
- •Механіка
- •Аналогія між величинами, які характеризують поступальний і обертальний рухи
- •Цикл 1 задач з фізики на розділ „Кінематика поступального і обертального рухів”
- •Цикл 2 задач з фізики на розділ „Динаміка”
- •Цикл задач 4 з фізики на розділ „Молекулярна фізика”
- •Цикл задач 5 з фізики на розділ „Термодинаміка”
- •Електростатика і електродинаміка
- •Цикл 6 задач з фізики на розділ „Електростатика”
- •Цикл 7 задач з фізики на розділ „Постійний струм”
- •Цикл 8 задач з фізики на розділ „Магнітне поле”
- •Цикл 9 задач з фізики на розділ „Електромагнітна індукція”
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ
Кафедра фізики
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання модульних завдань з курсу фізики для студентів
денної форми навчання
Дніпропетровськ – 2009
Методичні вказівки до виконання модульних завдань з курсу фізики для студентів денної форми навчання всіх спеціальностей. / Укладачі: Романець Р.Г, Карасьов Г.Г., Подолинський В.В., Волнянська І.П., Побединська М.П. – Дніпропетровськ: ПДАБА. 2009р. – 15с.
Пропоновані методичні вказівки призначені для використання в умовах упровадження кредитно-модульної системи навчання. Він включає матеріали для вивчення курсу фізики в першому семестрі двосеместрового курсу фізики. Ці матеріали розбиті на три навчальні модулі. Відмітна особливість даних методичних вказівок полягає в тому, що основну увагу приділено конкретній модульно-рейтинговій навчальній технології проведення занять з курсу фізики для інженерних спеціальностей. Методичні вказівки дають змогу використовувати їх студентами як в аудиторній, так і в самостійній роботі.
Укладачі: Р.Г.Романець, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
професор кафедри фізики ПДАБА;
Г.Г.Карасьов, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
кафедри фізики ПДАБА;
В.В.Подолінський, кандидат фізико-математичних наук, доцент,
кафедри фізики ПДАБА;
І.П.Волнянська, асистент кафедри фізики ПДАБА.
М.П.Побединська, асистент кафедри фізики ПДАБА.
Відповідальний за випуск: Б.М.Дікарев, кандидат фізико-математичних
наук, професор, зав. кафедри фізики ПДАБА.
Рецензент: І.П.Гаркуша, професор, зав. кафедри фізики НГУ.
Затверджено
на засіданні кафедри фізики ПДАБА.
Протокол № 8 від 16.04.2009р.
Зав. кафедри фізики Дикарев Б.М.
Затверджено
на засіданні Президії методичної ради ПДАБА.
Протокол № від 2009р.
Пропоновані методичні вказівки призначені для використання в умовах упровадження кредитно-модульної системи навчання. Він включає матеріали для вивчення курсу фізики в першому семестрі двосеместрового курсу фізики. Вивчення курсу фізики відбувається на протязі 18 тижнів і розподіляється на три модулі.
Першому модулю відповідає розділ „Фізичні основи механіки” і він розрахований на 6 учбових тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розв’язують задачі циклу 1 на розділ курсу фізики „Кінематика поступального і обертального рухів”; циклу 2 на розділ „Динаміка”, циклу 3 „Обертальний рух. Деформація твердих тіл”. На останньому тижні першого модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Другому модулю відповідають розділи „Молекулярна фізика” і „Термодинаміка” і цей модуль теж розрахований на 6 учбових тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розв’язують задачі циклу 4 на розділ курсу фізики „Молекулярна фізика” і циклу 5 на розділ „Термодинаміка”. На останньому тижні другого модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Третьому модулю відповідають розділи „Електростатика” , „Постійний струм” , „Магнітне поле” і цей модуль розрахований на 6 тижнів. На протязі цього відрізку навчання студенти розв’язують задачі циклу 6 на розділ „Електростатика”, циклу 7 на розділ „Постійний струм”, задачі циклу 8 на розділ „Магнітне поле” і циклу 9 на розділ „Електромагнітна індукція”. На останньому тижні третього модуля за результатами поточної успішності і контрольної роботи студенту виставляється модульна рейтингова оцінка.
