---

Tartalom

Előszó

I.
1. Tömegpont kinematikája - alapfogalmak
1.1. Bevezetés
1.1.1. Modellalkotás
1.1.2. Fizikai mennyiségek
1.2. Kinematikai alapfogalmak
1.2.1. Pálya, elmozdulás, út
1.2.2. Sebesség, differenciálszámítás
1.2.3. Gyorsulás
1.2.4. A függvény és derivált függvény grafikus kapcsolata
1.2.5. Integrálszámítás
1.3. Különböző mozgások kinematikai leírása

2. A dinamika alapjai
2.1. Kölcsönhatások, az erő fogalma, erőmérés
2.2. Newton-törvények
2.2.1. Newton II. törvénye, a tehetetlen tömeg
2.2.2. Newton III. törvénye, az impulzus
2.2.3. Az erőhatások függetlensége
2.2.4. Newton I. törvénye, az inerciarendszer fogalma
2.3. Gravitációs kölcsönhatás, súlyos tömeg
2.3.1. Súlyos és tehetetlen tömeg
2.3.2. Mértékegységek
2.4. Különböző kölcsönhatások
2.5. A mozgásegyenlet alkalmazása

3. Mozgások leírása különböző vonatkoztatási rendszerekben
3.1. Galilei-transzformáció
3.2. Lorentz-transzformáció
3.3. Gyorsuló vonatkoztatási rendszer
3.3.1. Súly és súlytalanság
3.4. Forgó vonatkoztatási rendszer
3.4.1. Tehetetlenségi erők forgó rendszerben
3.5. Centrifugális erő és Coriolis-erő körülöttünk
3.5.1. Centrifugális erő
3.5.2. Coriolis-erő

4. Munka és energia
4.1. Mozgási energia, munkatétel
4.2. Konzervatív erőtér, helyzeti energia
4.2.1. Egyensúlyi helyzetek
4.3. Mechanikai energia

5. Pontrendszerek - megmaradási tételek
5.1. A tömegközéppont
5.2. Pontrendszer impulzusa - az impulzusmegmaradás tétele
5.3. Pontrendszer energiája - a mechanikai energia megmaradásának tétele
5.3.1. Belső energia
5.4. A perdület
5.5. Pontrendszer perdülete - a perdületmegmaradás tétele

6. Merev testek mozgása
6.1. A merev test modell
6.1.1. Haladó és forgómozgás
6.1.2. A merev test mint pontrendszer
6.2. Merev testek statikája
6.2.1. Statikai feladatok
6.3. Rögzített tengely körüli forgás
6.3.1. A merev test perdülete
6.3.2. A tehetetlenségi nyomaték meghatározása
6.3.3. Forgó merev test mozgási energiája
6.4. A merev test síkmozgása
6.4.1. Ingamozgás
6.4.2. Gördülés
6.5. Szabad forgás
6.5.1. A perdület és a szögsebesség általános kapcsolata
6.5.2. Szabad tengelyek
6.6. Erőmentes, szimmetrikus pörgettyű
6.6.1. A Föld nutációja
6.6.2. Giroszkóp, stabilizálás forgással
6.7. Súlyos, szimmetrikus, gyors pörgettyű
6.7.1. A Föld precessziója
6.7.2. Pörgettyűnyomaték

7. Szilárd testek alakváltozása
7.1. Elemi deformációk
7.1.1. Nyújtás és összenyomás (lineáris)
7.1.2. Haránt összehúzódás
7.1.3. Kompresszió
7.1.4. Nyírás
7.1.5. Rugalmas energia
7.2. Összetett deformációk
7.2.1. Hajlítás
7.2.2. Csavarás

8. Folyadékok és gázok
8.1. Hidrosztatika
8.1.1. Nyomásgradiens, hidrosztatikai nyomás
8.1.2. Felhajtóerő
8.2. Felületi jelenségek
8.2.1. Kapilláris jelenségek
8.3. Folyadékok és gázok áramlása
8.3.1. Súrlódásmentes áramlás
8.3.2. Súrlódásos áramlás
8.4. Közegekben mozgó testre ható erők

