СЕМЕСТРЗмістовий модуль 1. МЕХАНІКА
Лекція 1. Вступ. Похибки вимірювань. Кінематика (2 год.)
Похибки вимірювань. Приклади підрахунків похибок. Кінематика матеріальної точки. Основні визначення: радіус-вектор, переміщення, швидкість, прискорення, зв’язок між ними. Середня швидкість. Рух точки по колу. Основні визначення: кутова швидкість і прискорення. Зв’язок між звичайними та кутовими швидкостями та прискоренням. Тангенційне й нормальне прискорення.
Лабораторне заняття 1. (2 год.) Визначення густини тіл правильної геометричної форми.
Завдання для самостійної роботи Приклади підрахунків похибок. Література [ 1-3,6]
Лекція 2. Динаміка. Сили пружності. Сили гравітації (2 год.)
Динаміка матеріальної точки. Закони Ньютона. Закон Гука. Модуль Юнга. Гравітаційні сили притягування матеріальних точок. Вага тіл з урахуванням обертання Землі навколо осі. Гравітаційна та інертна маса. Принцип еквівалентності сил гравітації й інерції. Локальний характер принципу еквівалентності.
Завдання для самостійної роботи (3 год.) Вплив гравітаційного притягування до Сонця й Місяця на рух тіл на Землі. Роль неоднорідності гравітаційного поля Сонця й Місяця. Вага тіл усередині планети. Література [ 1-3,8]
Лекція 3. Імпульс тіла. Робота та енергія (2 год.)
Закон зміни імпульсу. Замкнені системи. Закон збереження імпульсу. Рух тіл зі змінною масою. Закон зміни кінетичної енергії. Потенціальна енергія. Потенціальна енергія пружних деформацій. Потенціальна енергія в однорідному гравітаційному полі. Закон збереження механічної енергії.
Лабораторне заняття 2. Визначення прискорення Земного тяжіння за допомогою фізичного маятника.
Завдання для самостійної роботи Рівняння Мещерського: приклади використання. Рівняння Ціолковського. Література [ 1-3,8]
Лекція 4. Момент імпульсу (2 год.)
Момент сили. Рівняння моментів для матеріальної точки й системи точок. Рівняння моментів у випадку обертання точки по колу. Момент інерції точки. Аналогія в формулах кінематики й динаміки поступального й обертального руху.
Завдання для самостійної роботи (3 год.) Рух планет навколо Сонця. Література [1-3,8]
Лекція 5. Абсолютно тверде тіло (2 год.)
Центр мас. Рівняння руху центра мас. Обертання твердого тіла навколо нерухомої осі. Момент інерції. Теорема Штейнера. Кінетична енергія обертального руху твердого тіла.
Лабораторне заняття 3. (2 год.) Маятник Обербека.
Завдання для самостійної роботи (2 год.) Приклади обчислення моментів інерції деяких тіл: тонкий стержень, циліндр, куля. Гіроскопи. Прецесія. Література [1-3,8]
Лекція 6. Сили інерції. Властивості рідин (2 год.)
Сили інерції (прискорений поступальний рух системи координат). Особливості сил інерції. Сили інерції (прискорений поступальний та обертальний рух системи координат). Основне рівняння руху ідеальної рідини (рівняння Ейлера). Барометрична формула. Стаціонарна течія ідеальної рідини. Лінії току, трубка току. Рівняння нерозривності. Рівняння Бернуллі.
Завдання для самостійної роботи (3 год.) Гідродинамічна модель планети, яка обертається; оцінка плескатості Землі. Література [1-3,8]
Лекція 7. Коливання та хвилі (2 год.)
Гармонічні коливання систем з одним ступенем вільності, диференціальне рівняння, роль початкових умов. Швидкість та прискорення при гармонічних коливаннях. Математичний маятник. Загальний вигляд рівняння гармонічних коливань. Фізичний маятник. Енергія власних гармонічних коливань. Складання коливань. Складання коливань вздовж одного напрямку. Биття. Складання взаємно перпендикулярних коливань. Згасаючі коливання. Показник згасання, логарифмічний декремент згасання. Вимушені коливання. Резонанс. Характеристики хвиль. Рівняння плоскої хвилі. Біжучі й стоячі хвилі. Інтерференція й дифракція хвиль.
