Лекционный курс

Механика

1 лекция. Предмет физики и её связь со смежными науками. Классическая механика. Основная задача механики. Механическое движение: поступательное и вращательное. Системы отсчёта. Материальная точка и абсолютно твёрдое тело.

Кинематика поступательного движения. Основные характеристики движения материальной точки: перемещение, путь, скорость, ускорение. Понятие о мгновенных и средних значениях характеристик. Равномерное и равнопеременное движение.

2 лекция. Кинематика вращательного движения. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения. Связь между параметрами линейных и угловых величин. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Примеры решения задач. Криволинейное движение. Траектория движения.

3 лекция. Динамика материальной точки. Понятия массы и количества движения (импульса). Центр масс системы. Уравнение движения. Законы Ньютона. Закон сохранения количества движения. Силы в механике: тяготения, упругости, трения. Закон Гука для основных видов деформации. Условия равновесия сил (статика). Примеры решения задач по статике. Принцип относительности Галилея. Правило сложения скоростей в классической механике.

Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского.

4 лекция. Работа и энергия. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергии. Работа как приращение кинетической и потенциальной энергии. Консервативные (потенциальные) и диссипативные силы. Потенциальная энергия во внешнем поле и при взаимодействии тел. Энергия упругой деформации. Закон сохранения механической энергии.

5 лекция. Плоское движение твердого тела. Момент инерции тел (стержня, цилиндра, шара). Теорема Штейнера (вывод). Момент количества движения (момент импульса). Момент силы. Закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента количества движения. Сложное движение. Полная кинетическая энергия твердого тела.

6 лекция. Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции на примерах поступательного и вращательного движений. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его напряженность. Понятие потенциала и его градиент. Экспериментальное определение гравитационной постоянной. Эквивалентность инерционной и гравитационной масс. Законы Кеплера.

7 лекция. Статика и динамика жидкостей и газов. Идеальная жидкость. Давление. Закон Паскаля. Выталкивающая сила (закон Архимеда). Линии и трубка тока. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Применение к жидкостям и газам закона сохранения количества движения. Турбулентность. Закон Стокса.

Молекулярная физика и термодинамика

8 лекция. Молекулярно-кинетический и термодинамический методы описания поведения систем.
Основные термодинамические параметры состояния идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная и ее физический смысл.

9 лекция. Основные уравнения кинетической теории. Вывод основного уравнения. Молекулярно-кинетическое толкование параметров состояния. Постоянная Больцмана.

10 лекция. Статистическое описание молекулярного ансамбля. Распределение Максвелла. Распределение молекул в потенциальном поле. Распределение Больцмана. Экспериментальные подтверждения распределений Максвелла и Больцмана.

11 лекция. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Работа, совершаемая идеальным газом при различных изопроцессах.

12 лекция. Молекулярно-кинетическая теория теплоемкости. Степени свободы молекул. Гипотеза о равном распределении энергии по степеням свободы. Вычисление теплоемкости при различных процессах. Сопоставление с экспериментальными результатами. Средняя длина свободного пробега и число столкновений молекул.

13 лекция. Явления переноса в газах. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Зависимость коэффициентов переноса от параметров состояния. Связь между коэффициентами переноса.

14 лекция. Второе начало термодинамики. Процессы обратимые и необратимые. Принцип получения работы за счет тепловой энергии. Циклические процессы. Циклы идеальные и реальные. Цикл Карно и его КПД. Энтропия. Второе начало термодинамики и его статистический смысл Гипотеза Больцмана о связи энтропии и вероятности состояния. Флуктуации.

15 лекция. Реальные газы. Изотермы реальных газов. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое состояние Молекулярные силы взаимодействия. Внутренняя энергия реальных газов. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов.

16 лекция. Фазовые равновесия и превращения. Фазовые переходы первого и второго рода. Условия равновесия фаз в однокомпонентных системах. Кривая фазового равновесия. Тройная точка.

