Тема Кинематика прямолинейного движения
Задачи механики. Модель материальной точки и абсолютно твердого тела. Способы описания движения материальной точки. Кинематика прямолинейного движения.
Тема 2. Кинематика криволинейного движения. Тангенциальное, нормальное и полное ускорение. Основные виды движения твердого тела. Вращение тела вокруг неподвижной оси. Угловые кинематические величины.Тема 3. Основы динамики.
Задачи динамики. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Преобразования Галилея и механический принцип относительности.
Тема 4. Силы в механике.Типы взаимодействия. Силы трения скольжения, качения, вязкого сопротивления. Деформации, силы упругости, закон Гука. Силы реакции.
Тема 5. Законы сохранения импульса.Законы сохранения и свойства пространства и времени. Замкнутые и незамкнутые системы. Импульс и законы сохранения импульса. Центр масс систем. Движение тел переменной массы.
Тема 6. Законы сохранения энергии и момента импульса.Работа и кинетическая энергия. Консервативные и диссипативные силы. Закон сохранения энергии в механике. Момент импульса, закон сохранения момента импульса.
Тема 7. Динамика абсолютно твердого тела.
Основное уравнение динамики вращательного движения. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции и примеры его вычисления. Теорема Штейнера.
Тема 8. Плоское движение твердого тела.
Кинетическая энергия вращающегося твердого тела и тела, совершающего плоское движение. Качение тела по наклонной плоскости. Гироскоп. Прецессия гироскопа.
Тема 9. Динамика движения в неинерциальных
Закон преобразования ускорения при переходе к неинерциальным системам отсчета. Кориолисово и осестремительное ускорения. Основное уравнение динамики в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции и их особенности. Законы сохранения в неинерциальных системах отсчета.
Тема 10. Тяготение.
Законы Кеплера. Законы всемирного тяготения. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия тел. Движение в центрально симметричном гравитационном поле.
Тема 11. Механические колебания.
Колебания и их классификация. Краткие сведения о комплексных числах. Свободные гармонические колебания. Физический и математический маятники.
Тема 12. Затухающие и вынужденные колебания.
Затухающие колебания. Декремент затухания и добротность. Вынужденные колебания, их особенности. Резонанс.
Тема 13. Сложение колебаний.
Сложение колебаний с одинаковой частотой. Векторная диаграмма. Биения, период биений. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Тема 14. Волновые процессы в упругой среде.
Волны и их характеристики. Уравнение бегущей волны и ее характеристики. Плоские волны. Волновое уравнение.
Тема 15. Скорость распространения и энергия волны
в упругой среде.
Скорость распространения волны в упругой среде. Энергия волны в упругой среде. Вектор Умова-Пойнтинга. Стоячие волны и их особенности.
Тема 16. Элементы механики жидкости и газа.
Свойства жидкостей и газов; законы гидростатики. Уравнение неразрывности. Теорема Бернулли и ее следствия. Течение жидкости по круглым трубам; формула Пуазейля.
Тема 17: Элементы релятивистской механики.
Постулаты СТО и их следствия. Преобразования Лоренца. Закон сложения скоростей Эйнштейна Элементы релятивистской механики.
Раздел 2. Молекулярная физика
Тема 1. Молекулярно-кинетические представления о веществе.
Задачи предмета “Молекулярная физика” и модель физического тела. Основные положения МКТ и их анализ. Модель идеального газа. Статистический и термодинамический способы описания.
Тема 2. Идеальный газ, законы идеального газа. Давление. Основное уравнение МКТ. Температура и ее молекулярно-кинетический смысл. Уравнение состояния и законы идеального газа. Тема 3. Распределение Больцмана и Максвелла.Барометрическая формула и распределение Больцмана. Распределение скоростей по Максвеллу. Характерные скорости распределения Максвелла. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
Тема 4. Основные понятия и задачи термодинамики.
Задачи термодинамики. Внутренняя энергия и ее свойства. Работа и теплота. Теплоемкость.
Тема 5. Первое начало термодинамики.
Первое начало термодинамики. Теплоемкость идеального газа. Закон Майера. Применение первого начала к изопроцессам в идеальном газе. Уравнение адиабаты и политропы.
Тема 6. Второе начало термодинамики.
Тепловые машины и их КПД. Второе начало термодинамики. Формулировки Томсона и Клаузиуса. Теорема Карно. Цикл Карно. К.п.д. цикла Карно. Неравенство Клаузиуса.
Тема 7. Энтропия.
Энтропия как функция состояния. Закон возрастания энтропии. Изменение энтропии идеального газа. Статистический смысл энтропии.
Тема 8. Реальные газы.
Уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов. Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и их анализ. Критическое состояние вещества. Внутренняя энергия и теплоемкость газа Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля-Томсона.
Тема 9. Поверхностные явления.
Термодинамика поверхностного натяжения. Условия равновесия на границах раздела. Давление под искривленной поверхностью. Капиллярные явления.
Тема 10.Процессы переноса.
