Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Ивановский государственный энергетический университет

имени В. И. Ленина"

Кафедра физики

МЕХАНИКА

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ПО ФИЗИКЕ №1

Иваново 2004 г

Составители: Е.В. СМЕЛЬЧАКОВА

В.Х. КОСТЮК

Н.Г.ДЕМЬЯНЦЕВА

Редактор: М. Н. ШИПКО

Задание предназначено для обеспечения самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения. Даны методические указания по выполнению расчетно-графического задания №1 (раздел "Механика"). Приведены типичные примеры решения задач.

Утверждены цикловой методической комиссией ИФФ

Рецензент

кафедра физики ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университета имени В.И.Ленина"

МЕХАНИКА

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ПО ФИЗИКЕ №1

Методические указания

Составители: Смельчакова Елена Владимировна

Костюк Владимир Харитонович

Демьянцева Наталья Григорьевна

Редактор Н.С. Работаева

Лицензия ИД № 05285 от 4 июня 2001 года

Подписано в печать

Формат 6084 1/16. Печать плоская. Усл. печ. л. 3,26

Тираж 400 экз. Заказ

ГОУВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина"

153003, г.Иваново, ул. Рабфаковская, 34.

Отпечатано в РИО ИГЭУ

Общие методические указания по выполнению расчетно-графического задания (контрольных работ)

1. Контрольные работы следует представить до экзаменационной сессии.

2. Номера задач, которые студент должен включить в свою контрольную работу, необходимо определить по таблицам вариантов.

3. В контрольной работе нужно привести сведения о студенте по следующему образцу:

Студент факультета заочного обучения ИГЭУ

Киселёв А. В.

Шифр 257320

Адрес: Ивановская обл., г. Тейково,

ул. Любимова, 2, кв. 5

Контрольная работа 1 по физике

4. Условия задач в контрольной работе надо переписать полностью, без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради следует оставлять поля.

5. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить её на повторную рецензию, включив в неё те задачи, решения которых оказались неверными. Повторную работу необходимо представить вместе с незачтённой.

6. Зачтённые контрольные работы нужно предъявить экзаменатору. Студент должен быть готов во время экзамена дать пояснения по существу решения задач, входящих в контрольные работы.

7. Решения задач следует сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями; в тех случаях, когда это возможно, дать чертёж, выполненный с помощью чертёжных принадлежностей.

8. Решать задачу надо в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. При таком способе решения не производятся вычисления промежуточных величин.

9. После получения расчётной формулы для проверки правильности её следует подставить в правую часть формулы вместо символов величин обозначения единиц этих величин, произвести с ними необходимые действия и убедиться в том, что полученная при этом единица соответствует искомой величине.

10. Числовые значения величин при подстановке их в расчётную формулу следует выражать только в единицах СИ.

11. При подстановке в расчётную формулу, а также при записи ответа числовые значения величин следует записывать как произведение десятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на соответствующую степень десяти. Например, вместо 3520 надо записать 3,5210³, вместо 0,00129 записать 1,2910^-3и т.п.

Программа по общему курсу физики раздел «Механика». Кинематика

Предмет физики. Методы физического исследования. Связь между физикой и техникой. Связь физики с математикой и другими науками. Международная система единиц. Физические основы механики. Предмет механики. Разделы механики. Механическое движение и его относительность. Система координат и система отсчёта. Инерциальные системы отсчёта. Механический принцип относительности. Преобразование Галилея. Кинематика материальной точки. Понятие траектории. Уравнение движения. Вектор перемещения. Путь. Скорость. Относительность скорости. Классический закон сложения скоростей. Равномерное прямолинейное движение. Ускорение. Касательное и нормальное ускорения. Движение точки по окружности. Угловое смещение, угловая скорость. Равномерное движение точки по окружности. Число оборотов, частота и период вращения. Угловое ускорение. Равнопеременное движение точки по окружности. Связь между линейными и угловыми кинематическими величинами. Поступательное и вращательное движение твёрдого тела.

Динамика материальной точки

Первый закон Ньютона. Импульс частицы – векторная мера механического движения. Понятие силы. Второй закон Ньютона. Масса – мера инертности частицы. Интегральная форма основного закона механики. Действие силы во времени. Понятие момента силы. Принцип независимости действия силы. Понятие о равнодействующей. Действие силы в пространстве. Кинетическая энергия – скалярная мера механического движения. Понятие работы как формы передачи кинетической энергии. Теорема кинетической энергии. Формула работы. Понятие мощности. Понятие момента силы относительно точки. Момент импульса материальной точки. Теорема о моменте импульса.

Классификация взаимодействий

Фундаментальные и нефундаментальные законы взаимодействия. Консервативные и неконсервативные взаимодействия. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения. Масса – мера тяготения. Поле тяготения Земли. Понятие силы тяжести и веса тела. Эквивалентность «инертной» и «тяжёлой» массы частицы (тела). Работа силы тяжести. Потенциальная энергия тяготения. Силы трения. Внешнее и внутреннее трение. Трение покоя, скольжения и качения. Вязкое трение. Силы сопротивления. Силы упругих деформаций. Виды деформаций. Закон Гука для упругих деформаций. Потенциальная энергия упругих деформаций.

Динамика системы материальных точек (частиц)

Импульс системы материальных точек. Закон сохранения импульса системы материальных точек. Третий закон Ньютона. Кинематическое определение инертной массы. Центр инерции системы материальных точек. Закон аддитивности массы. Основной закон механики системы материальных точек. Механическая энергия системы частиц – скалярная мера механического движения и взаимодействия частиц. Кинетическая энергия системы частиц. Потенциальная энергия взаимодействия частиц. Закон сохранения механической энергии. Теорема о потенциальной энергии. Связь между силой и потенциальной энергией. Потенциальные кривые. Финитное и инфинитное движение.

Динамика вращательного движения твёрдого тела

Кинетическая энергия вращения твёрдого тела. Понятие момента инерции относительно оси вращения. Момент инерции различных тел (стержень, цилиндр, диск, шар) относительно оси вращения, проходящей через центр масс. Теорема Штейнера. Понятие момента силы относительно оси вращения. Работа момента силы. Понятие момента импульса тела относительно неподвижной оси вращения. Закон сохранения момента импульса тела и изотропность пространства.

Колебания

Гармонические колебания. Амплитуда, фаза, частота и период колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Пружинный, математический и физический маятники. Энергия гармонических колебаний. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Декремент затухания. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы. Явление резонанса.

Элементы специальной теории относительности (СТО). Постулаты теории относительности. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности. Релятивистские эффекты замедления времени, сокращения длин. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистская динамика. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Зависимость массы от скорости. Эквивалентность энергии и массы. Связь между импульсом и энергией в СТО. Граница применимости классической механики.