17 лекция. Строения и свойства жидкостей. Поверхностный слой. Поверхностная энергия. Явление смачивания. Формула Лапласа. Капиллярные явления. Адсорбция. Сжимаемость и тепловое расширение. Ближний порядок в жидкостях.

2. ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Семинар 1. Вводное занятие.

Кинематика материальной точки прямолинейного. Системы единиц.

Семинар 2 Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Импульс. Центр масс. Закон сохранения импульса.

Семинар 3. Работа, мощность, энергия. Законы сохранения.

Работа, мощность, энергия, КПД. Закон сохранения энергии. Соударение тел. Виды ударов. Расчет скоростей тел после абсолютно упругого и неупругого соударений.

Семинар 4 Динамика твердого тела. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Момент инерции. Вычисление моментов инерции тел (обруч, диск, шар, стержень). Теорема Штейнера.

Семинар 5 Момент силы. Законы динамики вращательного движения. Работа и кинетическая энергия при вращательном движении. Законы сохранения при вращательном движении твердого тела.

Контрольная работа №1. Выдача ДЗ.

Семинар 6 Основные уравнения молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетические представления. Идеальный газ. Изопроцессы. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Кинетическая энергия молекул.

Семинар 7 Термодинамика. Работа в изопроцессах. Первое начало термодинамики. Цикл Карно, его КПД. Энтропия.

Контрольная работа №2.

3. ГРАФИК ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ

Недели	Разделы курса	Лекции	Практ. занятия
1	Механика	1	Вводное занятие. Семинар 1
2	Механика	2	Лаб. раб. № 1
3	Механика	3	Лаб. раб. № 2
4	Механика	4	Семинар 2
5	Механика	5	Защита ЛР
6	Механика	6	Семинар 3
7	Механика	7	Семинар 4
8	Молекулярная физика	8	Контрольная работа № 1. Выдача ДЗ.
9	Молекулярная физика	9	Лаб. раб. № 3
10	Молекулярная физика	10	Семинар 5
11	Термодинамика	11	Лаб. раб. № 4
12	Термодинамика	12	Семинар 6
13	Термодинамика	13	Семинар 7
14	Термодинамика	14	Контрольная работа №2
15	Термодинамика	15	Защита ЛР
16	Термодинамика	16	Сдача дом. задания
17	Термодинамика	17	Зачет

Рекомендуемая литература

Савельев И.В. Курс общей физики. Т1. М. «Наука» 1987 г.
Зисман Г.А. Тодес О.М Курс общей физики Т1 М. «Наука» 1982 г.
Матвеев А.Н.Молекулярная физика М. «Высшая школа» 1983 г.
Яворский А.А, Детлаф А.А Курс физики Т1 М. «Высшая школа» 1994
Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики М. «Наука»
Чертов А.Г, Воробьев А.А Задачник по физике М. «Высшая школа» 1986 .

Требования к домашнему заданию

Домашнее задание выполняется на листах формата А4 согласно требованиям ГОСТ.
Домашнее задание должно содержать:
- титульный лист, выполненный на отдельном листе;
- содержание или оглавление;
- список использованной литературы;
- задачи, каждая из которых выполняется на отдельном листе с условиями и комментариями.
Домашнее задание должно быть вложено в жесткую папку.

Требования к оформлению лабораторных работ

Подготовка к лабораторным работам выполняется в общих тетрадях формата А4.
Перед подготовкой выполняется шапка, включающая в себя: номер лабораторной работы по графику выполнения лабораторных работ, название лабораторной работы, фамилию студента, номер группы и места для подписи лабораторной работы после выполнения и после защиты лабораторной работы.
Подготовка включает в себя краткий конспект теории, относящий к теме лабораторной работы (по методичке и по учебнику), схему установки, выполненную карандашом с применением линейки и циркуля, порядок выполнения лабораторной работы и необходимые таблицы для занесения результатов измерений.

Blog

Лекционный курс

Содержание

1 курс 1 СЕМЕСТР