PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS (ΠΡΩΤΟΣ ΤΟΜΟΣ)

Παρουσίαση

Το σύγγραμμα του Serway είναι, κατά τον υπογράφοντα, το πιο καλογραμμένο βιβλίο Γενικής Φυσικής της διεθνούς βιβλιογραφίας. Γι' αυτό αποφασίσαμε την έκδοσή του στα Ελληνικά, παρ' όλο που σήμερα κυκλοφορούν στη γλώσσα μας αξιόλογα δείγματά της.
Ο Serway κατόρθωσε να ενσωματώσει στο σύγγραμμα του (τρίτη έκδοση, 1990) τις αλματικές προόδους που σημειώθηκαν στη Φυσική την τελευταία εικοσαετία. Συνέθεσε τις νέες ανακαλύψεις της επιστήμης αυτής με την ύλη του παραδοσιακού μαθήματος της Γενικής Φυσικής με τρόπο απλό και μεθοδικό. Χρησιμοποιώντας παραδείγματα από τις εμπειρίες της καθημερινής μας ζωής κατόρθωσε να καταστήσει σαφή την ενότητα της Γενικής Φυσικής, παρέχοντας ταυτόχρονα στον αναγνώστη την ικανοποίηση που αισθάνεται κανείς όταν κατανοεί σε βάθος βασικές έννοιες, τις οποίες μπορεί να χρησιμοποιήσει. Για τον λόγο αυτό το βιβλίο του είναι το πιο διαδεδομένο και αγαπητό σύγγραμμα Γενικής Φυσικής στα πανεπιστήμια και στα πολυτεχνεία των ΗΠΑ. [...]

Το σύγγραμμα τούτο καλύπτει το μάθημα της Γενικής Φυσικής και απευθύνεται προς τους φοιτητές των φυσικομαθηματικών και των πολυτεχνικών σχολών των πανεπιστημίων. Η παρούσα έκδοση ξεπερνάει τα στενά όρια του παραδοσιακού μαθήματος της Γενικής Φυσικής και περιέχει επτά επί πλέον κεφάλαια που καλύπτουν επιλεγμένα θέματα της Σύγχρονης Φυσικής. Προσθέσαμε την ύλη αυτή προκειμένου να αντιμετωπιστούν οι ανάγκες των πανεπιστημίων τα οποία θεωρούν χρήσιμο να διδάξουν νωρίτερα τις βασικές έννοιες της Κβαντικής Φυσικής και τις εφαρμογές της στην Ατομική και Μοριακή Φυσική, στη Φυσική των Στερεών και στην Πυρηνική Φυσική, καθώς και στη Φυσική των Στοιχειωδών Σωματιδίων μαζί με την Κοσμολογία.
Το σύγγραμμα στο σύνολό του μπορεί να διδαχθεί σε τρία εξάμηνα, αλλά είναι δυνατόν η διδασκαλία να γίνει και σε μικρότερο χρονικό διάστημα εάν ο διδάσκων παραλείψει ορισμένα κεφάλαια και υποκεφάλαια. Η ιδεώδης μαθηματική προετοιμασία του φοιτητή που μελετά το σύγγραμμα θα ήταν ένα εξάμηνο Απειροστικού Λογισμού. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, τότε ο φοιτητής πρέπει να παρακολουθήσει ταυτόχρονα το μάθημα της εισαγωγής στον Απειροστικό Λογισμό.
Δύο είναι οι κύριοι σκοποί στους οποίους στοχεύει σε ό,τι αφορά τον φοιτητή το σύγγραμμα τούτο: (1) να παρουσιάσει με σαφήνεια και με λογική αλληλουχία τις βασικές έννοιες και αρχές της Φυσικής και (2) να βοηθήσει τον αναγνώστη να εμπεδώσει την κατανόηση των εννοιών και των αρχών αυτών μέσω μιας πληθώρας ενδιαφερόντων παραδειγμάτων από την καθημερινή ζωή και από τον πραγματικό κόσμο, τον κόσμο στον οποίο ζούμε. Για να καταστεί δυνατή η επίτευξη των σκοπών αυτών, έχω δώσει ιδιαίτερη έμφαση στην ατράνταχτη φυσική επιχειρηματολογία, ταυτόχρονα όμως προσπαθώ να κινήσω το ενδιαφέρον του αναγνώστη με την παράθεση παραδειγμάτων που έχουν πρακτική εφαρμογή και δείχνουν την επίδραση της Φυσικής στις άλλες επιστήμες.
Η ύλη που καλύπτει το σύγγραμμα αναφέρεται σε θέματα της Κλασικής και της Σύγχρονης Φυσικής. (Από τον πρόλογο της έκδοσης)

