Введение

Курс физики составляет основу фундаментальной физико-математической подготовки бакалавра и магистра по техническим специальностям, без которой невозможна их успешная деятельность. Целью изучения курса физики являются:

– изучение основных физических явлений, овладение фундаментальными понятиями, законами и теориями классической и современной физики;

– формирование навыков проведения физического эксперимента;

– овладение методами решения конкретных задач из различных областей физики.

Данное методическое пособие содержит методические рекомендации по решению задач и контрольные задания по первой части курса физики, включающей следующие раздела: «Физические основы механики», и «Молекулярная физика и основы термодинамики».

Рекомендации по выполнению и оформлению контрольной работы

В настоящем методическом пособии приводятся основные определения, формулы и примеры решения задач, необходимые для выполнения контрольных работ. Для изучения теоретического материала студент должен познакомиться с соответствующим разделом учебника из приводимого в конце пособия списка рекомендованной литературы.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие правила:

1. Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради, на обложке которой указывается наименование дисциплины, фамилия и инициалы студента, номер варианта.

Номер варианта определяется преподавателем

2. Контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний.

3. Задачу своего варианта переписывать полностью, а заданные физические величины написать отдельно, при этом все числовые величины должны быть переведены в систему СИ.

4. Для пояснения решения задач, где это нужно, аккуратно сделать чертеж.

5. Решение задач и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями.

6. В пояснении к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи.

7. При получении расчетной формулы, которая нужна для решения конкретной задачи, приводить ее вывод.

8. Решение задачи рекомендуется сначала сделать в общем виде, т.е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения.

9. Вычисления следует проводить путем подстановки заданных численных величин в расчетную формулу.

10. Проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность.

11. Константы физических величин и другие справочные данные выбираются из таблиц (см. приложение).

Эта контрольная работа включает десять задач. Номера задач своего варианта выбираются по таблице 1.

Рабочая программа

Введение

Предмет физики. Методы физического исследования: наблюдение, эксперимент, гипотеза теория. Связь физики с другими науками.

Раздел «Физические основы механики»

Пространство, время, движение.

Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представление о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической (ньютоновской) механики. Системы отсчета. Элементы кинематики материальной точки: скорость и ускорение как производные радиус-вектора по времени, нормальное и тангенциальное ускорения. Принцип относительности Галилея. Преобразование координат и времени в классической механике.

Кинематика поступательного и вращательного движе-ния абсолютно твердого тела.

Угловая скорость. Угловое и линейное ускорения. Связь векторов линейной и угловой скорости, линейного и углового ускорения.

Динамические принципы механики .

Масса. Импульс. Определение состояния частицы и системы частиц в классической механике. Уравнения движения классической механики (второй закон Ньютона). Силы. Виды сил. Консервативные силы. Поле как форма материи, осуществляющая взаимодействие между частицами вещества. Фундаментальные взаимодействия и их общая характеристика. Работа силы. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия материальной точки в силовом консервативном поле.

Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела.

Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент импульса и момент силы относительно неподвижной оси вращения. Момент инерции тела. Кинетическая энергия вращающегося тела.

Законы сохранения.

Закон сохранения импульса и его связь с однородностью пространства. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних сил, приложенных к системе. Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Закон сохранения механической энергии и его связь с однородностью времени. Закон сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства.

Колебания и волны.

Общая характеристика колебательных движений. Гармонические колебания. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Пружинный, физический и математический маятники. Энергия гармонических колебаний. Биение. Затухающие колебания. Апериодическое движение. Вынужденные колебания. Амплитуда, частота и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Распространение колебаний в упругой среде. Волновое уравнение. Продольные и поперечные волны и их характеристика. Фазовая скорость и дисперсия волн. Энергия волны. Принцип суперпозиции волн. Интерференция волн. Образование стоячих волн. Волновой пакет. Групповая скорость волн. Отражение волн от границы раздела двух сред.