Учебно-методический комплекс по дисциплине (стр. 3 )

1. Система отчета. Скалярные и векторные физические величины. Основные кинематические характеристики движения частиц. Скорость и ускорение частицы при криволинейном движении. Движение частицы по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Поступательное и вращательное движения абсолютно твердого тела. Основная задача динамики. Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Уравнение движения. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Центр инерции. Закон движения центра инерции. Реактивное движение. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия и энергия взаимодействия. Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии в механике. Общефизический закон сохранения энергии. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея.

2. Принцип относительности в релятивистской механике. Преобразование Лоренца для координат и времени и их следствия. Релятивистский импульс. Полная энергия частицы. Уравнения движения и равновесия твердого тела. Момент импульса. Момент силы. Закон сохранения момента импульса. Уравнение моментов. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движение. Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно оси. Вращательный момент. Гироскоп. Общие свойства газов и жидкостей. Кинематическое описание движения жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Стационарное течение вязкой жидкости. Идеально упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука.

3. Динамические и статистические закономерности в физике. Термодинамический и статистический методы. Элементы молекулярно-кинетической теории. Макроскопическое состояние. Физические величины и состояния физических систем. Макроскопические параметры как средние значения. Тепловое равновесие. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Понятие о температуре. Явления переноса. Диффузия. Теплопроводность. Коэффициент диффузии. Коэффициент теплопроводности. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. Вязкость. Коэффициенты вязкости газов и жидкостей. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Максимальный к. п.д. тепловой машины. Фазы и условия равновесия фаз. Поверхностная энергия и натяжение. Капиллярные явления. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Критическая точка. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Микроскопические параметры. Распределение Максвелла. Средняя кинетическая энергия частицы. Распределение Больцмана.

4. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Электрический диполь. Работа электростатического поля. Потенциал электростатического поля и его связь с напряженностью. Идеальный проводник в электростатическом поле. Поверхностные заряды. Электростатическая защита. Коэффициенты емкости и взаимной емкости проводников. Конденсаторы. Емкость конденсаторов.

5.Условия существования тока. Проводники и изоляторы. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Сила Лоренца. Сила Ампера. Магнитная индукция. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитное поле длинного соленоида. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Явления самоиндукции. Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Электрическое смешение. Диэлектрическая проницаемость. Намагничивание вещества. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Плотность потока энергии электромагнитного поля. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн.

6. Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Сложение колебаний. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: маятник, груз на пружине, колебательный контур. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Резонанс. Вынужденные колебания гармонического осциллятора под действием синусоидальной силы. Вынужденные колебания в электрических цепях. Волновое движение. Плоская стационарная волна. Плоская синусоидальная волна. Бегущие и стоячие волны. Длина волны, волновой вектор и фазовая скорость. Одномерное волновое уравнение. Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах. Вектор Умова. Эффект Допплера. Плоские электромагнитные волны. Поляризация. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя.. Принцип суперпозиции для волн. Интерференция плоских волн.

Основные понятия и категории

Система отчета. Скорость и ускорение. Угловая скорость и угловое ускорение. Поступательное и вращательное движения. Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Центр инерции. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Принцип относительности в релятивистской механике. Преобразование Лоренца. Релятивистский импульс. Полная энергия частицы. Момент импульса. Момент силы. Закон сохранения момента импульса. Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно оси. Гироскоп. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Идеально упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Потенциал электростатического поля. Конденсаторы. Емкость конденсаторов. Проводники и изоляторы. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Сила Лоренца. Сила Ампера. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Явления самоиндукции. Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Электрическое смешение. Диэлектрическая проницаемость. Намагничивание вещества. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Плотность потока энергии электромагнитного поля. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Модель гармонического осциллятора. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Резонанс. Вынужденные колебания гармонического осциллятора под действием синусоидальной силы. Волновое движение. Плоская синусоидальная волна. Бегущие и стоячие волны. Длина волны, волновой вектор и фазовая скорость. Одномерное волновое уравнение. Вектор Умова. Эффект Допплера. Плоские электромагнитные волны. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя. Термодинамический и статистический методы. Элементы молекулярно-кинетической теории. Макроскопическое состояние. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Понятие о температуре. Диффузия. Теплопроводность. Коэффициент диффузии. Коэффициент теплопроводности. Вязкость. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Максимальный к. п.д. тепловой машины. Фазы и условия равновесия фаз. Поверхностная энергия и натяжение. Капиллярные явления. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Критическая точка. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Микроскопические параметры. Распределение Максвелла. Средняя кинетическая энергия частицы. Распределение Больцмана.

