Учебно-методический комплекс дисциплины по направлению подготовки 140200.62 Электроэнергетика (стр. 2 )

Иметь четкие знания о современной физической картине мира.

Четко представлять связь физики с техникой, производством, другими науками, знание социальной роли физики в обществе и умение применять эти знания;

Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Распределение по семестрам
2	3	4
Общая трудоемкость дисциплины	504
Лекции	144	54	54	36
Лабораторные занятия	90	36	36	18
Практические занятия	54	18	18	18
Всего самостоятельная работа	216	90	64	62
В том числе: Контроль (экзамены, зачеты, письменные контрольные работы, рефераты)	100	30	42	28
В том числе: Индивидуальные домашние задания (ИДЗ) Рефераты Подготовка к лаб. работам Подготовка к текущему тестированию Подготовка к К/Р Решение задач к практическим занятиям Подготовка к лекциям	84 90 45 18 16 68 32	28 30 15 8 8 32 14	28 30 15 5 4 16 9	28 30 15 5 4 16 9
Вид итогового контроля (экзамен, зачет)	экзамен	экзамен	экзамен

Содержание дисциплины

Распределение учебного материала по видам занятий

№ пп	Наименование раздела дисциплины	Распределение по видам (час)
		Лек	ЛЗ	ПЗ	СРС1	Контроль1
Физика  (2-й семестр) Введение. Физические основы механики Молекулярная физика и термодинамика Электростатика Постоянный электрический ток	54 20 12 10 12	36 12 12 4 6	18 6 4 4 4	90 20 15 25 30	30
Физика  (2-й, 3-й семестр) Магнетизм Колебания и волны. Волновая оптика Основы квантовой физики Элементы физики твердого тела Атомное ядро и элементарные частицы	90 18 14 18 18 18 4	54 20 14 14 2 2 2	36 14 12 2 4 2 2	126 60 10 10 20 16 12	70

2-й семестр, 1-й модуль 

Содержание лекционного курса

Введение.        Физические основы механики. (20 часов)

Физика как наука. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Физика и математика. Физика и естествознание. Физика и философия. Этапы истории физики. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Роль физики в образовании. Структура и задачи курса физики. (2 часа)

Понятие состояния в классической механике. Принцип относительности в механике. Классическая и квантовая механика. Кинематика и динамика твёрдого тела, жидкостей и газов. Модели механики: частица (материальная точка), система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Элементы кинематики. Система отсчета. Векторные физические величины. Перемещение, скорость, нормальное и тангенциальное ускорения частицы при криволинейном движении. Угловая скорость и угловое ускорение при движении по окружности, их связь с линейной скоростью и линейными ускорениями. Поступательное и вращательное движение твердого тела.  (2 ч).

Элементы динамики. Основная задача динамики. Первый закон Ньютона. Понятие инерциальной системы отсчета. Масса. Второй закон Ньютона. Импульс тела. Уравнение движения. Роль начальных условий. Классический принцип причинности. Третий закон Ньютона. Законы сохранения  импульса. Закон движения центра инерции. Реактивное движение. Формула Циолковского. (2 ч).

Работа. Мощность. Кинетическая энергия. Энергия взаимодействия. Потенциальная энергия упругости. Потенциальная энергия тяготения.  (2 ч).

Связь потенциальной силы с потенциальной энергией. Закон сохранения энергии в механике.  Связь законов сохранения с симметрией пространства и времени. Консервативные и диссипативные системы. Внутренняя энергия. Общефизический закон сохранения энергии. Потенциальные кривые. Упругий и неупругий удар. (2 ч).

Уравнение движения тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент силы и момент инерции тела относительно оси. (2 ч).

Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Движение в центральном поле. Работа, мощность, кинетическая энергия при вращательном движении. (2 ч).

Принцип относительности Галилея. Преобразование Галилея. Классический закон сложения скоростей. Постулаты Эйнштейна. Относительность одновременности. Преобразования Лоренца. Инвариантность законов природы относительно преобразований Лоренца.  Длина тел в различных системах отсчета. Длительность событий в разных системах отсчета. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал между событиями. Основы релятивистской динамики. Энергия в релятивистской динамике. Энергия покоя. (2 ч).

