Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
А.В. Закарлюка
Методические указания для практических занятий с использование эок и требования к их выполнению
Красноярск 2017
Оглавление
Введение. 3
Основные физические формулы. 4
1. КИНЕМАТИКА 4
2. ДИНАМИКА. 5
3. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ. 7
4. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ТЕРМОДИНАМИКА. 7
5. ЭЛЕКТРОСТАТИКА. 10
6. ПОСТОЯННЫЙ ТОК. 11
7. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. 12
8. КОЛЕБАНИЯ. ВОЛНЫ. 12
9. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА. 15
Примеры решения задач. 17
1. Механика. 17
2. Молекулярная физика. 30
3. Электродинамика. 32
4. Колебания и волны. 52
5. Квантовая физика. 55
Литература 57
Введение.
Предлагаемые методические указания предназначены для практических занятий по «Адаптационному курсу физики». Предлагается использовать методические указания при решении тестовых задач, расположенных в ЭОК, и при решении задач в рабочей тетради. Это учебное пособие содержит основные формулы, описывающие основные физические явления и закономерности, с подробным описанием физических символов, которые в них входят, и примеры решения задач по физике.
Предлагается следующая последовательность работы с учебным пособием.
1. Прочитать условие задачи и решить, какое физическое явление описывается в данной задаче;
2. Выбрать формулу, описывающую это физическое явление;
3. Найти аналогичную задачу из предложенных разобранных примеров;
4. Решить свою задачу согласно примеру, выполнив при этом все преобразования и расчёты;
5. Оформить решение задачи в рабочей тетради, согласно приведённым примерам.
Данная последовательность носит рекомендательный характер. Если студент может решать задачи самостоятельно и без применения специальных учебных пособий, то это только приветствуется. Цель использования этого пособия состоит в том, чтобы студент мог обходиться без помощи методических указаний при решении физических задач.
Основные физические формулы.
1. Кинематика
1.
Относительность движения.
.
υабс – скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта, υотн – скорость тела относительно подвижной системы отсчёта, u – скорость подвижной системы отсчёта.
2.
Произвольное движение:
;
;
;
;
;
;
.
– модуль
перемещения, x,
y
– конечные координаты, x0,
y0
– начальные координаты, υср
– средняя скорость, t
– время,
– мгновенная скорость в момент времени
t,
,
ds,
dt
– дифференциалы перемещения, пути и
времени,
,
– производная перемещения и пути,
– мгновенное ускорение, aτ
– тангенциальное ускорение, an
– нормальное ускорение,
3.
Движение с постоянным по величине и
направлению ускорением, разложение
движения по направлениям (
):
;
;
;
;
.
υ0 – начальная скорость, β – угол между вектором скорости υ и проекцией вектора скорости υx на ось X.
Частные случаи:
3а)
Если
,
(равномерное
движение вдоль прямой линии):
;
.
3б)
Если
или
(равноускоренное или равнозамедленное
движение вдоль прямой линии):
;
;
;
;
.
3в)
Если
(горизонтальный бросок в поле тяжести
Земли, движение тела по параболе):
;
;
.
g – ускорение свободно падения, h – высота начального положения тела над поверхностью Земли, ℓ – дальность броска (полёта), υ1 – скорость тела в момент времени t1.
3г)
Если
и
– угол между
(бросок
под углом к горизонту, движение тела по
параболе):
;
;
.
t – время полёта, hmax – максимальная высота полёта, ℓ – дальность полёта.
4. Равномерное движение по окружности:
;
;
;
;
;
;
.
ν – частота (количество оборотов за 1 секунду), N – количество оборотов, t – время вращения, T – период обращения (время одного полного оборота), υ – скорость движения по окружности, R – радиус окружности, ω – циклическая частота или угловая скорость вращения, φ – угол поворота, aцс – центростремительное ускорение или нормальное ускорение.