Список литературы

1. Савельев, общей физики: [учебн. пособие для студентов вузов по техн. (550000) и технол. (650000) направлениям: в 3 т.] / . - Изд. 10-е, стер. – СПб. и др.: Лань. – (Лучшие классические учебники). – (Классическая учебная литература по физике). – (Знание. Уверенность. Успех!)

Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – 2008. – 432 с.: ил.

2. Савельев, общей физики: [учебн. пособие для студентов вузов по техн. (550000) и технол. (650000) направлениям: в 3 т.] / . - Иэд. 7-е, стер. – СПб. и др.: Лань. – (Лучшие классические учебники). – (Классическая учебная литература по физике). – (Знание. Уверенность. Успех!)

Т. 2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – 2007. – 498 с.: ил.

3. Савельев, общей физики: [учебн. пособие для студентов вузов по техн. (550000) и технол. (650000) направлениям: в 3 т.] / . - Иэд. 9-е, стер. – СПб. и др.: Лань. – (Лучшие классические учебники). – (Классическая учебная литература по физике). – (Знание. Уверенность. Успех!)

Т. 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – 2008. – 317 с.: ил.

4. Детлаф, физики: Учеб. пособие для втузов / , . – 4-е изд., испр. – М.: Высш. Шк., 2002. – 717, [1] с.: ил.

5. Трофимова, физики: учеб. пособие для инженерно-техн. специальностей вузов / . – 17-е изд., стер. – М.: Academia, 2008. – 557.[1] c.: ил. – (Высшее профессиональное образование)

6. Курс физики: учебное пособие для вузов по техн. специальностям и направлениям: [в 2 т.] / [ и др.]: под ред . – Изд. 6-е, испр. и доп. – СПб. и др.: Лань. – (Учебники для вузов. Специальная литература). – (Победитель конкурса учебников)

Т. 1. – 2009. – 572 с.

7. Курс физики: учебное пособие для вузов по техн. специальностям и направлениям: [в 2 т.] / [ и др.]: под ред . – Изд. 6-е, испр. и доп. – СПб. и др.: Лань. – (Учебники для вузов. Специальная литература). – (Победитель конкурса учебников)

Т. 2. – 2009. – 600 с.: ил.

8. Трофимова, курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / . – М.: КноРус, 2007. – 279 с.: ил.

9. Трофимова, физики. Задачи и решения: учеб. пособие для студентов втузов / , . – М.: Academia, 2004. – 590 с.: ил. - (Высшее профессиональное образование)

10. Чертов, по физике: [Учеб. пособие для втузов] / , . – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Физматлит, 2006. – 640 с.: ил.

11. Волькенштейн, задач по общему курсу физики: Для студ-ов техн. вузов / . – 3-е изд. испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2004. – 327 с.: ил.

5 ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКИХ (СЕМИНАРСКИХ), ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

№№ п/п	Темы лабораторных занятий	Кол-во часов
Пятый семестр
	МЕХАНИКА
1	Определение ускорения свободного падения на машине.	4
2	Определение коэффициента трения.	4
3	Изучение законов вращательного движения на маятнике Обербека.	4
4	Определение модуля сдвига динамическим методом.	4
	МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
5	Определение удельной теплоты парообразования воды.	4
6	Определение вязкости жидкости методом Стокса.	4
7	Определение отношения теплоемкостей воздуха методом адиабатического расширения.	4
8	Определение универсальной газовой постоянной.	4
9	Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель	4
Шестой семестр
	ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
1	Знакомство с электроизмерительными приборами.	4
2	Определение термоэлектродвижущей силы термоэлемента.	4
3	Измерение удельного сопротивления проводников.	4
4	Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.	4
5	Определение отношения электромагнитной единицы силы тока к амперу.	4
	КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
1	Исследование физического и математического маятников.	4
2	Изучение резонанса напряжения в цепи переменного тока.	4
3	Стоячие волны в струне.	4
ИТОГО	68

