1. Физические основы механики

Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская классическая механика. Кинематика и динамика. Основные физические модели: материальная точка, система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда. - 0,5 часа.

1.1. Элементы кинематики

Пространственно-временные отношения. Относительность движения. Система отсчета. Кинематическое описание движения. Перемещение, скорость, ускорение. Кинематика движения по криволинейной траектории. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Движение по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения. - 2 часа.

1.2. Элементы динамики частиц

Понятие состояния частиц в классической механике. Основная задача динамики. Масса, импульс, сила. Современная трактовка законов Ньютона. Понятие инерциальной и неинерциальной систем отсчета. Уравнения движения. Границы применимости классического способа описания движения частиц. - 1 час.

1.3. Законы сохранения импульса и механической энергии

Понятие замкнутой системы. Закон сохранения и изменения импульса. Центр инерции. Закон движения центра масс. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и диссипативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения и изменения энергии в механике. Законы сохранения и симметрия пространства и времени. - 2 часа.

1.4. Элементы механики твердого тела

Движение твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движения. Момент инерции твердых тел разной формы. Теорема Штейнера. Момент силы. Уравнения движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент импульса. Закон сохранения и изменения момента импульса. - 3 часа.

1.5. Принцип относительности Галилея

Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инварианты преобразования. Описание движения в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. - 1 час.

1.6. Элементы релятивистской динамики

Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца для координат и времени. Следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский импульс. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Лоренца. Полная энергия частицы. Закон сохранения четырехмерного вектора энергии-импульса. - 3 часа.

2. Механика колебаний и волн

Общие представления о колебательных и волновых процессах. Единый подход к описанию колебаний и волн различной физической природы.

2.1. Кинематика гармонических колебаний

Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Комплексная форма представления гармонических колебаний. Скорость, ускорение гармонических колебаний. Сложения скалярных и векторных колебаний. Векторные диаграммы. Биения. Фигуры Лиссажу. - 1 час.

2.2. Гармонический осциллятор

Движение системы вблизи устойчивого положения равновесия. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: математический, физический маятники, груз на пружине. Энергия гармонического осциллятора. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Добротность. Вынужденные механические колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные кривые. Параметрический резонанс. - 3 часа.