МОДУЛЬ 1 «Физические основы механики»

 


Неделя 1-2

Лекция 1. Введение.

Вводная. Предмет физики. Физический объект, физическое явление, физический закон. Физика и современное естествознание. Системы отсчёта. Кинематика материальной точки. Угловые скорость и ускорение твёрдого тела. Классический закон сложения скоростей и ускорений при поступательном движении подвижной системы отсчета.

ОЛ-1: Введение. §1.1 - 1.5, ОЛ-5: Введение. § 1.1 - 1.3, ДЛ-12: § 1 - 4, 7 – 9, ДЛ-14: § 1 – 4

Лекция 2. Закон сохранения импульса.

Силы. Инерциальная система отсчета. Динамика материальной точки. Механическая система и ее центр масс. Уравнение изменения импульса механической системы. Закон сохранения импульса.

ОЛ-2: § 2.1 - 2.6, 2.8 - 2.11, 3.1, 3.10, ОЛ-5: § 2.1 - 2.5, 3.1 - 3.4, ДЛ-12: § 18, 19, 21, 23, ДЛ-14: § 9 — 13, 18, 19

Семинар 1. Кинематика.

Ауд.: ОЛ-8: 1.15, 1.25, 1.41, 1.45, 1.52 или ОЛ-9: 1.15, 1.26, 1.41, 1.45, 1.52

Дома: ОЛ-8: 1.20, 1.47 или ОЛ-9: 1.26, 1.54; ОЛ-10: 1.26, 1.54

Занятие 1. Входное тестирование, вводная беседа и начало выполнения лабораторной работы №1 (М-1)

 

Выдача домашнего задания №1

 


Неделя 3-4

Лекция 3. Закон сохранения момента импульса.

Момент силы. Моменты импульса материальной точки и механической системы. Уравнение моментов механической системы. Закон сохранения момента импульса механической системы.

ОЛ-2: § 3.12, 5.1 - 5.4, ОЛ-5: § 5.1 - 5.4, ДЛ-12: § 21, 24, 31, 32, ДЛ-14: § 30, 32, 33 - 36

Лекция 4. Закон сохранения энергии в механике.

Работа и кинетическая энергия. Консервативные силы. Работа в потенциальном поле. Потенциальные энергии тяготения и упругих деформаций. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения энергии.

ОЛ-2: § 3.2 - 3.8, 5.6 - 5.8, ОЛ-5: § 4.1 - 4.6, ДЛ-12: § 25, 33, ДЛ-14: § 22 – 29

Семинар 2. Закон сохранения импульса.

Ауд.: ОЛ-8: 1.88, 1.108, 1.125, 1.144 или ОЛ-9: 1.85, 1.103, 1.120, 1.138

Дома: ОЛ-8: 1.87, 1.117 или ОЛ-9: 1.84, 1.112; ОЛ-10: 2.34, 2.39

Занятие 2. Продолжение выполнения лабораторной работы №1 (M-1)

 


Неделя 5-6

Лекция 5 - 6. Колебания.

Гармонические колебания. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний одного направления равных и близких частот. Сложение взаимно перпендикулярных гармонических колебаний равных и кратных частот. Свободные незатухающие колебания. Энергия и импульс гармонического осциллятора. Фазовая траектория. Физический маятник. Квазиупругая сила. Свободные затухающие колебания. Декремент и логарифмический декремент колебаний. Вынужденные колебания. Установившиеся вынужденные колебания. Механический резонанс

ОЛ-2: § 8.1, 8.4 - 8.9, 8.11, ОЛ-5: § 6.1 - 6.4, ДЛ-12: § 50 – 54, ДЛ-14: § 39 - 41, 81, 82, 85

Семинар 3. Закон сохранения момента импульса.

Ауд.: ОЛ-8: 1.228, 1.292, 1.310(а), 1.324 (а) или ОЛ-9: 1.207, 1.266, 1.282(а), 1.292(а)

Дома: ОЛ-8: 1.229, 1.287 (а) или ОЛ-9:1.208, 1.263 (а); ОЛ-10: 3.25, 3.29.

Занятие 3. Лабораторная работа №2

 


Неделя 7-8

Лекция 7. Механические волны.