Вопросы для подготовки к лабораторным занятиям

Пятый семестр

1. Изменяется ли натяжение нити (при движении грузов), если один перегрузок заменить другим? Как изменится ускорение системы, если увеличить массу постоянных грузов М (не меняя массы перегрузка и сил трения)? Сформулируйте и запишите второй закон Ньютона. Сформулируйте условия свободного падения.

2. Дайте определение коэффициента трения скольжения. От чего зависит сила трения? Каково значение сил трения в жизни и в технике? Чем объяснить, что при буксовании колес тепловоза или автомобиля сила тяги значительно падает?

3. Какая физическая величина называется моментом инерции материальной точки, тела? Что называется моментом силы, плечом силы? Сформулируйте основной закон вращательного движения. Сравните с поступательным движением. С какой силой движущийся вместе с нитью груз действует на нить? Как определяется в работе момент силы? Как его можно измерить? Как определяются линейное ускорение груза и угловое ускорение маховика?

4. Что называется деформацией? Виды деформации. Силы упругости. Закон Гука. Деформация кручения. Модуль кручения. Связь между модулем сдвига и модулем кручения. Каков физический смысл модуля кручения, модуля сдвига? Метод определения модуля кручения в данной работе.

5. Начертите график t=f(Q) и объясните с точки зрения молекулярно-кинетической теории зависимости t от Q. Что называется скрытой теплотой парообразования? Что называется удельной теплотой парообразования? Ее физический смысл. Как определяется удельная теплота парообразования в данной работе? Как зависит температура кипения воды от атмосферного давления?

6. Что такое вязкость? Что такое коэффициент вязкости? Какие силы действуют на шарик, падающий в жидкости? Почему, начиная с некоторого момента времени, шарик движется равномерно?

7. Что называется теплоемкостью газа? Какие теплоемкости газа вы знаете? Что называется степенями свободы? Какова связь с числом степеней свободы молекул? Какое влияние на результат измерения окажет запаздывание при закрывании крана? Считая воздух двухатомным газом, рассчитайте коэффициент и сравните с полученным результатом. Какова связь между удельной и молярной теплоемкостью какого-либо вещества? Какой процесс называют адиабатическим? Почему ?

8. Чем отличается строение жидкости от строения твердых тел? Как следует понимать выражение “ближний порядок” в жидкостях? Что такое поверхностный слой в жидкости? Почему он обладает свойствами, отличными от свойств остальной массы жидкости? Что такое поверхностное натяжение? Как направлены силы поверхностного натяжения? Что такое коэффициент поверхностного натяжения? В каких единицах он измеряется? Как находится значение коэффициента поверхностного натяжения в настоящей работе? Какая жидкость называется смачивающей твердое тело и какая жидкость “не смачивающая тело”? Как объясняется это различие с точки зрения молекулярной теории? Что такое краевой угол и в каких пределах он может изменяться? От чего зависит давление под изогнутой поверхностью в жидкости? Что такое капилляр? В чем заключается капиллярное явление и как оно объясняется? От чего зависит высота поднятия или опускания жидкости в капиллярах?

9. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева). Универсальная газовая постоянная R, ее физический смысл, единицы измерения. В чем заключается метод определения универсальной газовой постоянной? Как измеряется давление в колбе? Объясните вычисление погрешностей.

Шестой семестр

1. Абсолютная и относительная погрешность. Цена деления. Класс точности прибора.

2. Что такое работа выхода электрона? Причины возникновения контактной разности потенциалов. Первый и второй законы Вольта. От чего зависит величина удельной термо-ЭДС? Устройство и назначение термопары.

3. Что такое удельное сопротивление? Каковы основные положения классической электронной теории электропроводности металлов? Как записывается закон Ома в дифференциальной форме?

