. Свойства параметров волнового пакета 100 24.1. Связь параметров волнового пакета 100 24.2. Угловое разрешение телескопов 102 24.3. Соотношение неопределенностей Гайзенберга 103 Глава 5. Основы релятивистской механики 105 § 25. Необходимость релятивистской физики 105 25.1. Великая смута умов 105 25.2. Усмирение Великой смуты 106 25.3. Преобразования Лоренца 107 25.4. Измерения длин и промежутков времени 108 25.5. Преобразования и сложение скоростей 109 § 26. Основы специальной теории относительности 110 § 27. Принципы, предсказания и проверки ОТО Эйнштейна 112 27.1. Базовые принципы ОТО Эйнштейна 113 27.2. ОТО Эйнштейна и ее наблюдательные подтверждения 113 § 28. Черные дыры и их свойства 115 28.1. Плотность вещества и минимальная масса черных дыр 116 28.2. Типы черных дыр 118 Задачи (ответы, решения и их толкование) 120 Математический минимум 130 Литература 132 Приложение. Механика сложных движений 133 П1. Движение заряженных частиц в электромагнитных полях 133 1.1. Движение частиц в однородном магнитном поле 134 1.2. Градиентный дрейф заряженных частиц 135 1.3. Центробежный дрейф заряженных частиц 136 1.4. От магнитных бутылок к токамакам 138 П2. Движение в быстро осциллирующем поле 140 2.1. Общий подход 140 2.2. Маятники с колеблющейся точкой подвеса 142 П3. Адиабатические инварианты 143 3.1. Общий подход 144 3.2. Адиабатический инвариант для маятника 146 3.3. Адиабатический инвариант для частицы в магнитном поле 146