Физические основы механики

1. Кинематика поступательного движения материальной точки и твёрдого тела. Система отсчёта. Пространство, время. Перемещение, путь, скорость, ускорение, их единицы измерения в СИ. Уравнения поступательного движения.

2. Кинематика вращательного движения материальной точки и твёрдого тела. Нормальное и касательное ускорения. Угловые кинематические параметры, их единицы измерения в СИ. Взаимосвязь линейных и угловых физических величин.

3. Динамика поступательного движения материальной точки и твердого тела. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Масса и сила, их единицы измерения в СИ.

4. Импульс тела. Импульс силы. Закон сохранения импульса в классической механике.

5. Законы Ньютона. Виды сил.

6. Динамика вращательного движения. Плоское движение. Центр инерции. Скорость и ускорение движения центра масс. Момент силы. Основное уравнение динамики вращательного движения.

7. Моменты инерции и импульса. Закон сохранения момента импульса. Теорема Штейнера.

8. Работа постоянной и переменной силы. Мощность,

энергия, их единицы измерения в СИ. Кинетическая энергия.

9. Консервативные силы. Потенциальная энергия:

1) в однородном поле тяжести; 2) деформированного тела.

10. Гравитационное поле. Закон всемирного тяготения. Напряженность и потенциал гравитационного поля. Космические скорости.

11. Центральное поле. Потенциальная энергия гравитационного притяжения двух материальных точек.

12. Полная механическая энергия. Закон сохранения полной энергии (Закон Ломоносова).

13. Примеры применения законов сохранения импульса и энергии. Упругое и неупругое соударения тел.

14. Физика колебаний. Кинематика гармонических колебаний. Сложение колебаний.

15. Гармонический осциллятор. Пружинный, математический и физический маятник.

16. Незатухающие, затухающие и вынужденные колебания.

ВВЕДЕНИЕ

Физика – наука о природе, изучающая наиболее общие свойства материального мира и формы движения материи, лежащие в основе всех явлений природы. Физика устанавливает законы, которым подчиняются эти явления. Физика относится к точным наукам и изучает количественные закономерности явлений.

Курс физики совместно с курсами высшей математики и теоретической механики составляет основу теоретической подготовки инженеров и играет роль фундаментальной физико-математической базы, без которой невозможна успешная деятельность инженера любой специальности.

Курс физики представляет собой единое, неделимое целое. Всякие попытки разорвать его на части не имеют под собой ни методологических, ни научных, ни дидактических оснований. Изучение целостного курса физики способствует формированию у студентов научного мировоззрения и современного физического мышления.

На стыке физики и других естественных наук возникли новые науки: астрофизика, биофизика, геофизика, физическая химия и др.

Физика является теоретической основой техники. Развитие физики послужило фундаментом для создания таких новых отраслей техники, как квантовая электроника, ядерная и космическая техника и др.; в свою очередь, развитие технических наук способствует созданию совершенно новых методов физических исследований.

В связи с многообразием форм материи и ее движения физика подразделяется на ряд разделов: физические основы механики, электричество и магнетизм, физика колебаний и волн, квантовая физика, статистическая физика и термодинамика, современная физическая картина мира.

Цели и задачи курса физики:

1. Изучение основных физических явлений и идей; овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями классической и современной физики, а также методами физических исследований.

2. Формирование научного мировоззрения и современного физического мышления.

3. Овладение приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики.

4. Ознакомление с современной научной аппаратурой, формирование навыков физического эксперимента.

5. Формирование умения выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей специальности.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ

1.1. Элементы кинематики.

Физика – наука об общих свойствах материи, закономерностях и формах ее движения. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Математика и физика. Важнейшие этапы развития физики. Достижения современной физики на службе технического прогресса. Философские категории: пространство и время. Единицы измерения в СИ. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Физические модели. Кинематика материальной точки. Перемещение, путь, скорость. Нормальное, касательное и полное ускорения. Угловые физические параметры. Кинематика твердого тела. Механический (классический) принцип относительности. Преобразования Галилея.

(1) Введение, с. 7 – 10; §§ 1 – 6, 28, 29; с. 11 – 36, 94 – 98;

(2) §§ 1.4 – 1.7, 4.1 с 6 – 17, 39 – 41.

1.2. Динамика поступательного и вращательного движения.

Масса. Импульс. Сила.

Законы классической механики Ньютона. Закон сохранения импульса. Виды сил: силы упругости, силы трения, силы инерции. Момент импульса. Центр инерции. Момент силы. Основное уравнение вращательного движения. Закон сохранения момента импульса.

(1) §§ 7 – 11, 13 – 16, 26 – 27, 30 – 32, 36 – 38; с. 36 – 59, 84 – 92, 99, 108, 118 – 130;

(3) §§ 2.1 – 2.6, 4.2, 4.3, 5.1, 5.3; с. 17 – 26, 41 – 50, 52 – 55.

1.3. Силовые поля. Элементы теории гравитационного поля.

Центральные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес тела. Гравитационное поле и его характеристики: напряженность, потенциал.

(1) § 55 – 58; с 187 – 195;

(2) § 5.4 – 5.6; с. 55 – 62.

Кинетическая энергия плоского движения .

.