 |
|
Понятие состояния в классической механике.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Тульский государственный университет
О.И. Бурцева, Л.В. Муравлева, Е.В. Якунова
Механика и молекулярная физика
Методические указания
И контрольные задания для студентов
Заочной ускоренной формы обучения
Учебно-методическое пособие
Тула 2009
УДК 537(07)
Методические указания для самостоятельной работы и контрольные задания для студентов инженерно-технических специальностей. Учеб. пособие/, О.И. Бурцева, Л.В. Муравлева, Е.В. Якунова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009 – 34 с.
В пособии изложена рабочая программа курса физики по разделам: « Механика», «Термодинамика» и «Молекулярная физика». Приведены краткие теоретические сведения по каждому разделу, контрольные задания, правила оформления контрольных работ, справочные данные.
Предназначено для студентов инженерно-технических специальностей.
Табл. 1 Библиогр.: 10 назв.
Печатается по решению библиотечно-издательского совета Тульского государственного университета
Рецензент: проф. кафедры физики ЕН факультета Тульского гос. университета, доктор физ.-мат. наук Д.М. Левин
©Бурцева О.И., Л.В. Муравлева, Е.В. Якунова 2009
© Издательство ТулГУ, 2009
Содержание дисциплины
1. Введение.
1.1. Физика как наука. Наиболее общие понятия и теории. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Физические модели. Роль физики в образовании. Общая структура и задачи курса физики. Роль измерения в физике. Единицы измерения и системы единиц. Основные единицы СИ.
1.2 Математическое введение.
2. Физические основы механики.
Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская классическая механика.
2.1. Кинематика и динамика.
Основные физические модели: частица (материальная точка), система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда.
2.2. Основные понятия кинематики.
2.2.1. Система отчета. Скалярные и векторные физические величины.
Понятие состояния в классической механике.
2.2.3. Система точек и центр масс. Поступательное движение.
2.2.4. Перемещение, скорость, ускорение. О смысле производной и интеграла в приложении к физическим задачам.
2.2.5. Криволинейное поступательное движение. Нормальное и тангенциальное ускорение.
2.2.6. Вращательное движение. Угловые кинематические переменные и их связь с линейными переменными.
2.2.7. Вращательное движение абсолютно твердого тела.
2.2.8. Преобразование скоростей и ускорений при переходе в ускоренно движущиеся системы отсчета.
2.3. Динамика поступательного движения.
2.3.1. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Сила, разновидности сил. Масса. Импульс материальной точки. Законы динамики (Ньютона) в инерциальных системах. Уравнения движения.
2.3.2. Преобразования Галилея и принцип относительности Галилея. Инварианты преобразования.
2.3.3. Законы динамики в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции.
2.3.4.Система материальных точек (в т.ч. абсолютно твердое тело). Центр масс. Кинематика и динамика твердого тела.
2.3.5. Границы применимости классического способа описания движения частиц.
2.4. Законы сохранения.
2.4.1. Импульс системы частиц. Законы сохранения и изменения импульса. Закон движения центра масс.
2.4.2. Реактивное движение. Сила тяги. Уравнение Мещерского.
2.4.3. Момент импульса частицы и системы частиц. Момент силы.
2.4.4. Законы изменения и сохранения момента импульса частицы и системы частиц.
2.4.5. Основное уравнение динамики вращательного движения системы.
2.4.6. Момент инерции материальной точки и твердого тела. Тензор момента инерции. Главные оси инерции. Теорема Штейнера.
2.4.7. Момент импульса системы при вращении вокруг фиксированной оси и уравнение динамики вращательного движения вокруг фиксированной оси. Плоское движение.
2.5. Энергия и работа.
2.5.1. Работа силы и момента силы. Мощность.
2.5.2. Консервативные и неконсервативные силы. Центральные силы. Диссипативные силы.
2.5.3. Кинетическая энергия поступательного, вращательного и плоского движения.
2.5.4. Потенциальная энергия частицы и системы частиц. Энергия взаимодействия с внешними телами. Внутренняя энергия.
2.5.5. Полная механическая энергия системы и законы ее сохранения и изменения.
2.5.6. Законы сохранения и симметрия пространства и времени.
2.6. Потенциальные поля.
2.6.1. Консервативная сила как градиент потенциальной энергии. Эквипотенциальные поверхности.
2.6.2. Поле центральных сил. Напряженность и потенциал. Гравитационное поле.
2.6.3. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее применение к расчету гравитационных полей шара и сферы.
2.6.4. Движение в поле центральных сил. Космические скорости.
2.6.5. Потенциальные кривые.
2.7. Физика колебаний и волн.
2.7.1. Кинематика гармонических колебаний. Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Сложение взаимно перпендикулярных и однонаправленных колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу. Векторные диаграммы.
2.7.2. Гармонический и ангармонический осциллятор. Движение системы вблизи устойчивого положения равновесия. Модели гармонических осцилляторов.