Лекции:

Лек/

нед.

Дата

Тема

Источники

1/ 1

I Физические основы механики

1 Введение. Кинематика материальной точки и твердого тела

Предмет физики и методы исследования. Физика и техника. Задачи курса физики во втузе. Механическое движение как простейшая форма движения материи. Пространство и время. Модели в механике. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Кинематические уравнения движения. Уравнение траектории. Скорость и ускорение как производные от радиус-вектора по времени. Тангенциальное и нормальное ускорения. Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость. Угловое ускорение.

Л. 1, 3, 4, 17

2/2

2 Динамика материальной точки и системы материальных точек

Основная задача динамики. Понятие состояния в классической механике. Первый закон Ньютона – закон инерции. Инерциальные системы отсчета. Масса и импульс. Сила. Второй закон Ньютона. Уравнение динамики материальной точки. Механическая система. Внешние и внутренние силы. Третий закон Ньютона. Центр масс механической системы и закон его движения.

Л.1, 3, 4, 17

3/3

3 Динамика вращательного движения твердого тела

Момент силы и момент импульса. Уравнение моментов для материальной точки. Уравнение моментов для механической системы. Уравнение моментов - основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела вокруг оси. Момент инерции. Теорема Штейнера. Плоское движение твердого тела.

Л.1, 3, 4, 17

4/4

4 Энергия и работа

Энергия как универсальная мера всех форм движения и взаимодействия. Работа силы. Мощность. Кинетическая энергия частицы и системы частиц. Связь кинетической энергии системы с работой действующих на нее сил. Кинетическая энергия и работа при вращении твердого тела. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия частицы и связь ее с силой поля. Потенциальная энергия системы частиц. Полная механическая энергия частицы и системы частиц. Закон изменения полной механической энергии.

Л.1, 3, 4, 17

5/5

5 Законы сохранения в механике

Замкнутая система тел. Закон сохранения импульса. Закон сохранения момента импульса. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения и превращения энергии. Законы сохранения как следствие симметрии пространства и времени.

Механический принцип относительности и преобразования Галилея.

Л.1, 3, 4, 17

6/6

6 Элементы специальной теории относительности и релятивистской динамики

Постулаты специальной теории относительности (СТО). Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца: относительность понятия одновременности; Лоренцево сокращение; релятивистский закон сложения скоростей. Пространственно-временной интервал. Инварианты преобразований Лоренца.

Релятивистское преобразование импульса. Основное уравнение релятивистской динамики. Релятивистское преобразование кинетической энергии. Полная энергия и энергия покоя. Выражение полной энергии через импульс. Взаимосвязь массы и энергии покоя.

Л.1, 3, 4, 17

7/7

II Статистическая физика и термодинамика

7 Статистические распределения

Статистический и термодинамический методы исследования. Вероятность. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Число степеней свободы. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул. Внутренняя энергия идеального газа.

Л.1, 3, 4, 17

8/8

8 Основы термодинамики

Обратимые и необратимые тепловые процессы. Тепловые машины и их КПД. Цикл Карно. Теоремы Карно. Энтропия и ее свойства. Второе начало термодинамики. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Связь энтропии с вероятностью состояния. Энтропия открытой нелинейной системы. Самоорганизующиеся системы.

Л.1, 3, 4, 17

9/9

9 Явления переноса в неравновесных термодинамических системах

Общая характеристика явлений переноса. Феноменологические уравнения явлений переноса. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега. Молекулярно-кинетическая теория явлений переноса в газах: теплопроводности, вязкого трения, диффузии. Коэффициенты переноса.

Л.1, 3, 4, 17

10/ 10

III Электростатика. Постоянный ток

10 Электростатическое поле в вакууме

Предмет классической электродинамики. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле. Основная задача электростатики. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее применение для расчета напряженности электростатического поля. Работа электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Потенциал. Связь потенциала с напряженностью электростатического поля.

Л.2, 3, 4, 17

11/ 11

11 Диэлектрики в электростатическом поле

Типы диэлектриков. Связанные заряды. Поляризованность. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектриках. Диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость вещества. Вектор электрического смещения D. Условия на границе раздела двух диэлектриков.

Л.2, 3, 4, 17

12/ 12

12 Проводники в электростатическом поле

Распределение заряда на проводнике. Электрическое поле в проводнике. Условия на границе проводник-вакуум. Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электрического поля.

Л.2, 3, 4, 17

13/

13

13 Постоянный электрический ток

Общие характеристики и условия существования электрического тока. Стационарное электрическое поле. Уравнение непрерывности. Классическая электронная теория электропроводности металлов и границы ее применимости. Законы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.