Περιεχόμενα

ΜΕΡΟΣ Ι ΜΗΧΑΝΙΚΗ
1 Εισαγωγή: Φυσική και Μέτρηση
Μονάδες μήκους, μάζας και χρόνου
Πυκνότητα και ατομική μάζα
Διαστασιακή ανάλυση
Μετατροπή μονάδων
Υπολογισμοί τάξης μεγέθους
Σημαντικά ψηφία
Μαθηματικός συμβολισμός
ΔΟΚΙΜΙΟ Κλίμακες-η Φυσική της Λιλλιπούτης, Του Philip Morrison
2 Διανύσματα
Συστήματα αναφοράς
Βαθμωτά μεγέθη και διανύσματα
Μερικές ιδιότητες των διανυσμάτων
Συνιστώσες ενός διανύσματος και μοναδιαία διανύσματα
Στρατηγική λύσης προβλημάτων
3 Κίνηση σε μία διάσταση
Μέση ταχύτητα
Στιγμιαία ταχύτητα
Επιτάχυνση
Κίνηση σε μία διάσταση με σταθερή επιτάχυνση (ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση)
Ελεύθερη πτώση σωμάτων
Εξαγωγή των εξισώσεων κίνησης με τη χρησιμοποίηση του Απειροστικού Λογισμού
4 Κίνηση σε δύο διαστάσεις
Τα διανύσματα μετατόπισης, ταχύτητας και επιτάχυνσης
Κίνηση με σταθερή επιτάχυνση σε δύο διαστάσεις
Κίνηση βλημάτων
Ομαλή κυκλική κίνηση
Εφαπτομενική και ακτινική επιτάχυνση στην καμπυλόγραμμη κίνηση
Σχετική ταχύτητα και σχετική επιτάχυνση
Σχετική κίνηση σε πολύ μεγάλες ταχύτητες
5 Οι νόμοι της κίνησης
Εισαγωγή στην Κλασική Μηχανική
Η έννοια της δύναμης
Ο πρώτος νόμος του Newton και αδρανειακά συστήματα αναφοράς
Αδρανειακή μάζα
Ο δεύτερος νόμος του Newton
Βάρος
Ο τρίτος νόμος του Newton
Εφαρμογές των νόμων του Newton
Στρατηγική λύσης προβλημάτων
Δυνάμεις τριβής
6 Κυκλική κίνηση και άλλες εφαρμογές των νόμων του Newton
Εφαρμογή του δεύτερου νόμου του Newton στην ομαλή κυκλική κίνηση
Μη ομαλή κυκλική κίνηση
Κίνηση σε επιταχυνόμενα συστήματα αναφοράς
Κίνηση με την παρουσία δυνάμεων που αντιστέκονται στην κίνηση
Οι θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης
ΔΟΚΙΜΙΟ Δυναμική δορυφορικών τροχιών
Του Leon Blitzer
7 Έργο και ενέργεια
Έργο σταθερής δύναμης
Το εσωτερικό γινόμενο δύο διανυσμάτων
Έργο μη σταθερής δύναμης σε μία διάσταση
Έργο και κινητική ενέργεια
Ισχύς
Ενέργεια και αυτοκίνητο
Σχετικιστική κινητική ενέργεια
8 Δυναμική ενέργεια και διατήρηση της ενέργειας
Διατηρητικές (ή συντηρητικές) και μη διατηρητικές δυνάμεις
Δυναμική ενέργεια
Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας
Βαρυτική δυναμική ενέργεια κοντά στην επιφάνεια της Γης
Μη διατηρητικές δυνάμεις και το θεώρημα έργου-ενέργειας
Δυναμική ενέργεια αποθηκευμένη σε ένα ελατήριο Στρατηγική λύσης προβλημάτων
Σχέση μεταξύ διατηρητικών δυνάμεων και δυναμικής ενέργειας ισορροπίας
Γενική περίπτωση διατήρησης της ενέργειας
Ισοδυναμία μάζας-ενέργειας
Κβάντωση της ενέργειας
9 Γραμμική ορμή και κρούσεις
Γραμμική ορμή και ώθηση
Διατήρηση της γραμμικής ορμής για σύστημα δύο σωμάτων
Κρούσεις
Κρούσεις σε μία διάσταση
Κρούσεις σε δύο διαστάσεις
Στρατηγική λύσης προβλημάτων
Κέντρο μάζας
Κίνηση ενός συστήματος σωμάτων
Πρόωση πυραύλων
10 Περιστροφή ενός στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα
Γωνιακή ταχύτητα και γωνιακή επιτάχυνση
Περιστροφική κινητική: Περιστροφική κίνηση με σταθερή γωνιακή επιτάχυνση
Σχέσεις ανάμεσα σε γωνιακές και γραμμικές ποσότητες
Κινητική ενέργεια περιστροφής
Υπολογισμός ροπών αδράνειας
Ροπή
Σχέση ανάμεσα στη ροπή και στη γωνιακή επιτάχυνση
Έργο και ενέργεια στην περιστροφική κίνηση
11 Κύλιση, στροφορμή και ροπή
Κύλιση ενός στερεού σώματος
Το διανυσματικό γινόμενο και η ροπή
Στροφορμή ενός σώματος
Περιστροφή ενός στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα
Διατήρηση της στροφορμής
Κίνηση γυροσκοπίων και στρόβων
Η θεμελιώδης σημασία της στροφορμής
12 Στατική ισορροπία και ελαστικότητα
Οι συνθήκες ισορροπίας ενός στερεού αντικειμένου (ή σώματος)
Το κέντρο βάρους
Παραδείγματα στερεών αντικειμένων που βρίσκονται σε στατική ισορροπία [...]
ΔΟΚΙΜΙΟ Αψίδες (τόξα) Του Gordon Batson
13 Ταλαντώσεις
ΔΟΚΙΜΙΟ Η Γερτρούδη που χοροπηδάει: Η κατάρρευση της γέφυρας Tacoma Narrows Των Robert G. Fuller και Dean A. Zollman
14 Ο νόμος της παγκόσμιας βαρυτικής έλξης
ΔΟΚΙΜΙΟ Το Big Bang (στο μεγάλο μπανγκ) Του C. Wolf
15 Μηχανική των ρευστών
ΔΟΚΙΜΙΟ Φυσική των υψηλών πιέσεων του Α. Jayaraman
39 Η ειδική θεωρία της σχετικότητας
ΔΟΚΙΜΙΟ Η αναγέννηση της Γενικής θεωρίας της Σχετικότητας Του Cl. M. Will