Виды механических волн. Упругие волны в стержнях. Волновое уравнение. Плоская гармоническая волна, длина волны, фазовая скорость. Сферические волны. Объёмная плотность энергии волны. Вектор Умова-вектор плотности потока энергии. Когерентные волны. Интерференция волн. Стоячая волна.

ОЛ-4: § 1.1 - 1.7, ОЛ-6: § 1.1 - 1.5, ДЛ-14: § 81, 82, 85, МП-7, МП-8

Лекция 8. Элементы релятивистской механики.

Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений механики относительно преобразований Галилея. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Кинематические следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал событий. Элементы релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии. Связь между импульсом и энергией релятивистской частицы. Основное уравнение релятивистской динамики.

ОЛ-2: § 6.1 - 6.8, ОЛ-5: § 7.1 - 7.5, 8.1 - 8.4, ДЛ-12: § 10 - 17, 20

Семинар 4. Закон сохранения энергии в механике.

Ауд.: ОЛ-8: 1.158, 1.180, 1.194, 1.211, 1.310(б) или ОЛ-9: 1.148, 1.164, 1.176, 1.191, 1.282(б), 1.292(б)

Дома: ОЛ-8: 1.149, 1.169 или ОЛ-9: 1.142, 1.157; ОЛ-10: 2.76, 2.87

Занятие 4. Лабораторная работа №3

 

Прием домашнего задания №1

Выдача домашнего задания №2

 


Неделя 9-10

Лекция 9. Элементы релятивистской механики.

Преобразования Галилея. Инвариантность уравнений механики относительно преобразований Галилея. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Кинематические следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский закон сложения скоростей. Интервал событий. Элементы релятивистской динамики. Взаимосвязь массы и энергии. Связь между импульсом и энергией релятивистской частицы. Основное уравнение релятивистской динамики.

ОЛ-2: § 6.1 - 6.8, ОЛ-5: § 7.1 - 7.5, 8.1 - 8.4, ДЛ-12: § 10 - 17, 20

Лекция 10.

Статистический и термодинамический методы описания макроскопических тел. Термодинамическая система. Термодинамические состояния, обратимые и необратимые термодинамические процессы. Внутренняя энергия и температура термодинамической системы. Теплота и работа. Адиабатически изолированная система. Первое начало термодинамики.

ОЛ-1: Введение. § 1.1 - 1.5, ОЛ-3: § 1.1 - 1.7, ДЛ-13: § 1, 14, 16, ДЛ-15: § 13, 41, 29

Семинар 5. Колебания и волны.

Ауд.: ОЛ-8: 3.27, 3.64, 3.85, 3.186 или ОЛ-9: 4.25, 4.57, 4.79, 4.177

Дома: ОЛ-8: 3.12, 3.180 или ОЛ-9: 4.12, 4.176; ОЛ-10: 6.45, 7.4

Занятие 5. Рубежный контроль модуля 1

 


 

МОДУЛЬ 2 «Молекулярная физика и термодинамика»

 


Неделя 11-12

Лекция 11.

Уравнения состояния термодинамических систем. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Идеально-газовый термометр. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Равномерное распределение энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Эффективный диаметр и средняя длина свободного пробега молекул газа. Экспериментальные подтверждения молекулярно-кинетической теории.

ОЛ-1: § 2.1 - 2.3, ОЛ-3: § 1.8, 2.2 - 2.5, 7.2, ОЛ-3: § 1.8, 2.2 - 2.5, 7.2, ДЛ-13: § 8, 10, 11,ДЛ-15: § 7, 8, 14, 86, 87

Лекция 12.

Теплоемкость идеального газа при изопроцессах. Адиабатический процесс, уравнение Пуассона. Политропический процесс. Теплоемкость и работа в политропических процессах. Газ Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.

ОЛ-1: §2.4 - 2.7, ОЛ-3: § 1.9 - 1.13, ОЛ-7: § 1.3, 1.4, 1.7,ДЛ-13: § 10, 17, 18, 32

ДЛ-15: § 18, 21, 98, 103

Семинар 6Теория относительности.

