аннотация лекций и практических занятий

ЛЕКЦИИ
ЛЕКЦИЯ 1. КИНЕМАТИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Механическая система. Модели в физике. Материальная точка. Твердое тело.
Система отсчета. Способы описания механического движения. Кинематика
материальной точки. Перемещение и путь. Скорость и ускорение.
Вычисление пройденного пути. Тангенциальное и нормальное ускорения.
Кинематика твердого тела.
ЛЕКЦИЯ 2. КИНЕМАТИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Кинематика твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси,
Угловая скорость и угловое ускорение, Связь между угловыми и линейными
кинематическими величинами. Преобразования кинематических величин при
переходе из одной системы отсчета в другую.
ЛЕКЦИЯ 3. СИЛЫ В ПРИРОДЕ
Причины изменения скорости тела. Первый закон Ньютона. Инерциальные и
неинерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.
Преобразования Галилея. Масса и импульс. Второй закон Ньютона,
Уравнение движения материальной точки в инерциальной системе отсчета.
Третий закон Ньютона. Инвариантность уравнения движения относительно
преобразований Галилея. Силы в природе. Закон всемирного тяготения. Сила
тяжести и вес. Упругие силы. Силы трения и сопротивления.
ЛЕКЦИЯ 4. НЕИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Уравнение движения
материальной точки в неинерциальной системе отсчета. Принцип
эквивалентности. Границы применимости ньютоновской механики.
ЛЕКЦИЯ 5. СТАТИКА. УСЛОВИЯ РАВНОВЕСИЯ. ИМПУЛЬС И
МОМЕНТ ИМПУЛЬСА. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ.
Импульс системы. Закон сохранения импульса. Центр масс. Уравнение
движения центра масс. Система центра масс. Реактивное движение.
Уравнение Мещерского и формула Циолковского. Статика. Условия и
примеры равновесия. Момент импульса частицы. Момент силы. Пара сил.
Уравнение моментов. Момент импульса системы. Закон сохранения момента
импульса.
ЛЕКЦИЯ 6. ЭНЕРГИЯ. РАБОТА. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПОЛЯ.
Состояние механической системы. Сохраняющиеся величины. Связь законов
сохранения со свойствами пространства и времени. Силы внутренние и
внешние. Замкнутая система. Работа и мощность силы. Кинетическая энергия
частицы. Консервативные силы. Понятие силового поля. Потенциальная
энергия частицы в силовом поле. Полная механическая энергия частицы.
Законы ее изменения и сохранения. Связь между потенциальной энергией и
силой поля. Механическая энергия системы. Закон сохранения механической
энергии системы.
ЛЕКЦИЯ 7. ДИНАМИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. МОМЕНТ ИНЕРЦИИ.
Число степеней свободы твердого тела. Уравнения движения твердого тела.
Момент импульса тела относительно оси. Момент инерции тела
относительно оси. Примеры расчета моментов инерции. Теорема Штейнера.
ЛЕКЦИЯ 8. ДИНАМИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА. ЭНЕРГИЯ. СВОБОДНОЕ
ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА. МЕХАНИКА СПЛОШНЫХ СРЕД.
Уравнение динамики твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Работа внешних сил при
вращении твердого тела. Гироскоп. Гироскопический эффект. Прецессия
гироскопа. Плоское движение твердого тела. Основы гидроаэромеханики.
Уравнения непрерывности и Бернулли. Вязкость. Виды течения. Число
Рейнольдса.
ЛЕКЦИЯ
9.
МЕХАНИЧЕСКИЕ
КОЛЕБАНИЯ.
СЛОЖЕНИЕ
КОЛЕБАНИЙ.
Общие сведения о колебаниях. Уравнение свободных колебаний под
действием квазиупругой силы и его общее решение. Гармонический
осциллятор. Энергия гармонического осциллятора. Сложение гармонических
колебаний. Фигуры Лиссажу. Биения.
ЛЕКЦИЯ 10. МАЯТНИКИ. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ КОЛЕБАНИЙ
Физический и математический маятники (малые колебания). Уравнение
.затухающих колебаний и его решение. Коэффициент затухания.
Логарифмический
декремент
затухания.
Добротность.
Уравнение
вынужденных колебаний и его общее решение. Установившиеся
вынужденные колебания. Резонанс. Резонансные кривые.
ЛЕКЦИЯ
11.
ЭЛЕМЕНТЫ
СПЕЦИАЛЬНОЙ
ТЕОРИИ
ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Постулаты специальной теории относительности. Синхронизация часов.
Понятие события. Преобразования Лоренца и требование релятивистской
инвариантности.
Релятивистский
закон
преобразования
скорости.
Относительность понятия одновременности. Измерение расстояний и
промежутков времени. Импульс и энергия релятивистской частицы.
