Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Место дисциплины в учебном процессе
|
|
При изучении «Механики» используются знания, приобретенные при изучении курсов «Математического анализа», «Высшей алгебры» и «Дифференциальные уравнения». Дисциплина «Механика» является базовой для изучения последующих дисциплин, связанных с теорией общей физики.
Требования к уровню освоения содержания курса.
В результате изучения курса студент должен иметь представление:
- об основных категориях и понятиях в механике;
- об области применения законов механики;
- о механических характеристиках материалов и методах их определения;
знать и уметь использовать:
· основные законы и закономерности механики
· основные уравнения движения и взаимодействия тел
· основные понятия механики при решении простейших задач
2. ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
| Общая трудоёмкость | В том числе | ||
| 1 семестр | 2 семестр | ||
| Аудиторная работа | |||
| Лекции | |||
| Семинары | - | - | |
| Практические занятия | |||
| Итого | 90 | 90 | |
| Внеаудиторная работа | |||
| Курсовые работы | - | - | |
| Дипломные проекты | - | - | |
| СРС | |||
| Итого | 90 | 90 | |
| Итоговый контроль (форма) | зачет | ||
| Общая трудоемкость дисциплины |
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Содержание программы дисциплины
| № | Название разделов (тем) | Краткое содержание раздела (темы) |
| Введение. | Предмет физики, ее задачи, физические модели. Роль физики в научно-техническомпрогрессе. Предмет и задачи механики, кинематика и динамика. Материя как объективная реальность. Пространство и время, как формы существования материи, движение, как способ существования материи. | |
| Системы координат, время, пространство. | Системы отсчета. Векторные, скалярные величины. Радиус вектор. Выражение вектора через его компоненты в декартовой системе координат. Преобразование координат. Понятие времени и часов. Синхронизация часов. | |
| Кинематика материальной точки | Способы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение в векторной и координатной формах. Произвольное криволинейное движение, кривизна траектории, радиус, центр кривизны. Разложение вектора полного ускорения на нормальную и тангенциальную составляющие. Движение точки по окружности, векторы угловой скорости и углового ускорения. | |
| Преобразование координат Галилея. | Физические преобразования координат. Инерциальные системы отсчета, первый закон Ньютона. Классический закон сложения скоростей. Инвариантность длины, интервала времени, ускорения. Абсолютный характер понятия одновременности. | |
| Основные представления специальной теории относительности. | Постоянство скорости света. Основные экспериментальные факты, подтверждающие постоянство скорости света. Постулатный характер утверждения о постоянстве скорости света и принципа относительности специальной теории относительности. Вывод преобразований Лоренца и их связь с преобразованиями Галилея. Кинематические следствия из преобразований Лоренца. Относительность одновременности и принцип причинности. Инвариантность интервала. Сокращение длины и изменение формы движущихся тел. Замедление хода движущихся часов, собственное время. | |
| Законы динамики. | Силы и взаимодействия. Четыре типа взаимодействий. Первый, второй законы Ньютона. Масса как мера инертности. Третий закон Ньютона, его интерпретация при электромагнитном взаимодействии движущихся зарядов. Релятивистское уравнение движения. Понятие импульса тела, импульса силы; момента импульса, момента силы. Уравнение моментов. Система материальных точек, ее импульс, уравнение моментов для системы материальных точек. | |
| Работа. Энергия. | Работа силы. Кинетическая энергия. Силовое поле. Связь силы с потенциальной энергией. Нормировка потенциальной энергии. Энергия взаимодействия. | |
| Законы сохранения. | Математическая сущность законов сохранения в механике. Законы сохранения импульса, момента импульса и энергии в нерелятивистском и релятивистском случаях. Соотношение между массой и энергией и его экспериментальная проверка. Основные понятия об ускорителях элементарных частиц. Энергия связи. Связь законов сохранения с симметрией пространства и времени. | |
| Движение в поле тяготения. | Закон всемирного тяготения Ньютона; потенциальный характер сил тяготения. Гравитационная энергия шарообразного тела. Гравитационный радиус, " Черные дыры". Движение в поле центральных сил, уравнение траектории движения. Движение в Кулоновском поле. Законы Кеплера. Движение искусственных спутников Земли. | |
| Столкновения. | Характеристика процессов столкновения. Упругие и неупругие столкновения. Выполняемость законов сохранения при столкновениях. | |
| Движение тел переменной массы. | Нерелятивистские ракеты, уравнения Мещерского, формула Циалковского. Перспективы использования различных видов реактивных двигателей. | |
| Неинерциальные системы отсчета. | Пространство и время в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. Неинерциальные системы, движущиеся прямолинейно. Невесомость. Неинерциальные вращающиеся системы. Кариолисово ускорение. Неинерциальная система координат, связанная с поверхностью Земли. Маятник Фуко. Гравитационная и инертная массы. | |
| Динамика твердого тела. | Поступательное, вращательное движение твердого тела, мгновенные оси вращения. Уравнение движения твердого тела. Понятие момента инерции относительно оси вращения. Вращение твердого тела относительно твердой точки. Понятие о тензоре инерции. Главные оси и главные моменты инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Расчеты моментов инерции полого, сплошного цилиндра, шара, стержня, диска. Кинетическая энергия движения твердого тела, кинетическая энергия вращения. Плоское движение. Свободные оси вращения. Гироскопы. Гироскопический маятник. | |
| Колебательное движение. | Гармонические колебания. Характеристики гармонических колебаний. Уравнение гармонического осциллятора. Уравнение гармонических колебаний в комплексном виде. Математический и физический маятники. Сложение гармонических колебаний. Собственные и вынужденные колебания. Затухание колебаний. Логарифмический декремент затухания. Понятие о нелинейных колебательных системах. Автоколебания. Кинематика колебаний со многими степенями свободы движений. Фигуры Лиссажу. Связанные системы. | |
| Волны в сплошной среде. | Продольные, поперечные волны. Амплитуда, фаза и скорость распространения волны. Волновое уравнение. Уравнение бегущей волны. Распределение смещений и деформаций в бегущей волне. Стоячие волны. Звуковые волны. Энергия звуковой волны. Скорость звука. Ультразвук. Резонаторы. Эффект Доплера. | |
| Деформации и напряжения в твердых телах. | Понятие сплошной среды. Деформация сплошной среды. Упругая и пластическая деформации. Одноосные растяжения и сжатие, сдвиг, изгиб, кручение. Закон Гука, модуль Юнга, коэффициент Пуассона. Предел упругости. Прочность, хрупкость, остаточная деформация. | |
| Механика жидкостей и газов. | Свойства жидкостей и газов. Законы гидростатики. Жидкость и газ в состоянии равновесия. Закон Паскаля. Условия равновесия. Плавание тел, закон Архимеда. Стационарное течение жидкостей. Трубки тока, уравнение неразрывности. Полная энергия потока. Закон Бернулли. Динамическое давление. Вязкость жидкости. Ламинарное и турбулентное течение. Закон Пуазейля. |
|
|