Лабораторне заняття 4. (2 год.) Визначення довжини звукової хвилі методом резонансу. Завдання для самостійної роботи (2 год.) Аперіодичне згасання. (Пояснення особливостей припливів.) Література [1-3,7,8]
Модульно-рейтингова контрольна робота 1 «Механіка»
Типове завдання модульно-рейтингової контрольної роботи 1
1. Перший закон Ньютона. Інерційні та неінерційні системи відліку. 2. Навести зв’язок між кутовою та лінійною швидкостями. 3. Пояснити залежність ваги тіл від широти місцевості. 4. Момент інерції матеріальної точки та твердого тіла. 5. Залежність амплітуди від часу та період коливань фізичного маятника.
Контрольні питання до змістовного модуля 1
1. Кінематика поступального руху. 2. Кінематика обертального руху. 3. Зв’язок між кутовими та лінійними величинами швидкості та прискорення. 4. Перший закон Ньютона. Інерційні системи відліку. 5. Другий закон Ньютона. Третій закон Ньютона. 6. Деформації твердих тіл. Закон Гука. Модуль Юнга. 7. Потенційна енергія пружних деформацій. 8. Закон всесвітнього тяжіння. Сила тяжіння. Вага. Невагомість. 9. Закони зміни та збереження імпульсу. 10. Робота і енергія. Кінетична енергія. Потенціальна енергія. 11. Закон збереження механічної енергії. Консервативні та неконсервативні сили. 12. Центр мас. Рівняння руху центра мас. 13. Кінетична енергія обертання. Момент інерції. Теорема Штейнера. 14. Обертання тіла навколо нерухомої вісі. Момент сили. Момент імпульсу. 15. Робота при обертанні. 16. Порівняння основних характеристик поступального та обертального рухів. 17. Рух тіла в неінерціальних системах відліку. Сила інерції. Відцентрові сили. Сила Коріоліса. 18. Вага тіл з урахуванням обертання Землі та тяжіння до Сонця і Місяця. 19. Вага тіл всередині планети. 20. Основне рівняння динаміки ідеальної рідини (Рівняння Ейлера). 21. Течія ідеальної рідини. Рівняння нерозривності. 22. Рівняння Бернулі. 23. Сили внутрішнього тертя. 24. Течія в’язкої рідини. Формула Пуазейля. 25. Коливання. Гармонічні коливання. 26. Фізичний маятник. Математичний маятник. 27. Загасаючі коливання. Вимушені коливання. Резонанс. 28. Хвилі та їх властивості. 29. Стоячі хвилі. 30. Ефект Допплера в акустиці. Змістовий модуль 2. МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА
Лекція 8. Вступ. Основні газові закони (2 год.)
Маса та розміри молекул. Поняття про стан речовини. Ідеальний газ. Закони Бойля-Маріота та Гей-Люссака. Абсолютна температура. Рівняння Клапейрона-Менделєєва.
Лабораторне заняття 5. (2 год.) Визначення довжини вільного пробігу молекул повітря Завдання для самостійної роботи Міжнародна практична температурна шкала МПТШ Література [1-2,4,8]
Лекція 9. Кінетична теорія газів (2 год.)
Основні уявлення молекулярно-кінетичної теорії газів. Зіткнення молекул. Основне рівняння кінетичної теорії газів. Розподіл швидкостей молекул газу за Максвелом. Закон Больцмана. Середня довжина вільного пробігу молекул. Вакуум. Явища переносу.
Завдання для самостійної роботи (2 год.) В`язкість. Теплопровідність. Дифузія. Література [1-2,4,7,8]
Лекція 10. Перший закон термодинаміки (2 год.)
Внутрішня енергія системи. Робота і теплота. Перший закон термодинаміки та його методологічне значення. Теплоємність газів. Адіабатичний процес. Рівняння Пуассона.
Лабораторне заняття 6. (2 год.) Визначення відношення питомих теплоємностей при постійному тиску та об’ємі.
Завдання для самостійної роботи (3 год.) Роботу, яку виконує газ при ізотермічному і адіабатичному процесах. Література [1-2,4,7,8]
Лекція 11. Другий закон термодинаміки (2 год.)
Оборотні і необоротні процеси. Цикл Карно. Другий закон термодинаміки. Теорема Карно. Поняття про ентропію. Статистичний характер другого закону термодинаміки.
