普通物理 施明智 阮俊人 教科書： University Physics 11th Edition By Young & Freedman.

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1 普通物理 施明智 阮俊人 教科書： University Physics 11th Edition By Young & Freedman

2 課程內容 上學期： 一、力學 二、流體力學 三、熱力學 下學期： 四、電磁學 五、光學 六、近代物理 評分：
一、力學 二、流體力學 三、熱力學 下學期： 四、電磁學 五、光學 六、近代物理 評分： 期中與期末考30％；隨堂分數40％；作業10％ ；討論與報告20％

3 Mechanics 力學 一、基礎數學與運動學 二、牛頓力學 三、守恆律 四、碰撞 五、剛體力學 六、平衡與彈性 七、振動 八、重力

4 古典力學的源起 Isacc Newton Galileo Galilei 天體運動 動力學說

5 量測 古希臘人的重要發現之一為瞭解所謂的自然現象並非神蹟，而是物質交互作用有一定的自然規律。不論當時的學說是否正確，它開啟了人類對自然現象的探討。 量測為認識自然界的首要途徑。希臘人承襲埃及的幾何觀念而予以發揚光大，在幾何形狀與天體測量等方面成就斐然。（當然，還有其他許多貢獻也不容忽略）

6 地球有多大 Syene 深井 Alexandria 陽光 求出地球半徑約為六千公里 7.2度陰影

7 月亮有多遠 a 希臘人聰明的利用日蝕與月蝕的觀察來測量月亮的距離
180 原則一：若試圖以直徑為D的任何圓形物體去擋住陽光，則在距離為180D時剛好。 a 月亮 太陽 原則二：太陽與月亮在天空中看起來大小差不多，亦即其視角大小為一樣。

8 月亮有多遠 觀察結果 地球陰影投影在月球上約為月球大小的二倍半 地球 月亮
B A C 月亮 E D 三角形ABC相似於三角形EDC，而BC為CD的2.5倍。由此可求得地球到月亮的距離。

9 長度 1120年英國國王訂定由他的鼻尖到他手臂可伸展的最遠處為其國內之標準長度，稱之為一英碼(yard) 。
1799年法國定義由通過巴黎的經線測量赤道到北極 的距離，稱此長度的千萬分之一為一公尺(meter)。 1983年公尺重新被定義為光在真空中行進1/ 秒所走的距離。

10 時間 時間的量測最主要是經由週期運動。在1960年之前，標準時間被定義為1900年平均太陽日的1/60*1/60*1/24為一平均太陽秒。
1967年之後，人類利用以原子震盪為準的高精確度原子鐘來定義一秒的長度。因而秒被重新定義為銫133原子鐘震盪 次為一秒。

11 International System SI unit
Time: second [s] Length: meter [m] Mass: kilogram [kg] Current: ampere [A] Temperature: kelvin [K] Force: newton [N] Unit Prefixes 1 nm = 10-9m 1μm= 10-6m 1 mm= 10-3m 1 cm = 10-2m 1 km = 103m

12 位移與向量(Displacement and Vector)
Displacement is the change of position of a point P2 The displacement form point P1 to P2 is vector A P1 A

13 位置的描述  座標系統(coordinate)
直角座標 x, y, z 圓柱座標 r, θ, z 球座標 r, θ, φ

14 Vector Addition B A C =A+B

15 l 加法的交換律(commutative law) a+b = b+a
加法的結合律(associative law) (a+b)+c = a+(b+c)

16 By R B Ry Ay A Ax Bx Rx © 2005 Pearson Education

17 向量乘法 (一) Dot product B θ A

18 向量乘法 (二) Vector Product A×B B θ A

19 例題: 向量 A=(3, 4, 5) B=(-2, 1, 6) 求其內積與外積
=(19, -28, 11)

20 哥白尼地動學說 托勒密所構思的太陽系系統歷經一千四百年未被推翻，直到1530年哥白尼提出太陽為太陽系之中心，而地球為環繞太陽運轉的行星之一的學說方正式挑戰地球為中心的迷思。 然而當時主要的反對哥氏理論的論點之一為為何所有行星皆環繞太陽運轉，唯獨月亮環繞地球？又為何僅有地球是這麼特別的擁有月亮？

21 理論的證實 伽利略利用其改良的望遠鏡進行天體觀測發現
一、月亮表面高低不平。伽利略非滿月時，月表不同高低於進入地球陰影時明暗的順序不一可估計初月表起伏的高度。 二、發現環繞木星運轉之木星月亮（衛星）的存在。

22 物體之運動 亞理士多德對物體的運動分類為受外力影響的非自然運動與自然運動兩種。
自然運動:萬物皆往下掉落為其自然之運動，而此運動速度正比於物體之重量，反比於物體的質量。 伽利略的論點與發現： 一、自由掉落的物體不論輕重皆應同時到地面。 二、自由落體為等加速運動