МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

В.К. Ли-Орлов, Н.Г. Демьянцева

Физика в задачах Механика

Учебное пособие

Иваново 2002

УДК 531

Л 55

Ли-Орлов В.К., Демьянцева Н.Г. Физика в задачах. Механика: Учеб. пособие / Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново, 2001. – 116 с. ISBN

Основы физики раскрываются на примерах решения физических задач. В первую очередь пособие предназначено для студентов младших курсов очной и заочной форм обучения, но может представлять интерес и для студентов старших курсов.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Ивановского государственного энергетического университета

Научный редактор

В.Х. Костюк

Рецензенты:

В.В. Смирнов (ИВГУ);

С.В.Смородин (ИГХТУ)

ISBN Ó В.К. Ли-Орлов,

Н.Г. Демьянцева,

2002

Предисловие

В предлагаемом учебном пособии основы физики раскрываются на примерах решения физических задач.

Степень понимания физических законов, принципов, моделей и абстракций проявляется в умении применять их для анализа конкретной физической ситуации, т.е. при решении задач. Поэтому решение физических задач является необходимым элементом физического образования.

Большинство студентов испытывает затруднения, связанные с анализом физической ситуации, выбором физической модели (приближения) и пути решения задачи. К преодолению этих трудностей и призвано предлагаемое пособие.

Однако это не единственная цель, которую ставили перед собой авторы. Должна существовать и “обратная связь” между задачами и физическими явлениями. Каждая задача – это повод для серьезного размышления: о сути физических явлений и их взаимосвязи, о фундаментальности и границах применимости физических законов, об оценке масштабов физических величин, о практическом применении физических явлений и т.п.

Физика – точная наука, физические законы обычно выражаются на языке математических уравнений. Но знание физики не сводится только к знанию законов и умению решать уравнения, важно понимать сущность физических явлений. Это понимание вырабатывается при решении различного типа задач – от качественных до проблемных.

Одна из целей предлагаемого пособия – ознакомить студентов с известными общими, а также с нестандартными методами решения задач.

Подбор задач в пособии определяется, кроме того, целью оказать помощь в изучении разделов физики, вынесенных на самостоятельное изучение.

Рассматриваемые задачи представлены таким образом, чтобы была ясна последовательность логических действий. Промежуточные математические преобразования, решения уравнений (систем уравнений), как правило, опущены. Конечные результаты представлены в общей или обобщенной форме, даются численные ответы.

Чтобы научиться решать задачи, недостаточно прочитать учебное пособие. В каждой задаче необходимо стараться осмыслить физические идеи, лежащие в основе решения, понять обоснованность применения законов, принципов физики и физических моделей. Настоятельно рекомендуем самостоятельно восстановить все опущенные преобразования, решения уравнений и провести численный расчет с необходимой точностью. Постарайтесь ответить на поставленные вопросы и привести аргументы, обосновывающие используемые при решении положения. Учитесь контролировать промежуточные и окончательные результаты, проверяя их размерность, и применять различные методы контроля: предельный переход, очевидные частные случаи, проверку решения на симметрию, правдоподобность численного ответа и т.п. С этой целью в пособии предлагаются задачи для самостоятельного решения, а в некоторых задачах проблема только обозначена. Постарайтесь проанализировать физическую ситуацию, выберите модель (приближение), найдите решение и исследуйте его.

Пособие в первую очередь предназначено студентам младших курсов очной и заочной форм обучения, но может представлять интерес и для студентов старших курсов.

Преподаватели могут использовать пособие для организации самостоятельной и индивидуальной работы студентов, контроля знаний различного уровня (ТК, ПК, курсовые и завершающий экзамены).