Министерство образования и науки Российской Федерации

Вологодский государственный университет

ФИЗИКА

Учебные материалы и задания контрольных работ

для студентов всех технических специальностей и направлений бакалавриата заочного отделения

Утверждено редакционно-издательским советом

в качестве учебного пособия

Вологда

2016

УДК

53.(07.072)

ББК 22.3я73

Ф 48

Рецензенты:

В.А. Горбунов, д-р физ.-мат. наук,

профессор Вологодского государственного университета;

А.Г.Дрижук, физ.-мат. наук, засл. учитель РФ,

Учитель физики Вологодского многопрофильного лицея

Ф 48 Физика. Учебные материалы и задания контрольных работ: учебное пособие / сост. С.К. Корнейчук, Л.А. Кузина, О.В. Калиничева, Ш.Р. Мелконян, О.Ю. Штрекерт. – Вологда: ВоГУ, 2016. – 136 с.

В пособии дано содержание курса физики, приведено краткое изложение теоретического материала (основные законы и понятия физики) и задания контрольных работ по всем разделам курса физики: «Физические основы механики», «Гидродинамика. Упругие свойства твёрдых тел. Молекулярная физика. Основы термодинамики», «Электростатика и постоянный ток», «Электромагнетизм», «Волновая оптика. Квантовая физика», «Статистическая физика. Физика твёрдого тела. Строение ядра».

Даны методические рекомендации к выполнению контрольных работ, требования к их оформлению, а также справочный материал.

Пособие рекомендуется студентам всех технических специальностей и направлений бакалавриата заочного отделения.

УДК 53.(07.072)

ББК 22.3я73

Введение

Курс общей физики студенты заочного отделения изучают на первом и втором курсах. Он включает в себя лекционные, практические и лабораторные занятия. Содержание курса изложено в рабочих программах. Рабочие программы курса составлены на основе требований Государственного стандарта для рассматриваемых специальностей. В программах указаны тематика лекций, темы практических занятий, список лабораторных работ.

Контроль знаний осуществляется при защите контрольных работ, в виде отчётов по проделанным лабораторным работам, а также в виде зачётов и экзаменов.

Учебное пособие содержит краткий теоретический курс общей физики, разработанный в соответствии с рабочими программами технических специальностей заочного отделения, список задач для каждой темы курса, справочные данные и библиографический список.

Необходимые материалы также имеются в библиотеке, на сайте кафедры физики www.physics.vstu.edu.ru и портале дистанционного образования ВоГУ http://do.vogu35.ru/ .

Содержание курса

Раздел 1. Физические основы механики

Кинематика поступательного и вращательного движения материальной точки. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Виды сил. Импульс. Закон сохранения импульса. Работа. Мощность. Энергия. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия; её связь с консервативной силой. Закон сохранения энергии.

Динамика вращательного движения. Момент силы. Момент инерции. Теорема Штейнера. Момент импульса. Основное уравнение динамики вращательного движения. Второй закон Ньютона для вращательного движения в импульсной форме. Закон сохранения момента импульса. Работа при вращательном движении. Кинетическая энергия твердого тела.

Понятие о колебательных процессах. Механические колебания. Смещение, скорость, ускорение материальной точки, совершающей гармонические колебания. Амплитуда. Период. Частота, циклическая частота. Маятники: физический, математический, пружинный и крутильный. Энергия гармонического осциллятора. Сложение гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний; затухающих колебаний. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность колебательной системы. Вынужденные колебания. Резонанс.

Понятие волны. Продольные и поперечные волны. Уравнение волны. Скорость распространения волн.

Раздел 2. Гидродинамика. Упругие свойства твёрдых тел. Молекулярная физика. Основы термодинамики

Механика сплошных сред: давление, закон Паскаля, закон Архимеда. Идеальная жидкость. Уравнение неразрывности. Объёмный расход. Уравнение Бернулли. Течение вязкой жидкости. Закон Ньютона для вязкого трения. Формула Пуазейля. Закон Стокса. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса.

Упругие свойства твёрдых тел. Механическое напряжение. Относительная деформация. Коэффициент Пуассона. Закон Гука в локальной (дифференциальной) форме. Закон Гука для деформации сдвига, для деформации кручения. Потенциальная энергия и объёмная плотность энергии упруго деформированного тела.

Молекулярная физика. Основные понятия: относительная атомная масса, молекулярная масса, количество вещества, молярная масса, концентрация частиц. Закон Авогадро. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона). Закон Дальтона.

Основы термодинамики. Термодинамический метод. Макроскопические параметры. Первое начало термодинамики. Теплоёмкость. Внутренняя энергия. Изопроцессы. Циклы. КПД тепловой машины. Обратимые и необратимые тепловые процессы. Тепловые двигатели. Цикл Карно. Второе начало термодинамики. Энтропия.