4. Содержание и структура дисциплины

№ п/п

Наименование раздела

Лекции (час)

Практика (час)

Лабора-торные занятия (час)

СРС (час)

Всего (час)

Форма текущего контроля успеваемости

1.

Механика.

1.1

Введение.

Физика в системе естественных наук. Физика и научно-технический прогресс. Роль физики в образовании. Общая структура и задачи дисциплины

«Физика».

0,5

0,5

Кинематика поступательного движения.

Пространство и время в механике Ньютона. Основные характеристики криволинейного движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение.

1,5

4

6

11,5

Тестиро-вание

1.2

Динамика поступательного движения. Закон сохранения импульса.

Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Масса, импульс, сила. Уравнение движения материальной точки. Понятие замкнутой системы. Закон сохранения импульса. Центр масс механической системы, закон движения центра масс. Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского.

3

2

4

5

14

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

1.3

Механическая энергия.

Сила, работа и потенциальная энергия, связь между силой и потенциальной энергией. Консервативные и неконсервативные силы. Работа и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил. Столкновение тел.

2

1,5

2

5,5

11

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

1.4

Кинематика и динамика вращательного движения.

Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением.

Момент силы. Уравнение моментов. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращательного движения твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела с закрепленной осью вращения. Момент импульса тела. Закон сохранения момента импульса. Гироскопические силы. Гироскопы и их применение в технике.

2

3

2

4

11

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

1.5

Элементы динамики сплошных сред.

Общие свойства жидкостей и газов. Стационарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Идеально упругое тело. Упругие напряжения и деформации. Закон Гука. Модуль Юнга.

0,5

2

2,5

5

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

1.6

Релятивистская механика.

Принцип относительности Галилея. Постулаты специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна. Относительность одновременности и преобразования Лоренца. Парадоксы релятивистской кинематики: сокращение длины и замедление времени в движущихся системах отсчета. Преобразования скоростей в релятивистской кинематике. Релятивистский импульс. Взаимосвязь массы и энергии в СТО. Сохранение релятивистского импульса. Релятивистская энергия.

2

1

1

4

Тестиро-вание, написание реферата

2.

Механические колебания.

Примеры колебательных движений различной физической природы. Гармонические колебания: амплитуда, частота и фаза колебаний. Кинематическая и векторная форма представления колебаний. Идеальный гармонический осциллятор. Уравнение идеального осциллятора и его решение. Свободные затухающие колебания. Вынужденные колебания. Время установления вынужденных колебаний и его связь с добротностью. Сложение колебаний. Векторное описание сложения колебаний. Биения, фигуры Лиссажу. Разложение и синтез колебаний, понятие о спектре колебаний. Связанные колебания.

Волновое движение. Уравнение волны в газах, жидкостях и твердых телах. Плоская механическая волна. Длина волны, волновое число, фазовая скорость. Одномерное волновое уравнение.

4

2

4

5

15

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

Тестиро-вание

3.

Статистическая физика и термодинамика.

Статистический и термодинамический методы. Термодинамические параметры. Равновесные и неравновесные состояния и процессы.

0,5

0,5

3.1

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ).

Макроскопическое состояние. Макроскопические параметры как средние значения микроскопических параметров. Модель идеального газа. Законы идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Давление гага с точки зрения МКТ. Основное уравнение МКТ. Среднеквадратичная скорость молекул. Распределение Максвелла для молекул и проекций скорости молекул идеального газа, экспериментальное обоснование распределения Максвелла. Распределение Больцмана и барометрическая формула. Наиболее вероятная, арифметическая скорости молекул. Определение числа Авогадро методом Перрена.

3,5

2

4

5

15

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

3.2

Элементы физической кинетики.

Число столкновений и длина свободного пробега молекул идеального газа. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Броуновское движение. Эмпирические уравнения переноса: Фика, Фурье, Ньютона. Релаксация к состоянию переноса.

1

2

3

6

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

3.3

Феноменологическая термодинамика.

Термодинамическое равновесие и температура. Внутренняя энергия. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Уравнение Майера. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти. Адиабатический процесс, политропический процесс и его частные случаи, обратимые и необратимые процессы. Преобразование теплоты в механическую работу. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия. Энтропия и ее статистический смысл. Энтропия как количественная мера хаотичности. Второе начало термодинамики. Теорема Нернста.

Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическая изотерма. Эффект Джоуля-Томсона.

4

2

4

5

15

Тестиро-вание, защита лабора-торных работ

Итого:

24

18

24

42

108

Вид учебной работы

Всего

часов

Семестры

1

2

3

Аудиторные занятия

Лекции

78

24

24

30

Практические занятия (ПЗ)

48

18

16

14

Семинары (С)

Лабораторные работы (ЛР)

68

24

20

24

Всего

194

66

60

68

Промежуточная аттестация

Экзамены

36

36

Зачеты

9

Самостоятельная работа студентов

Проработка лекционного материала

72

Подготовка к лабораторным занятиям

61

Подготовка к практическим занятиям

60