Законы сохранения в механике
Предисловие
Цель настоящего учебного пособия – оказать помощь в изучении курса физики студентам, обучающимся по дистанционным технологиям. В пособии изложена рабочая программа курса, соответствующая государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования, приведены темы контрольных работ, план-график учебного процесса, даны указания по решению задач и оформлению контрольных работ. Материал курса распределен на шесть разделов: 1) физические основы механики; 2) статистическая физика и термодинамика; 3) электростатика и постоянный ток; 4) электромагнетизм и электромагнитные колебания; 5) оптика; 6) физика атомов, атомного ядра и элементарных частиц, основы квантовой механики. В каждом разделе даны основные формулы, примеры решения задач, задачи для самостоятельного решения и варианты контрольных заданий. Задачи для самостоятельного решения и контрольных работ взяты из следующих источников: 1. Сборник задач для коллоквиумов и экзаменов [Электронный ресурс] / Сост. Н. П. Ляховский, А. Г. Рипп. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. – 1,26 Мб. 16 ЭИ. 2. Сборник задач по физике [Электронный ресурс] / Сост. Н. П. Ляховс-кий, А. Г. Рипп. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. – 0,827 Мб. 15 ЭИ. Таблицы значений физических величин в электронном виде любезно предоставлены Н. Ф. Шемяковым. Авторы выражают благодарность В. И. Злобину и другим коллегам кафедры «Физика» КГТУ за замечания, позволившие значительно улучшить содержание пособия.
ПРОГРАММА КУРСА
Цель и задачи курса
Изучение основных физических явлений, фундаментальных понятий, законов и теорий классической и современной физики; овладение методами физического исследования, приемами и методами решения конкретных задач из различных областей физики; формирование научного мировоззрения и современного физического мышления, а также навыков проведения физического эксперимента, умения выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей специальности; ознакомление с современной научной аппаратурой.
ВВЕДЕНИЕ
Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Физика как культура моделирования. Общая структура и задачи курса физики.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Элементы кинематики
Пространственно-временные отношения. Система отсчета. Скалярные и векторные физические величины. Физические модели: материальная точка (частица), система материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Кинематическое описание движения. О смысле производной и интеграла в приложении к физическим задачам. Прямолинейное движение точки. Движение по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Скорость и ускорение при криволинейном движении. Нормальное и касательное ускорения.
Элементы динамики
Понятие состояния частицы в классической механике. Основная задача динамики. Первый закон Ньютона и понятие инерциальной системы отсчета. Уравнения движения. Масса и импульс. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Сила как производная импульса. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Современная трактовка законов Ньютона. Границы применимости классического способа описания движения частиц (волновые свойства частиц и релятивистские скорости). Законы сохранения в механике
Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Центр инерции. Система центра инерции. Теорема о движении центра инерции. Реактивное движение. Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Момент импульса. Момент силы. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса. Закон всемирного тяготения. Движение в центральном поле. Законы Кеплера. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия и энергия взаимодействия. Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии в механике. Общефизический закон сохранения энергии. Законы сохранения и симметрия пространства и времени.
|
