Рабочая программа дисциплины “Общая физика. Механика”

Предназначена для студентов 1 курса

Направление: 510400 – Физика

По специальности: 010400 – Физика

АВТОР: Мухамедшин И.Р.

КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ:

1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины

“Общая физика. Механика ”

Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны уметь:

- применять общие законы физики для решения конкретных задач механики и на междисциплинарных границах механики с другими областями знаний;

-пользоваться основными измерительными приборами, используемыми в механике, ставить и решать простейшие экспериментальные задачи по механике;

- строить математические модели простейших механических явлений и использовать для изучения этих моделей доступный им математический аппарат.

2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах).

Форма обучения - очная Количество семестров: Форма контроля: экзамен № п/п Виды учебных занятий Количество часов 1 Всего часов по дисциплине 2 Самостоятельная работа Аудиторных занятий 3 в том числе: лекций семинарских 3. Содержание дисциплины.

3.1. ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ

ПРОГРАММЫ

Всего Индекс Наименование дисциплины и ее основные разделы часов ЕН.Ф.01 Общая физика.

ЕН.Ф.011 Механика.

Пространство и время. Кинематика материальной точки.

Преобразования Галилея. Динамика материальной точки.

Законы сохранения. Основы специальной теории относительности. Неинерциальные системы отсчета.

Кинематика абсолютно твердого тела. Динамика абсолютно твердого тела. Колебательное движение. Деформации и напряжения в твердых телах. Механика жидкостей и газов.

Волны в сплошной среде и элементы акустики.

3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Количество часов № Название темы и ее содержание п/п Семин.

лекции Занятия 1 Введение Предмет и методы физики. Физические модели.

Свойства пространства и времени.

Системы единиц измерения. Понятие размерности.

Единицы измерения расстояний и времени в системе СИ.

Измерение больших и малых расстояний. Измерение больших и малых времен.

2 Кинематика 4 Системы отсчета и системы координат. Преобразования координат. Синхронизация часов. Перемещение, скорость, ускорение. Прямая и обратная задачи кинематики.

Криволинейное движение. Радиус и центр кривизны траектории. Нормальное и тангенциальное ускорение.

Угловая скорость и угловое ускорение.

Преобразования Галилея. Сложение скоростей. Инварианты преобразований (длина, интервал времени, ускорение).

3 Динамический метод описания механических систем 10 Масса и импульс материальной точки.

Понятие силы. Экспериментальное доказательство векторного характера силы. Измерение сил.

Законы динамики Ньютона.

Импульс системы материальных точек. Центр масс.

Уравнение движения центра масс.

Момент импульса системы материальных точек и момент силы. Соотношение между ними.

Работа сил. Классификация сил.

Трение. Трение сухое и вязкое. Трение скольжения, качения, покоя.

Силы инерции. Прямолинейное поступательное движение системы отсчета. Вращающиеся системы отсчета. Силы инерции во вращающейся системе координат.

4 Законы сохранения в механике 4 Кинетическая и потенциальная энергия. Энергия взаимодействия.

Законы сохранения в механике. Связь Законов сохранения со свойствами пространства-времени.

Уравнение Мещерского. Формула Циолковского.

Законы сохранения в неинерциальных системах отсчета.

Законы сохранения при столкновениях. Упругие и неупругие столкновения.

Законы Кеплера. Закон тяготения Ньютона. Гравитационная Понятие инертной и гравитационной масс.

Экспериментальное доказательство Ньютоном независимости гравитационного взаимодействия от химического состава взаимодействующих тел. Опыт Этвеша.

Опыты Кавендиша и Жолли по определению гравитационной постоянной.

Уравнение движения тел относительно Земли. Вес.

Определение массы взвешиванием.

Невесомость. Принцип эквивалентности.

Экспериментальные доказательства вращения Земли.

Маятник Фуко. Отклонение падающих тел от направления Стационарные и нестационарные орбиты спутников.

Степени свободы твердого тела. Разложение движения твердого тела на поступательное и вращательное. Углы Уравнения движения твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела.

Экспериментальная проверка уравнения вращательной динамики на приборе Обербека.

Момент инерции тела. Тензор инерции. Главные оси и главные компоненты тензора инерции. Теорема ГюйгенсаШтейнера.

Экспериментальные методы измерения главных компонент тензора инерции.

Вращательный дисбаланс. Свободные оси.

Свойства гироскопов. Нутация и прецессия.

Применения гироскопов.

Закон Гука. Упругий гистерезис. Классификация деформаций.

Модель абсолютно упругого тела.

Тензор упругих напряжений. Энергия упругих деформаций.

Измерение модуля Юнга, модуля сдвига и коэффициента Гидростатика. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Плавание тел.

Давление жидкости и газа. Барометрическая формула.

Кинематическое описание жидкостей и газов. Стационарное течение идеальной жидкости.

Уравнение Эйлера и закон Бернулли. Измерительные трубки.

Вязкость. Сопротивление движению в жидкостях.

Модели гармонического осциллятора и осциллятора с затуханием. Метод векторных диаграмм сложения гармонических колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу.

Физический, математический и пружинный маятники.

Вынужденные колебания. Автоколебания. Параметрическое возбуждение колебаний.

Энергия собственных колебаний. Поглощение энергии при вынужденных колебаниях. Добротность.

Нормальные колебания систем со многими степенями свободы. Нормальные частоты.

Резонанс. Резонансный метод исследования колебаний.

Бегущая волна. Волновое уравнение. Классификация волн.

Энергия упругой волны. Плотность потока энергии. Скорости продольных и поперечных волн.

Акустический эффект Допплера.

Интерференция волн. Биения. Стоячие волны.

Экспериментальные методы измерения скоростей упругих Дифракция волн. Принцип Гюйгенса.

основная литература 1. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.1, М., Наука, 1977 и более поздние издания.

2. Иродов И.Е. Основные законы механики М., Наука, 1988 и более поздние издания.

3. Савельев И.В. Курс общей физики т.1,2 М., Наука, 1989.

4. Стрелков С.П. Механика М., Наука, 1975.

5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. М., Наука, 1988.

6. Нигматуллин Р.Р., Недопекин О.В, Скворцов А.И. Методические указания к решению задач по курсу “Механика”. Пособие для студентов 1 курса физического факультета.

Издание второе, переработанное Казань: Физ. фак. КГУ, 1997. 80 с.

7. Захаров Ю.А., Недопекин О.В., Скворцов А.И. Методические указания к выполнению работ общего физического практикума (раздел «Механика»). Казань: Физ. фак. КГУ, 1998. 104 с.

дополнительная литература 8. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике т.1,2 любое издание.

9. Киттель Ч., Найт В., Рудерман М. Берклиевские лекции по физике т.1 Механика. М.

Мир. 1983.

10. Джанколи Д. Физика т.1 М. Мир. 1990.

11. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. Любое издание.

12. Хайкин С.Э. Физические основы механики. Любое издание.

13. Аганов А.В., Сафиуллин P.К., Скворцов А.И., Таюрский Д.А. Физика вокруг нас.

Качественные задачи по физике. Издание третье, исправленное Москва: Дом педагогики, 1998, 332 с.

14. Фишман А.И., Скворцов А.И., Даминов Р.В. Видеозадачи по физике (части 1,2), мультимедийное учебное пособие. М: NMG, 2002, 1 СD-диск.