Общая физика (механика)

Beschreibung: Данный курс изучает основные, наиболее общие формы движения материи и посвящен современному изложению основ классической механики – кинематики, динамики материальной точки и твердого тела. Изложение этого раздела является развитием и углублением соответствующего раздела курса физики средней школы. Используется математический аппарат векторной алгебры и дифференциального исчисления. Рассматриваются кинематические и динамические характеристики движения, их взаимные связи.

Betrag der Credits: 5

Arbeitsintensität der Disziplin:

Unterrichtsarten	Uhr
Vorträge	30
Praktische Arbeiten	30
Laborarbeiten	30
AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers)	30
SE (Studentisches Eigenarbeiten)	30
Endkontrollformular	экзамен
Form der Endkontrolle

Komponente: Вузовский компонент

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• Создание у студентов основ достаточно широкой теоретической подготовки в области физики, а именно в разделе механика, позволяющей будущим инженерам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей им возможность использовать новые физические принципы в тех областях техники, в которых они специализируются.

Задача

• Выработка у студентов умения и навыков решения обобщенных типовых учебных задач дисциплины по разделу механика (теоретических и экспериментально-практических).

Результат обучения: знание и понимание

• Усвоение студентами основных физических явлений и законов классической механики и современной физики, методов физического исследования.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Ознакомление студентов с измерительной аппаратурой, выработка умения проводить экспериментальные исследования, обрабатывать результаты эксперимента и анализировать их.

Результат обучения: формирование суждений

• Формирование у студентов научного мышления и диалектического мировоззрения, правильного понимания границ применимости различных физических понятий, законов, теорий и умения оценивать степень достоверности результатов, полученных с помощью экспериментальных или математических методов исследования.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Уметь организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы; уметь применять базовые знания в профессиональной деятельности; владеть теорией и навыками практической работы; анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения; представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Решение качественных и количественных физических задач, анализировать и находить методы решения физических проблем, развиваются способности и интерес к самостоятельному мышлению и творческой деятельности.

Lehrmethoden

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.

Темы лекционных занятий

• 1. Кинематика. Система отсчета. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Путь. Перемещение.Скорость. Компоненты скорости по координатным осям. Вычисление пройденного пути.Ускорение. Компоненты ускорения по координатным осям. Тангенциальное и нормальное ускорения.Твердое тело. 2. Динамика материальной точки. Границы применимости ньютоновской механики. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Первый закон Ньютона. Масса и импульс тела. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Начальные условия. Единицы и размерности физических величин. Третий закон Ньютона. 3. Виды взаимодействия. Фундаментальные силы Закон всемирного тяготения. Закон Кулона. Сила Лоренца. Силы трения. Сухое и жидкое трения. Трение покоя. Сила тяжести и вес. Упругие силы. Законы сохранения. Силы внутренние и внешние. 4. Кинетическая энергия. Работа. Мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Работа силы тяжести, силы упругости. Работа центральной силы. Потенциальная энергия частицы во внешнем поле сил. Полная механическая энергия частицы. 5. Связь между потенциальной энергией и силой. Условия равновесия механической системы с одной степенью свободы. Кинетическая энергия системы частиц. Потенциальная энергия системы частиц во внешнем потенциальном поле. Потенциальная энергия взаимодействия частиц (случай центральных сил). 6. Полная механическая энергия системы частиц. Закон сохранения энергии. Импульс системы частиц. Закон сохранения импульса. Центр масс. Система центра масс. Лабораторная система отсчета. 7. Соударение двух тел. Абсолютно неупругий удар. Абсолютно упругий центральный удар шаров. Момент импульса относительно точки и относительно оси. Плечо импульса. Момент силы. Плечо силы. Уравнение для производной момента импульса по времени. Космические скорости. 8. Зависимость ускорения свободного падения от широты местности. Сила Кориолиса. Принцип эквивалентности. Масса инертная и масса гравитационная. 9. Механика твердого тела. Движение центра масс твердого тела. Момент импульса твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Теорема Штейнера. Уравнение динамики для тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Условия равновесия твердого тела. 10. Динамика плоского движения тела. Угловое ускорение твердого тела при плоском движении. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении. Законы динамики твердого тела. 11. Гироскопы. Гироскопический эффект. Прецессия гироскопа. Механика несжимаемой жидкости. Линии и трубки тока. Неразрывность струи. Уравнение Бернулли. Истечение жидкости из отверстия. Силы внутреннего трения. 12. Основы специальной теории относительности и релятивистская механика. Принцип относительности Эйнштейна. Принцип постоянства скорости света. Относительность понятия одновременности. Четырехмерное пространство-время. Преобразования Лоренца. 13. Длина тела в разных системах отсчета. Промежуток времени между событиями. Собственное время. Инвариантность интервала. Времениподобные и пространственноподобные интервалы. Преобразование скоростей. 14. Релятивистские выражения для энергии и импульса частицы. Преобразование импульса и энергии. Энергия покоя. Взаимосвязь массы и энергии. Частицы с нулевой массой. Понятие о 4-х векторах в специальной теории относительности. 15. Релятивистское уравнение динамики частицы (второй закон Ньютона). Представление об общей теории относительности. Экспериментальные подтверждения общей теории относительности: красное, гравитационное смещения частоты спектральных линий, прецессия перигелия Меркурия.

Основная литература

• 1 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики, - М.: Высшая школа, 1989. 2. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003. 3. Савельев И.В. Курс физики, т. 1- 3. – М.: Наука, 1989. 4. Физика курсының лекциялары: жоғары орын. студенттеріне арналған оқу құралы Ж. Абдула, Т.Аязбаев; ҚР жоғары оқу орын. қауымдастығы.- Алматы, 2012 5. Жалпы физика курсы. Т.Бижигитов,2013 6. Трофимова Т.И. Курс физики учебное пособие для вузов. М.: академия, 2004