Ауд.: ОЛ-8: 1.398, 1.415, 1.428, 1.443 или ОЛ-9: 1.365, 1.382, 1.395, 1.409

Дома: ОЛ-8: 1.396, 1.417 или ОЛ-9: 1.363, 1.384; ОЛ-10 № 5.9, 5.30

Занятие 6. Лабораторная работа №4

 


Неделя 13-14

Лекция 13.

Тепловые и холодильные машины. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Теорема Карно. Термодинамическая шкала температур. Неравенство Клаузиуса. Термодинамическая энтропия. Закон возрастания энтропии. Третье начало термодинамики.

ОЛ-1: § 3.1, 3.2, 3.4 - 3.10, ОЛ-3: § 2.11, 3.1 - 3.5, ОЛ-7: § 3.1 - 3.5, ДЛ-13: § 19 – 22, ДЛ-15: § 27 - 31, 37,40,41

Лекция 14.

Основное неравенство и основное уравнение термодинамики. Понятие о термодинамических потенциалах. Эффект Джоуля-Томпсона. Принцип Ле-Шателье-Брауна. Введение в термодинамику необратимых процессов.

ОЛ-1: § 4.1 - 4.5, ОЛ-3: § 3.6, ОЛ-7: § 3.5, 3.6, ДЛ-13: § 23, 33, 57, ДЛ-15: § 29, 45, 46

Семинар 7. Термодинамика.

Ауд.: 0Л-8: 6.3, 6.30, 6.47, 6.154 или ОЛ-9: 2.3, 2.30, 2.47, 2.138

Дома: ОЛ-8: 6.32, 6.137 или ОЛ-9: 2.32, 2.122; ОЛ-10: 11.6, 11.61.

Занятие 7. Лабораторная работа №5

 

Прием домашнего задания №2

 


Неделя 15-16

Лекция 15.

Статистическое описание равновесных состояний. Функция распределения. Барометрическая формула. Распределения Больцмана. Принцип детального равновесия. Распределение Максвелла. Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Фазовое пространство. Распределение Максвелла-Больцмана. Равновесные флуктуации. Статистическое обоснование второго начала термодинамики. Формула Больцмана для статистической энтропии.

ОЛ-1: § 5.1 - 5.9, ОЛ-3: § 1.14, 2.1, 2.6 - 2.8, 2.10, ОЛ-7: § 2.1 - 2.4, ДЛ-13: § 8 – 10, ДЛ-15: § 72, 76, 77

Лекция 16.

Термодинамические потоки. Явления переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость. Эффузия в разреженном газе. Физический вакуум. Броуновское движение. Производство энтропии в необратимых процессах.

Л-1: § 91, 120-127, Л-11: §97, 98, 100, 102, 104

Семинар 8. Равновесные статистические распределения.

Ауд.: 0Л-8: 6.84, 6.96, 6.124, 6.208 или ОЛ-9: 2.81, 2.95, 2.119, 2.252

Дома: ОЛ-8: 6.68, 6.192 или ОЛ-9: 2.68, 2.236; ОЛ-10: 10.16, 10.60

Занятие 8. Рубежный контроль модуля 2

 


Неделя 17-18

Лекция 17.

Основные представления о строении жидкостей. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Смачивание жидкостями поверхностей твердых тел. Капиллярные явления.

ОЛ-1: § 6.1 - 6.5, ОЛ-3: § 7.1, 7.3 - 7.7, ОЛ-7: § 5.1 - 5.4, ДЛ-13: § 34, 35, 41, ДЛ-15: § 111, 112, 116, 120

Лекция 18. Обзорная лекция.

Примечание: часть указанного в плане теоретического материала лектор по согласованию с методической комиссией кафедры дает студентам для самостоятельного изучения.

 


Семестр заканчивается  экзаменом на всех факультетах

 

Литература к курсу для студентов 2-го семестра

 

План учебных занятий по курсу "Общая физика" для всех основных и отраслевых факультетов МГТУ  pdf  скачать (68.06 kB)

План учебных занятий по курсу "Общая физика" для студентов кафедр ИУ3,4,5,6,7, АК3,5, РК6,МТ4,8,11,СМ13 pdf  скачать (91.42 kB)