Причина процессов переноса. Общее уравнение процессов переноса в газах. Вязкость газов. Теплопроводность. Диффузия. Связь коэффициентов процесса переноса.
по курсу “ Механика и молекулярная физика”
для студентов 1 курса специальности АСОИ (ФЗО)
Задачи механики. Модель материальной точки и абсолютно твердого тела.
Способы описания движения материальной точки.
Кинематика прямолинейного движения.
Тангенциальное, нормальное и полное ускорение. Основные виды движения твердого тела. Вращение тела вокруг неподвижной оси. Угловые кинематические величины.Задачи динамики. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
Преобразования Галилея и механический принцип относительности.
Силы трения скольжения, качения, вязкого сопротивления.
Деформации, силы упругости, закон Гука.
Законы сохранения и свойства пространства и времени.
Замкнутые и незамкнутые системы.
Импульс и законы сохранения импульса.
Центр масс систем. Движение тел переменной массы.
Работа и кинетическая энергия.
Консервативные и диссипативные силы.
Закон сохранения энергии в механике.
Момент импульса, закон сохранения момента импульса.
Основное уравнение динамики вращательного движения.
Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.
Момент инерции и примеры его вычисления.
Кинетическая энергия вращающегося твердого тела и тела, совершающего плоское движение.
Качение тела по наклонной плоскости.
Гироскоп. Прецессия гироскопа.
Закон преобразования ускорения при переходе к неинерциальным системам отсчета.
Кориолисово и осестремительное ускорения.
Основное уравнение динамики в неинерциальных системах отсчета.
Силы инерции и их особенности.
Законы сохранения в неинерциальных системах отсчета.
Законы всемирного тяготения.
Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия тел.
Движение в центральносимметричном гравитационном поле.
Колебания и их классификация.
Свободные гармонические колебания.
Физический и математический маятники.
Затухающие колебания. Декремент затухания и добротность.
Вынужденные колебания, их особенности. Резонанс.
Сложение колебаний с одинаковой частотой. Векторная диаграмма.
Биения, период биений
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
Волны и их характеристики.
Уравнение бегущей волны и ее характеристики
Плоские волны. Волновое уравнение.
Скорость распространения волны в упругой среде.
Энергия волны в упругой среде.
Стоячие волны и их особенности
Свойства жидкостей и газов; законы гидростатики
Теорема Бернулли и ее следствия.
Течение жидкости по круглым трубам; формула Пуазейля
Постулаты СТО и их следствия
Преобразования Лоренца. Закон сложения скоростей Эйнштейна
Элементы релятивистской механики
Задачи предмета “Молекулярная физика” и модель физического тела.
Основные положения МКТ и их анализ.
Модель идеального газа.
Статистический и термодинамический способы описания.
Давление. Основное уравнение МКТ. Температура и ее молекулярно-кинетический смысл. Уравнение состояния и законы идеального газа.Барометрическая формула и распределение Больцмана.
Распределение скоростей по Максвеллу
Характерные скорости распределения Максвелла.
Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
Внутренняя энергия и ее свойства.
Работа и теплота.
Первое начало термодинамики.
Теплоемкость идеального газа. Закон Майера.
Применение первого начала к изопроцессам в идеальном газе.
Уравнение адиабаты и политропы.
Тепловые машины и их КПД.
Второе начало термодинамики. Формулировки Томсона и Клаузиуса.
Теорема Карно. Цикл Карно. К.п.д. цикла Карно.
Энтропия как функция состояния.
Закон возрастания энтропии.
Изменение энтропии идеального газа.
Статистический смысл энтропии
Уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов.
Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и их аналихю
Критическое состояние вещества.
Внутренняя энергия и теплоемкость газа Ван-дер-Ваальса. Эффект Джоуля-Томсона.
Термодинамика поверхностного натяжения.
Условия равновесия на границах раздела.
Давление под искривленной поверхностью.
Причина процессов переноса.
Общее уравнение процессов переноса в газах.
Вязкость газов. Теплопроводность. Диффузия.
Связь коэффициентов процесса переноса
Основная и дополнительная литература
Савельев И.В. Курс общей физики. Т.1, М.:Наука, 1980.
Наркевич И.И., Волмянский Э.И., Лобко С.И. Физика для ВТУЗов. Механика, молекулярная физика. Минск. Вышейшая школа, 1982.
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика: Учеб.пособие.-М.: Наука, 1979.
Ландау Л.Д., Ахнезер А.И., Лифшиц Е.И. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика. М: Наука, 1973
Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976.
.И.Наркевич, Э.И.Волмянский, С.И.Лобко. Физика для вузов. Механика. Молекулярная физика. - Минск: Вышэйшая школа, 1992.
Беликов Б.С. Решение задач по физике. М.: Высшая школа, 1986.
Стрелков С.П. Механика. М.: Наука, 1975.
Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971.
Новодворская Е.М., Дмитриев Э.М. Методика проведения упражнений по физике во втузе. М.: Высшая школа, 1981.