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Второй закон Ньютона для неинерциальных систем отсчета. Эквивалентность инерциальных и тяготеющих масс. Принцип относительности в электродинамике. Проявление сил инерции. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. (2 ч).

Элементы механики сплошных сред. Стационарное течение. Уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости. Идеальная жидкость. Уравнение Бернулли. Внутреннее трение. Течение вязкой жидкости. Понятие турбулентности. Упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука. Диаграмма напряжений. Пластические деформации. Предел прочности. (2 ч).

Практические занятия (6 часов)

Кинематика поступательного и вращательного  движения. Динамика Ньютона. Законы сохранения энергии и импульса. Динамика вращательного движения. Закон сохранения момента импульса. Работа вращения.

Лабораторный практикум (12 часов)

Изучение закономерности вращательного движения с помощью маятника Обербека. Определение скорости полёта пули методом крутильного баллистического маятника Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом Стокса Механический удар Определение момента инерции тел Изменение ускорения свободного падения с помощью математического маятника” Определение ускорения свободного падения с помощью машины Атвуда” Определение момента инерции твердого тела на основе законов равноускоренного движения” Измерение ускорения свободного падения с помощью оборотного маятника Исследование определение модуля Юнга методом изгиба. Гироскоп. Проверка закона сохранения момента импульса.

2-й семестр. 2-й модуль

Рабочая программа

Молекулярная физика и термодинамика. (12 часа)

Динамические и статистические закономерности в физике. Статистическая физика и термодинамика. Три начала термодинамики. Термодинамические параметры. Температура. Модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Законы идеальных газов.  (2 часа).

Термодинамические функции состояния, фазовые равновесия и фазовые превращения. Идеальный газ в силовом поле. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Максвелловское распределение молекул идеального газа по скоростям. Опыт Штерна. (2 часа).

Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа газа при изменении его объема. Теплота. Теплоемкость. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.  Адиабатный процесс. Уравнения Пуассона. Работа газа в адиабатном процессе. Классическая теория теплоемкости идеального газа. (2 часа).

Элементы неравновесной термодинамики. Необратимые процессы. Явления переноса. Средняя длина свободного пробега молекул газа. Диффузия. Внутреннее трение. Теплопроводность. ( Самостоятельно в ознакомительном плане, см. Трофимова [2, § 48]).

Второе начало термодинамики. Невозможность вечного двигателя второго рода машины. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины. Холодильная машина. (2 часа).

Статистический смысл второго начала термодинамики. Энтропия как количественная мера  стремления от порядка к хаотичности в состоянии теплового равновесия. Принцип возрастания энтропии открытой системы. Идеи синергетики. Самоорганизация в живой и неживой природе.  (2 часа).

Теорема Нернста. Недостиж имость абсолютного нуля. Реальные газы и жидкости. Межмолекулярное взаимодействие. Экспериментальные изотермы ре­ального газа. Уравне ние Ван-дер-Ваальса. Сопоставление изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными изотермами. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля — Томсона. Сжижение газов и получе ние низких температур. (Самостоятельно в ознакомительном плане, см. Трофимова [2, § 60-65]).

Особенности молекулярного взаимодействия и теплового движения в жидкости. Кинетические явления, системы заряженных частиц.  Поверхностное натяжение жидкости. Смачивание. Давление на искривленной поверхности жидкости. Капиллярные явления. (Самостоятельно в ознакомительном плане, см. Трофимова [2, § 66-68] ).

Твердые тела. Строение кристаллических и аморфных твердых тел. Кристаллические решетки. Типы кристаллов. Дефекты кристаллической решетки. Теплоёмкость кристаллов. Затруднен ия класси­ческой физ ики в объяснении температурной зависимости теп лоем­кости твердых часа).

Фазы и условия равновесия фаз. Диаграмма состояния. Испарение, сублимация, плавление. Фазовые переходы первого и второго  рода. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. (Самостоятельно в ознакомительном плане, см. Трофимова [2, §74-75]).