Преобразования импульса и энергии. Взаимосвязь энергии и импульса.
Энергия
покоя,
Уравнение
движения
релятивистской
частицы.
Преобразование вектора силы при переходе из одной инерциальной системы
отсчета в другую. Законы сохранения энергии и импульса.
ЛЕКЦИЯ 12. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И
ТЕРМОДИНАМИКИ
Макроскопическая система и ее термодинамическое состояние. Способы
описания термодинамических систем. Термодинамический и статистический
методы исследования. Уравнение состояния. Идеальный газ. Уравнение
состояния идеального газа. Газовые процессы.
ЛЕКЦИЯ 13. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
Понятие функции распределения (плотности вероятности) случайной
величины. Распределение молекул идеального газа по скоростям
(распределение Максвелла). Средняя, среднеквадратичная и наиболее
вероятная скорости молекул. Распределение молекул идеального газа по
энергиям. Средняя кинетическая энергия поступательного движения
молекулы. Закон распределения кинетической энергии молекулы по
степеням свободы. Распределение Максвелла-Больцмана. Процессы
переноса. Теплопроводность. Диффузия. Вязкость.
ЛЕКЦИЯ 14. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ.
Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа.
Теплоёмкость. Работа. Количество теплоты. Уравнение Майера.
Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Применение первого начала
к процессам. Политропические процессы.
ЛЕКЦИЯ
15.
ЦИКЛИЧЕСКИЕ
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ
Термодинамический цикл. КПД цикла. Тепловая и холодильная машины.
Обратимые и необратимые процессы. Неравенство Клаузиуса. Энтропия
системы. Энтропия и необратимость. Статистический смысл энтропии. Закон
возрастания энтропии. Второй закон термодинамики. Цикл Карно. КПД
цикла Карно (идеальной тепловой машины).
ЛЕКЦИЯ 16. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ
Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного
взаимодействия, Уравнение Ван-дер-Ваальса. Фазовые переходы I и II рода.
Критическая точка.
ЛЕКЦИЯ 17. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ.
Студенческие выступления по темам, рассмотренным в лекции; презентации;
обсуждение видеороликов по физическим явлениям и процессам; анализ
экзаменационных вопросов; итоги рейтинга студентов.
1.
2.
3.
4.
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
Приобретение теоретических знаний законов механики и молекулярной
физики, их проявлений в природе и технике, области их применения в
профессиональной деятельности инженера.
Приобретение практических навыков расчетов кинематических и
динамических
характеристик
механических
систем,
термодинамических параметров, средних скоростей молекул газа,
параметров процессов переноса.
Приобретение практических навыков измерения кинематических и
динамических параметров механических систем, определения
моментов инерции, вязкости, термодинамических параметров.
Практическая проверка теоретических закономерностей в механике и
молекулярной физике для формирования научно-обоснованного
инженерного представления о процессах и принципах работы
механических систем и устройств.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (перечень типовых задач),
ПРАКТИКА 1. КИНЕМАТИКА
Определение кинематических параметров движения материальной точки и
твердого тела. Суперпозиция движений. Правила сложения скоростей.
Относительность движения. Движение в поле силы тяжести. Вращательное
движение.
ПРАКТИКА 2. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
Определение параметров движения тела и силовых воздействий на основе
законов динамики материальной точки, взаимодействие материальных точек,
силы в природе.
ПРАКТИКА 3. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ.
Аудиторная контрольная работа № 1 по разделу «Кинематика
материальной точки».
Определение параметров движения на основе законов сохранения энергии,
импульса и момента импульса. Методы расчета моментов инерции и
положения центра масс.
ПРАКТИКА 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВЕРДОГО
ТЕЛА
Аудиторная контрольная работа № 2 по разделу «Динамика
материальной точки».
Условия равновесия. Момент импульса Определение параметров движения
тела и силовых воздействий на основе законов динамики твердого тела.
ПРАКТИКА 5. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Расчет характеристик незатухающих и затухающих колебаний. Сложение
колебаний. Расчет параметров биений. Метод диаграмм.
ПРАКТИКА 6. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Аудиторная контрольная работа № 3 по разделу «Механика твердого
тела».
Уравнение состояния и процессы, протекающие в идеальных средах.
Распределения Максвелла и Больцмана. Процессы переноса.
ПРАКТИКА 7. ТЕРМОДИНАМИКА
Работа. Теплоемкость. Расчет термодинамических параметров систем и КПД
тепловых машин на основе законов термодинамики.
ПРАКТИКА 8. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ
Аудиторная контрольная работа № 4 по разделу «Молекулярная физика.
Термодинамика».
Расчет параметров реальных газов. Энергия реального газа. Уравнения
состояния.
Анализ основных ошибок контрольных работ; повторное решение типовых
задач, вызывавших наибольшие трудности; анализ экзаменационных задач;
итоги рейтинга студентов.