9. Rezgések
9.1. Harmonikus rezgések
9.1.1. Szabad rezgés
9.1.2. Csillapított rezgés
9.1.3. Kényszerrezgés, rezonancia
9.1.4. Rezonanciakísérletek
9.2. Rezgések összetevése és felbontása
9.3. Csatolt rezgések

10.Mechanikai hullámok
10.1. Hullámfüggvény
10.1.1. Csoportsebesség, diszperzió
10.2. Hullámterjedés rugalmas rúdban
10.2.1. Energiaterjedés hullámban
10.3. Polarizáció
10.4. Hullámok visszaverődése és törése
10.4.1. Huygens-elv
10.4.2. Fermat-elv
10.4.3. Levezetés a hullámfüggvény segítségével
10.5. Interferencia
10.5.1. Elhajlás, Huygens-Fresnel-elv
10.5.2. Interferencia visszaverődéskor
10.6. Hullámterjedés különböző közegekben
10.6.1. A hullámegyenlet általános alakja
10.7. Állóhullámok
10.8. Doppler-effektus
10.9. Befejezés
10.9.1. Ultrahangos orvosi diagnosztika
10.9.2. Zene és fizika
10.9.3. Fény és hang

Függelék
A. Matematikai segédlet
A.1. Vektorok, vektorműveletek
A.2. Deriválási szabályok
A.3. Integrálás

B. Fizikai állandók és adatok
B.1. Fizikai állandók
B.2. A Föld, a Hold és a Nap adatai
B.3. Táblázatok
Tárgymutató
Irodalomjegyzék

---

Előszó

Ez a könyv elsősorban a BME elsőéves fizikus hallgatói számára készült, a Kísérleti fizika 1. előadás anyagát dolgozza fel. Néhol részletesebb, mint az előadott tananyag: kiegészítéseket, magyarázatokat, további példákat is tartalmaz. Sok külső (internetes) hivatkozás is található benne: egyrészt a Fizipédia kísérleti videóira, amelyeken az előadásokon bemutatott, a tananyag részét képző kísérletek láthatók, másrészt a tananyagban szereplő tudósok életrajzaira, valamint a tananyaghoz kapcsolódó, természetben megfigyelhető jelenségekre, érdekes műszaki és hétköznapi alkalmazásokra. Ugyanakkor a tankönyv nem pótolja az előadásokat: az élőszóban megmagyarázott fogalmakat, a lépésről-lépésre levezetett összefüggéseket és különösen a valóságban megfigyelhető és kipróbálható kísérleteket.

A tankönyv tárgya a klasszikus mechanika - jelenségek, tapasztalatok, kísérletek felől megközelítve. A könyv első része a tömegponttól a folyadékokig egyre bonyolultabb rendszerek mozgását vizsgálja, miközben bevezeti és "körüljárja" az alapvető fizikai mennyiségeket és azok mértékegységeit, megfogalmazza, értelmezi és alkalmazza a mechanika legfontosabb törvényeit. A második rész részletesebben foglalkozik a rezgésekkel és a hullámokkal, hiszen ezek az alapvető mozgásformák a fizika szinte minden területén előfordulnak, és a mechanikai rezgések és hullámok kapcsán megismert leírásmódok és eredmények máshol is alkalmazhatók. A könyv nemcsak fizikus hallgatóknak, hanem minden érdeklődőnek (akár középiskolásnak is) ajánlható, aki legalább elemi ismeretekkel rendelkezik a vektor-, differenciál- és integrálszámítás terén.

A könyvben tárgyalt tananyag egy négy féléves kísérleti fizika kurzus első része, folytatása a Kísérleti fizika 2. és 3., valamint a Kísérleti Magfizika. A tárgyakhoz szorosan kapcsolódó gyakorlati és laboratóriumi tárgyak tananyaga a kísérleti videókhoz hasonlóan a Fizipédián található.

A Kísérleti fizika 1. tárgy tematikáját Tóth András dolgozta ki, és az előadásokhoz jegyzetet ("kibővített óravázlat"-ot) is készített. A szerző ennek alapján kezdte tanítani a tárgyat 2008-ban, és a tankönyv megírásakor is sokszor támaszkodott az ő munkájára, amiért köszönettel tartozik.

A könyv a TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0064 pályázat keretében készült.

---