Завдання для самостійної роботи (2 год.) Поняття про від`ємну абсолютну температуру.
Література [1-2,4,7,8]
Лекція 12. Реальні гази і фазовий перехід «газ-рідина» (2 год.) Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Співставлення ізотерм Ван-дер-Ваальса з експериментальними ізотермами. Фазовий перехід газ-рідина. Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля-Томсона.
Лабораторне заняття 7. (2 год.) Критична температура.
Завдання для самостійної роботи Скраплювання газів та одержання низької температури.
Література [1-2,4,8]
Лекція 13. Рідини. Тверді тіла (2 год.) Загальні властивості та будова рідин. Поверхневий натяг. Змочування. Капілярні явища. Тверді тіла.
Лабораторне заняття 8. (2 год.) Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя методом Стокса.
Завдання для самостійної роботи (3 год.) Формула Пуазейля. Число Рейнольдса. Формула Стокса. Рух тіл у в’язкій рідині під дією сталої сили. Кристалічні та аморфні тіла. Основні характеристики кристалів. Сублімація, плавлення і кристалізація твердих тіл. Теплове розширення твердих тіл. Теплоємність твердих тіл. Іонні кристали. Атомні кристали. Металічні кристали. Молекулярні кристали. Література [1-2,4,8]
Модульно-рейтиногова контрольна робота 2 «Молекулярна фізика»
Типове завдання модульно-рейтингової контрольної роботи 2
1. Ідеальний газ. Закони Бойля-Маріота та Гей-Люссака. 2. Перший закон термодинаміки. 3. Адіабатичний процес. Рівняння Пуасона. 4. Роботу, яку виконує газ при ізотермічному та адіабатичному процесах 5. Другий закон термодинаміки. Теорема Карно.
Контрольні питання до змістовного модуля 2 1. Ідеальний газ. Закони Бойля-Маріота та Гей-Люссака. Абсолютна температура. 2. Рівняння Клапейрона-Менделєєва. 3. Основне рівняння кінетичної теорії газів. 4. Розподіл швидкостей молекул газу за Максвелом. 5. Закон Больцмана. 6. Середня довжина вільного пробігу молекул. Вакуум. 7. Явища переносу. В`язкість. Теплопровідність. Дифузія. 8. Внутрішня енергія системи. 9. Робота і теплота. 10. Перший закон термодинаміки. 11. Теплоємність газів. 12. Адіабатичний процес. Рівняння Пуасона. 13. Роботу, яку виконує газ при ізотермічному та адіабатичному процесах 14. Оборотні і необоротні процеси. Цикл Карно. 15. Другий закон термодинаміки. Теорема Карно. 16. Поняття про ентропію. 17. Реальні гази. Рівняння Ван-дер-Ваальса. 18. Співставлення ізотерм Ван-дер-Ваальса з експериментальними ізотермами. Фазовий перехід газ-рідина. 19. Критична температура. 20. Внутрішня енергія реального газу. Ефект Джоуля- Томсона. 21. Загальні властивості та будова рідин. Поверхневий натяг. 22. Змочування. Капілярні явища. 23. Сублімація, плавлення і кристалізація твердих тіл. Потрійна точка. 24. Теплове розширення твердих тіл. 25. Теплоємність твердих тіл.
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ (до змістовних модулів 1 та 2) а) основна: 1. Савельев И.В. Курс общей физики. т.1. М.: Наука 1979. 2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. т.1 М.: Физматлит, Изд-во МФТИ.- 2005 3. Вакуленко О.В., Зеленський С.Є., Кондратенко С.В. Механіка. Навчальній посібник для студентів геологічного факультету. Київ: Київський Університет, 2003. – 177 с 4. С.М.Яблочков. Молекулярна фізика та термодинаміка. Навчальній посібник для студентів геологічного факультету. – К.:ВЦ НБУ ім. В.І.Вернадського НАНУ.- 2004.-128 c. б) додаткова: 5. Описи лабораторних робіт. (кафедра загальної фізики). 6. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений.- Л.:1967 7. Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Том 4. Кинетика. Теплота. Звук.- М.: Мир, 1965.- 260с. 8. И.Е. Иродов. Общий курс физики. – М. Физматлит., Лаборатория базовых знаний.-2002. змістовий МОДУЛЬ ІІІ. Електрика та магнЕТИЗМ
|