4. Магнитное поле. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля. Принцип суперпозиции. Магнитный момент. Метод Гаусса измерения магнитного поля Земли.

5. Определение единицы силы тока 1 ампер. Взаимодействие параллельных токов. Сила Ампера. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка с током.

6. Зависит ли период колебания физического маятника от его массы? Что называется центром тяжести тела? Выведите формулы погрешностей для всех определяемых величин. Почему формулой можно пользоваться только в том случае, когда амплитуда колебаний маятника мала?

7. Что называется активным и реактивным сопротивлением цепи переменного тока? Запишите закон Ома для переменного тока, содержащего индуктивное, емкостное и омическое сопротивление. Нарисуйте векторную диаграмму напряжений в цепи
переменного тока, соответствующую схеме, приведенной на рис.1. Что называется резонансом напряжений? Какой вид имеет резонансная кривая и как она меняется при изменении омического сопротивления цепи. Как определяется сдвиг фаз между током и напряжением в цепи переменного тока?

8. Что такое продольная волна, поперечная волна? Каковы основные различия между бегущей и стоячей волнами? Уравнение стоячей и бегущей волн? Какова зависимость смещения точек стоячей волны от времени? Поясните, каким образом находятся координаты узлов и пучностей стоячей волны.

Основные понятия и категории

Система отчета. Скорость и ускорение. Угловая скорость и угловое ускорение. Поступательное и вращательное движения. Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Сила. Масса. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Центр инерции. Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Принцип относительности в релятивистской механике. Преобразование Лоренца. Релятивистский импульс. Полная энергия частицы. Момент импульса. Момент силы. Закон сохранения момента импульса. Уравнение движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции твердого тела относительно оси. Гироскоп. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Идеально упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Потенциал электростатического поля. Конденсаторы. Емкость конденсаторов. Проводники и изоляторы. Законы Ома и Джоуля-Ленца. Сила Лоренца. Сила Ампера. Магнитная индукция. Закон Био-Савара-Лапласа. Коэффициенты индуктивности и взаимной индуктивности. Электромагнитная индукция. Правило Ленца. Явления самоиндукции. Поляризация диэлектрика. Поляризованность. Электрическое смешение. Диэлектрическая проницаемость. Намагничивание вещества. Молекулярные токи. Намагниченность. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Система уравнений Максвелла. Плотность потока энергии электромагнитного поля. Электромагнитные волны. Волновое уравнение. Скорость распространения электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн. Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Модель гармонического осциллятора. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Резонанс. Вынужденные колебания гармонического осциллятора под действием синусоидальной силы. Волновое движение. Плоская синусоидальная волна. Бегущие и стоячие волны. Длина волны, волновой вектор и фазовая скорость. Одномерное волновое уравнение. Вектор Умова. Эффект Допплера. Плоские электромагнитные волны. Вектор Пойнтинга. Излучение диполя. Термодинамический и статистический методы. Элементы молекулярно-кинетической теории. Макроскопическое состояние. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Понятие о температуре. Диффузия. Теплопроводность. Коэффициент диффузии. Коэффициент теплопроводности. Вязкость. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Максимальный к. п.д. тепловой машины. Фазы и условия равновесия фаз. Поверхностная энергия и натяжение. Капиллярные явления. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Критическая точка. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Микроскопические параметры. Распределение Максвелла. Средняя кинетическая энергия частицы. Распределение Больцмана.

Список литературы

1. Трофимова, курс физики с примерами решения задач: учебное пособие / . – М.: КноРус, 2007. – 279 с.: ил.

2. Трофимова, физики. Задачи и решения: учеб. пособие для студентов втузов / , . – М.: Academia, 2004. – 590 с.: ил. - (Высшее профессиональное образование)

3. Чертов, по физике: [Учеб. пособие для втузов] / , . – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Физматлит, 2006. – 640 с.: ил.

4. Волькенштейн, задач по общему курсу физики: Для студ-ов техн. вузов / . – 3-е изд. испр. и доп. – СПб.: Книжный мир, 2004. – 327 с.: ил.

5 Лабораторный практикум по физике/, , и др. – М.: Высш школа, 1980. – 360 с.