I. физические основы механики
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
В Г. ТАГАНРОГЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ПИ (филиал) ДГТУ в г. Таганроге
Кафедра гуманитарных и естественнонаучных дисциплин
ФИЗИКА
Программа, методические указания и контрольные задания для студентов – заочников направления 09.03.02 «Информационные технологии» по курсу «Физика»
(бакалавриат)
Г.
Рекомендовано к публикации кафедрой гуманитарных и естественнонаучных дисциплин,
протокол № ____ от ________________________
Составители:
Бедная Татьяна Алексеевна, к.т.н.
Предисловие
Цель настоящего учебно-методического указания – оказать помощь студентам–заочникам инженерно-технических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики.
Основной учебный материал программы курса в методическом указании распределен на 5 разделов. В каждом из них даны основные формулы, примеры решения задач, задачи для самостоятельного решения, контрольные задания и некоторые справочные таблицы.
В указании учтены особенности учебных планов инженерных специальностей для программы бакалавриат. Дана таблица вариантов контрольных работ для студентов, выполняющих 2 контрольные работы.
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедры физики вузов организуют чтение лекций, практические занятия и лабораторные работы. Поэтому процесс изучения физики состоит из следующих этапов:
1) проработка установочных и обзорных лекций;
2) самостоятельная работа над учебниками и учебными пособиями;
3) выполнение контрольных работ;
4) лабораторный практикум;
5) зачеты и экзамены.
При самостоятельной работе над учебным материалом необходимо:
1) составлять конспект, записывая в нем законы и формулы, выражающие эти законы, определения основных физических понятий и сущность физических явлений и методов исследования;
2) изучать курс физики систематически, так как в противном случае материал будет усвоен поверхностно;
3) пользоваться каким-то одним учебником или учебным пособием (или ограниченным числом пособий), чтобы не утрачивалась логическая связь между отдельными вопросами, по крайней мере внутри какого-то определенного раздела курса.
Контрольные работы позволяют закрепить теоретический материал курса. В процессе изучения физики студент должен выполнить 2 контрольные работы. Решение задач контрольных работ является проверкой степени усвоения студентом теоретического курса, а рецензии на работу помогают ему доработать и правильно освоить различные разделы курса физики. Перед выполнением контрольной работы необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач по данной контрольной работе, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами, приведенными в конце методических указаний.
Контрольная работа содержат по задач. Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с последней цифрой шифра по таблице для контрольных работ. Если, например, последняя цифра 5, то в контрольных работах студент решает задачи 5, 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85, 95, 105, 115, 125, 135, 145, 155.
При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:
1) указывать на титульном листе номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес;
2) контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента;
3) задачу своего варианта переписывать полностью, а заданные физические величины выписать отдельно, при этом все числовые величины должны быть переведены в одну систему единиц;
4) для пояснения решения задачи там, где это нужно, аккуратно сделать чертеж;
5) решение задачи и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями;
6) в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи;
7) при получении расчетной формулы для решения конкретной задачи приводить ее вывод;
8) задачу рекомендуется решить сначала в общем виде, т. е. только в буквенных обозначениях, поясняя применяемые при написании формул буквенные обозначения;
9) вычисления следует проводить с помощью подстановки заданных числовых величин в расчетную формулу. Все необходимые числовые значения величин должны быть выражены в СИ;
10) проверить единицы полученных величин по расчетной формуле и тем самым подтвердить ее правильность;
11) константы физических величин и другие справочные данные выбирать из таблиц;
12) при вычислениях, по возможности, использовать микрокалькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных;
13) в контрольной работе следует указывать учебники и учебные пособия, которые использовались при решении задач.
Контрольные работы, оформленные без соблюдения указанных правил, а также работы, выполненные не по своему варианту, не засчитывают.
При отправлении работы на повторное рецензирование обязательно представлять работу с первой рецензией.
I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Предмет механики. Кинематика и динамика. Классическая механика. Квантовая механика. Релятивистская механика.
Элементы кинематики
Физические модели: материальная точка (частица), система материальных точек, абсолютно твердое тело, сплошная среда. Пространство и время. Кинематическое описание движения. Прямолинейное движение точки. Движение точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Скорость и ускорение при криволинейном движении. Нормальное и касательное ускорение. Степени свободы и обобщенные координаты. Число степеней свободы абсолютно твердого тела. Вектор угловой скорости. Кинематическое описание движения жидкости.
Динамика частиц
Основная задача динамики. Понятие состояния в классической механике. Уравнения движения. Масса и импульс. Границы применимости классического способа описания движения частиц. Первый закон Ньютона и понятие инерциальной системы отсчета. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Сила как производная импульса. Третий закон Ньютона и закон сохранения импульса. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
Закон сохранения импульса
Закон сохранения импульса как фундаментальный закон природы. Реактивное движение. Центр инерции. Аддитивность массы. Теорема о движении центра инерции. Система центра инерции.