Данні методичні вказівки дають змогу студентам планувати свій навчальний процес, орієнтуватися у різних розділах курсу фізики. Перед використанням задач з відповідних циклів студентам пропонуються основні фізичні формули, які вони можуть застосовувати при розв’язанні задач як в аудиторній, так і в самостійній роботі.
Механіка
Лінійне
прискорення
,
-
початкова швидкість. Кутове прискорення
,
де кутова швидкість
,
число
обертів за одиницю часу,
-
початкова кутова швидкість.
Лінійний
шлях
.
Кутовий шлях
,
де
-
загальне число обертів за час
.
Другий
закон Ньютона для поступального руху
.
Другий закон Ньютона для обертального
руху
,
де момент сили
,
-
плече сили.
Момент
інерції диска відносно осі симетрії
,
-
-
маса і
радіус диска. Момент інерції стержня
відносно перпендикулярної осі, що
проходить через середину стержня
,
де
-
довжина стержня.
Кінетична
енергія диска, що котиться, складається
з кінетичної енергії поступального
руху
і
кінетичної енергії
обертального
руху
.
Імпульс
тіла
,
імпульс сили
.
Момент імпульсу
.
Сила
тяжіння
,
де
=9.8
м/с
.
За законом всесвітнього тяжіння
,
де гравітаційна стала
=6.67*10
-Н*м
/кг
.
Якщо на тіло діє сила тяжіння
і
сила натягу
,
рівняння динаміки для прискореного
руху вниз має вигляд
,
а при русі вгору цим рівнянням буде
.
Механічне
напруження
,
де
-
модуль Юнга. Потенціальна енергія
пружно деформованого тіла
.
Молекулярна
фізика і термодинаміка
Рівняння
Менделєєва-Клапейрона
,
універсальна газова стала
8.31
Дж/(моль*К).
Об’єднаний
газовий закон
,
для ізотермічного процесу
const
і
;
для ізобарного процесу
const
і
;
для ізохорного процесу
const
і
.
Густина речовини
.
Кількість молекул газу
,
де число Авогадро
6.02*10
1/кмоль.
Середня
енергія однієї молекули
,
число ступенів вільності
3
(поступальні) для одноатомної молекули,
5
(3 поступальні і 2 обертальні) для
двоатомної молекули,
1.38*10
Дж/К.
Перший
закон термодинаміки
,
елементарна кількість теплоти при
const,
;
при
const,
,
де
-
молярні теплоємності при сталих
і
Зміна
внутрішньої енергії,
,
0
при
const.
Елементарна робота
,
0
при
const.
В адіабатному процесі
0.
К.к.д. ідеальної теплової машини
.
Аналогія між величинами, які характеризують поступальний і обертальний рухи
Фізична величина
|
Поступальний рух (I) |
Обертальний рух (II) |
Зв’язок |
Переміщення Шлях |
лінійне
лінійний
|
кутове
кутовий
|
|
Швидкість
|
лінійна
|
кутова
|
|
Прискорення
|
тангенціальне
|
кутове
нормальне
|
|
Результуюча сила (I) Момент сили (II) |
|
|
|
Швидкість (I) Швидкість (II) |
|
|
|
Шлях (I) Шлях (II) |
|
|
|
Швидкість (I) Швидкість (II)
|
|
|
|
Маса (I) Момент інерції (II)
|
|
|
|
Імпульс (I) Момент імпульсу (II)
|
|
|
|
Другий закон Ньютона |
|
|
|
Імпульс сили (I) Момент імпульсу сили (II) |
|
|
|
Робота (I) Робота (II) |
|
|
|
Потужність (I) Потужність (II) |
|
|
|
Кінетична енергія (I) Кінетична енергія (II) |
|
|
|
Потенціальна енергія
|
П П |
|
|