普通物理 – 畜牧系普通物理 – 畜牧系

黃信健2/21/2003

普通物理

力學 (Mechanics) 熱物理 (Thermal Physics) 電磁學 (Electromagnetism) 近代物理 (Modern Physics)

力學 (Mechanics)

運動的描述－運動學 (Kinematics) 運動的成因－動力學 (Dynamics) 守恆原理 (Conservation Theorems) 彈性 (Elasticity) 震盪 (Oscillations) 流體力學 (Fluid Dynamics)

熱物理 (Thermal Physics)

溫度與熱 (Temperature and Heat) 熱膨脹 (Thermal Expansion) 相變化 (Phase Changes) 熱傳遞 (Heat Transfer) 氣體動力論 (Kinetic Theory of Gases) 引擎與冷凍機 (Engines and Refrigerator

s)

電磁學 (Electromagnetism) 電學（ Electricity ）

– 電力、電力線與電場– 電位、電容與電路

磁學（ Magnetism ） – 磁力、磁力線與磁場– 電磁感應 – 電磁波

近代物理 (Modern Physics)

半導體 (Semiconductors)– n-type and p-type semiconductors– 半導體的特性與應用

雷射 (Laser)–光譜與能階 –雷射產生與應用

液晶 (LCD)

I.1 運動學

位移 ＝ 速度 × 時間 ( 等速運動 ) – s ＝ v × t

速度 ＝ 初速度 ＋ 加速度 × 時間 ( 等加速度運動 )– v ＝ v ＋ a × t

位移、速度、加速度和時間的關係位移、速度、加速度和時間的關係

Ex. 1-1 快艇加速

 v = v0 + at = 6.0 m/s + (2.0m/s2)(8.0 s)

= 22 m/s S = t （平均速度 × 時間） = （ v0 +

v ） t

= [v0 + (v0 + at)]t = v0 t + at2

= (6.0)(8.0 s) + (2.0)(8.0 t) = 110m

V 2

1

2

1

2

1

Ex. 1-2 發射機

 v = v0 + at

t = = 2.0s

S = v0t + at2 = +62m

Sylveen:

aircraft carrier Saratoga

Sylveen:

aircraft carrier Saratoga

a

vv 0

2

1

Ex. 1-3 自由落體

a = -g （重力加速度） v = v0 – gt

S = v0t – gt2

G = 9.80m/s2 or 32.2ft/s2

鉛直方向 -> y = v0t - gt2

Sylveen:

aircraft carrier Saratoga

Sylveen:

aircraft carrier Saratoga

2

1

2

1

Ex. 1-4 拋體運動

G 與 C 同時離開砲口鉛直方向及電磁鐵 M ，二者落下相同之距離h

Ex. 1-5 拋體運動 Sylveen:

拋體運動是水平運動與自由落體的合成，二者可分開討論。

Sylveen:

拋體運動是水平運動與自由落體的合成，二者可分開討論。

Ex. 1-6 足球滯空時間

  

v0 = 22 m/s = 40

v0 = 22 m/s Sin40° =14 m/s

y = v0t - gt2

0 = [14 - （ 9.8 ） t ] t => t = 0, 2.9s

2

1

I.2 動力學

I.2.1 牛頓運動定律I.2.2 重量 (weight) 與質量 (mass)

I.2.3 牛頓萬有引力定律 ( 重力定律 )

I.2.4 向心力與圓周運動 I.2.5 非慣性力 － 離心力與柯氏力

I.2.1 牛頓運動定律

第一定律－未受外力之物體，將維持其靜止或作等速直線運動之狀態。

第二定律－ F = ma ( 力 = 質量 × 加速度 )

第三定律－作用力與反作用力大小相等，方向相反， 且作用在不同物體。

Ex. 2-1 安全帶

發生事故時，擺錘因慣性繼續前進，頂進槓桿，扣住棘輪。

Ex. 2-2 汽車導向系統 汽車直進時，二加熱絲受氣氣體分子之冷卻狀態相同，溫度保持相同。

汽車右轉時，氣體分子因慣性而使左絲溫度降低。

Ex. 2-3 汽車導向系統

F = 275N ＋ 395N － 560N = 110N( 合力 )

a = F/m =110N/1850kg = 0.059m/s2

Ex. 2-4 Trailer

拖車利用汽車所施之反作用力致動其煞車。拖車利用汽車所施之反作用力致動其煞車。

I.2.2 重量與質量

第二定律中的 m 為質量，單位為公斤，可用天秤或彈簧測得。

F = ma = mg （地表附近）－ 重量，單位為牛頓（ Newton ），可用彈簧秤測得。

k

mT 2

I.2.3 牛頓萬有引力定律

質量各為 m1及 m2的二質點之間的萬有引力（ F ）與二質點距離（ r ）的平方成反比，與 m1及 m2的乘積成正比。

221

r

mmG F

22-11 /kgmN106.67=G

Sylveen:

Newton (23) —1665

Sylveen:

Newton (23) —1665

稱地球的實驗‐測 G (1798)

M2 所施重力對 O 點之力矩 = 石英纖維扭力m1 = 9.85g m2 = 12.7kg 2 = 0.516

Henry Cavadish

1731-1810

Henry Cavadish

1731-1810

Cavandish Experiment

22-11 /kgmN106.67=G

earth:m

apple:mr

mmG F

2

1

221

Density Variation