- •Часть 1
- •О главление
- •Предисловие
- •После изучения дисциплины необходимо знать
- •После изучения дисциплины необходимо уметь
- •Содержание дисциплины
- •Самостоятельная работа студентов и контроль знаний студентов
- •После изучения главы необходимо знать
- •Простейшие интегралы
- •После изучения главы необходимо знать
- •2 Рис. 2.1 Рис. 2.1 .1. Кинематика материальной точки
- •Примеры решения задач
- •2.2. Кинематика абсолютно твердого тела
- •Примеры решения задач
- •2.3. Динамика материальной точки
- •Примеры решения задач
- •2.4. Законы сохранения
- •Примеры решения задач
- •2.5. Динамика абсолютно твердого тела
- •Примеры решения задач
- •2.6. Механика деформируемых тел
- •2.7. Механика жидкостей и газов
- •М етоды определения вязкости.
- •2.8. Неинерциальные системы отсчета
- •Пример решения задачи
- •2.9. Специальная теория относительности
- •Примеры решения задач
- •После изучения главы необходимо знать
- •3.1. Гармонические колебания
- •3.2. Свободные незатухающие механические колебания
- •С другой стороны, при малых углах
- •3.3. Затухающие механические колебания
- •3.4. Вынужденные механические колебания. Резонанс
- •3.5. Упругие волны
- •После изучения главы необходимо знать
- •4.1. Основные положения и определения
- •4.2. Уравнение состояния идеального газа
- •4.3. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа
- •4.4. Кинетическая теория идеального газа
- •4.5. Реальные газы
- •Вопросы для самоконтроля к разделу 1: Элементы векторного анализа
- •К разделу 2: Физические основы механики
- •К разделу 3: Колебания и волны
- •К разделу 4: Молекулярная физика и термодинамика
- •Т олковый словарь
- •Инертность тел – свойство, присущее всем телам и заключающееся в том, что тела оказывают сопротивление изменению их скорости (как по модулю, так и по направлению).
- •Кинематика – раздел механики, изучающий движение тел без рассмотрения причин, которые это движение обуславливают.
- •З аключение
- •Б иблиографический список
- •Краткий курс физики
- •Часть 1
- •394026 Воронеж, Московский просп.,14
После изучения дисциплины необходимо знать
Важнейшие законы движения материи, физические теории и суть физических явлений.
Фундаментальные опытные факты.
Границы применимости различных физических понятий, законов, теорий.
После изучения дисциплины необходимо уметь
Наблюдать физические явления, выделять существенные и отбрасывать несущественные факторы.
Устанавливать качественные и количественные связи между разными сторонами физических явлений.
Применять полученные знания для анализа физических явлений, предвидеть следствия, вытекающие из физических теорий.
Строить физические модели и решать конкретные задачи.
Содержание дисциплины
Содержание дисциплины составляет следующая тематика.
Элементы векторного анализа.
Кинематика материальной точки. Координатная и векторная формы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорения. Вычисление пути.
Кинематика твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение и их связь с линейными характеристиками движения.
Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Масса и импульс. Сила. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Преобразования Галилея. Принцип относительности. Границы применимости ньютоновской механики.
Силы в природе. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес тела. Упругие силы. Силы трения. Сухое и жидкое трение.
Неинерциальные системы отсчета. Движение материальной точки в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции. Неинерциальность системы координат, связанной с Землей, ее проявления в геофизических явлениях.
Внешние и внутренние силы. Замкнутая система. Сохраняющиеся величины. Импульс системы материальных точек. Закон сохранения и изменения импульса. Центр масс. Работа переменной силы. Мощность.
Кинетическая энергия. Консервативные силы. Потенциальная энергия частицы в поле. Полная механическая энергия частицы. Закон ее сохранения. Связь между потенциальной энергией и силой поля. Закон сохранения механической энергии системы. Общефизический закон сохранения энергии.
Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар.
Момент импульса материальной точки и системы материальных точек. Момент силы. Закон сохранения и изменения импульса.
Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. Основное уравнение динамики вращательного движения. Примеры вычисления момента инерции для тел правильной геометрической формы.
Элементы гидро- и аэродинамики. Механика несжимаемой жидкости. Неразрывность струи. Уравнение Бернулли. Истечение жидкости из отверстия.
Вязкость. Ламинарное и турбулентное течения. Движения тел в жидкостях и газах.
Элементы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразование Лоренца. Пространство и время в специальной теории относительности. Релятивистский импульс и релятивистское уравнение динамики. Релятивистское выражение кинетической и полной энергии. Взаимосвязь массы и энергии.
Гармонические колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Собственные гармонические колебания. Пружинный, физический, математический маятники. Гармонический осциллятор, его энергия.
Сложение гармонических колебаний одинакового направления. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Добротность.
Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Резонанс.
Волны в упругих средах. Волновое уравнение. Уравнение бегущей волны. Основные характеристики волн. Продольные и поперечные волны.
Принцип суперпозиции. Интерференция. Стоячие волны. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии.
Звук. Эффект Доплера для звуковых волн.
Основные представления молекулярно-кинетической теории. Статистический и термодинамический методы исследования. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Распределение Максвелла и распределение Больцмана. Барометрическая формула.
Основы термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Работа термодинамической системы. Количество теплоты. Теплоемкость. Первый закон термодинамики и его применение к изопроцессам.
Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно. КПД тепловой машины.
Второе начало термодинамики. Энтропия. Закон возрастания энтропии. Макро- и микро- состояния. Статистический смысл энтропии.
Реальные газы, жидкости и кристаллы. Силы межмолекулярного взаимодействия. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые превращения.
Поверхностное натяжение жидкости. Капиллярные явления. Представления о структуре жидкостей. Ближний и дальний порядок. Кристаллические решетки.