14/

14

IV Магнетизм

14 Магнитное поле в вакууме

Взаимодействие токов. Вектор магнитной индукции. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа. Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Расчеты магнитных полей простейших систем. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Л.1, 3, 4, 17

15/

15

15 Магнитное поле в веществе

Типы магнетиков. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Условия на границе раздела двух магнетиков.

Л.2, 3, 4, 17

№ зан. /нед

Дата

Тема

Источники

1/

Кинематика материальной точки и твердого тела.

•Кинематические уравнения движения материальной точки и твердого тела. •Перемещение, скорость, ускорение. •Вращательное движение твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь линейных и угловых величин. •Основная задача кинематики и методы ее решения.

[10] № 1-8, 1-15, 1-34, 1-39; [12] № 1.30, 1.41.

Л. 1, С. 11–33, 94-98;

17, С. 4-9.

2/

Основная задача динамики и методы ее решения для материальной точки, системы частиц и твердого тела.

• Второй закон Ньютона как основное уравнение динамики материальной точки. • Уравнение движения для центра масс системы частиц. • Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Момент силы, момент инерции.

[10] №№ 2-6, 2-10, 2-18, 2-44; [12] № 2.5, 2.17, 2.24, 2.45.

Л. 1, С. 34–54, 99-107;

17, С. 10-14.

3/

Механическая энергия и работа. Мощность.

• Работа переменной силы. Мощность. • Полная механическая энергия как сумма кинетической и потенциальной энергий. • Связь работы и энергии.

[10] №№ 2-59, 2-67, 2-84, 3-40, 3-53.

Л. 1, С. 60-78;

17, С.14-16.

4/

Законы сохранения импульса, момента импульса и энергии как инструмент физического исследования.

•Закон сохранения импульса. Упругое и неупругое столкновение. •Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. •Закон сохранения энергии в механике. •Общефизический закон сохранения энергии.

[10] № № 2-38, 2-73, 2-75, 2-79, 3-36.

Л. 1, С. 79-92, 108-116;

17, С. 14-16.

5/

Статистические распределения Максвелла и Больцмана. Средние скорости молекул.

• Физический смысл функций распределения. Распределение Максвелла молекул газа по скоростям. • Наиболее вероятная, средняя арифметическая и среднеквадратичная скорости молекул. • Распределение Больцмана для частиц в потенциальном поле сил. • Закон о равнораспределении энергии молекул по степеням свободы.[10] № № 9-20, 9-25, 10-1, 10-17, 10-36.

Л. 1, С. 250-266, 222-226;

17, С. 21-25.

6/

Первое и второе начала термодинамики. Энтропия.

• Теплота и работа как мера изменения энергии. Теплоемкость. • Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеального газа. • Энтропия. Вычисление энтропии. •Цикл Карно. КПД теплового двигателя.

[10] №№ 10-17, 11-43, 11-46, 11-30; [13] № № 8.12, 8.29, 8.23.

Л. 1, С. 227-245, 289-307;

17, С. 25-27.

7/

Контрольная работа № 1

8/

Основная задача электростатики и методы ее решения для расчета электростатического поля в вакууме.

• Напряженность и потенциал электрического поля. Принцип суперпозиции. • Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. • Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Связь напряженности и потенциала. • Теорема о циркуляции вектора напряженности.

[10] №№ 14-7, -9, -12, -16, -27; 15-2, -22, -39.

Л. 2, С. 14-23, 27-42.

17, С. 34-37.

9/

Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Энергия электрического поля.

• Проводник в электростатическом поле. Электростатическая индукция. • Поляризация диэлектриков. Теорема Гаусса для электрического поля в среде. Условия на границе раздела двух диэлектриков. • Электроемкость проводника, конденсатора. • Энергия заряженного проводника, конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.

[10] №№ 17-4, -5, -11; 18-4, -11, 17.

Л. 2, С.55-93.

17, С.37-42.

10/

Постоянный электрический ток и его характеристики. Законы постоянного тока.

• Электрический ток. Условия существования тока. Сила и плотность тока. Закон Ома в дифференциальной форме. • Обобщенный закон Ома. Физический смысл разности потенциалов, ЭДС, напряжения. • Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах. КПД источника тока.

[10] №№ 19-2, -12, -17, -27, -30, -33.

Л. 2, С. 95-103, 105-106.

17, С. 42-47.

11/

Основная задача магнитостатики и методы ее решения для расчета магнитного поля в вакууме и в веществе.

• Вектор магнитной индукции. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции. • Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции и ее применение к расчету магнитных полей токов.

[10] №№ 21-8, -17, -30, -32; [13] №№ 16.6, 16.9.

Действие магнитного поля на токи и движущиеся заряженные частицы.

• Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле. • Магнитный поток. • Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

[10] №№ 23-7, -23; 22-3; 25-5, 24-12;

[13] №№ 16.42,16.50.

Л. 2, С. 127-153.

17, С. 48-52.

12/

Контрольная работа № 2