ФИЗИКА
Часть 1
(Физические основы механики, основы молекулярной физики и
термодинамики, основы электродинамики)
Методические указания и контрольные
задания для студентов заочной формы обучения
направлений: 13.03.01; 13.03.02; 15.03.01; 15.03.04; 15.03.05;
20.03.01; 23.03.01; 23.03.03; 27.03.01; 23.05.01; 27.03.04.
Курган 2018
Кафедра: «Общая физика»
Дисциплина: «Физика»
(направления 13.03.01; 13.03.02; 15.03.01; 15.03.04; 15.03.05;
20.03.01; 23.03.01; 23.03.03; 27.03.01; 23.05.01; 27.03.04)
Составили: д-р техн. наук, профессор Б.С. Воронцов,
канд. физ.-мат. наук, доцент Т.Н. Новгородова,
канд. физ.-мат. наук, доцент В.М. Овсянов.
Утверждены на заседании кафедры «21» февраля 2018 г.
Рекомендованы методическим советом университета «20» декабря 2017 г.
Введение
Физика – наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Изучаемые физикой формы движения (механическая, тепловая и др.) присутствуют во всех высших и более сложных формах движения материи (химических, биологических и др.). Поэтому они, будучи наиболее простыми, являются в то же время наиболее общими формами движения материи.
Курс физики вместе с другими дисциплинами цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин составляет основу теоретической подготовки инженеров и играет роль фундаментальной физико-математической базы, без которой невозможна успешная деятельность инженеров любого профиля.
Дисциплина «Физика» представляет собой целостный и фундаментальный курс, единый в своих частях и демонстрирующий роль физики как основы всего современного естествознания.
Изучение курса физики совместно с другими дисциплинами цикла способствует формированию у студентов знаний и умений, являющихся основой формирования соответствующих компетенций, а также современного естественнонаучного мировоззрения.
Цель настоящих методических указаний – оказать помощь студентам заочной формы обучения технических специальностей КГУ в изучении курса физики.
Общие методические указания
Дисциплина «Физика» изучается студентами технических специальностей заочной формы обучения Курганского государственного университета в течение двух семестров.
Основной формой обучения студента заочной формы обучения является самостоятельная работа с учебным материалом. Эта работа организуется и направляется кафедрой общей физики КГУ. Преподаватели кафедры читают студентам установочные и обзорные лекции, проводят консультации, практические и лабораторные занятия, осуществляют текущий и итоговый контроль приобретенных знаний.
Процесс изучения физики студентами заочной формы обучения в каждом из учебных семестров состоит из следующих этапов:
1) проработка установочных и обзорных лекций;
2) самостоятельная работа с учебниками и учебными пособиями;
3) выполнение и защита контрольных работ;
4) прохождение лабораторного практикума;
5) сдача зачетов (если они предусмотрены учебным планом) и экзаменов.
Важнейшим аспектом самостоятельной работы студентов является выполнение контрольных работ, которые позволяют закрепить теоретический материал курса. В процессе изучения физики студент должен выполнить две контрольные работы (по одной в семестр). Контрольные работы рецензируются преподавателем и, в случае необходимости, отправляются на доработку. Обязательным элементом является последующая защита контрольной работы студентом, которая может происходить как в течение семестра, так и во время сессии.
Основные разделы курса физики для инженерно-технических специальностей распределены по контрольным работам следующим образом.
Первая контрольная работа включает в себя физические основы механики, основы молекулярной физики и термодинамики, основы электродинамики.
Вторая – электромагнетизм, волновую оптику, элементы квантовой физики, элементы физики атомного ядра и элементарных частиц.
Вариант задания контрольной работы для каждого студента определяет преподаватель.
Перед её выполнением необходимо внимательно ознакомиться с примерами решения задач, уравнениями и формулами, а также со справочными материалами, приведенными в методических указаниях.
Каждая контрольная работа оформляется в отдельной тетради. На титульном листе должны быть указаны: номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилия и инициалы студента, номер учебной группы, шифр и домашний адрес.
При решении задач по физике необходимо:
1 Внимательно прочитать условие задачи. Полностью переписать условие задачи в тетрадь. Сделать краткую запись, выразить все данные в СИ. Если позволяет характер задачи, необходимо сделать рисунок, поясняющий ее сущность.
2 Уточнить, какие величины требуется найти в результате решения задачи. Дать определения этих величин, записать для них соответствующие математические соотношения.
3 Установить круг физических явлений, относящихся к данной задаче, и физические законы, лежащие в их основе. Записать в общем виде математические выражения этих законов, а также соотношения между величинами, характеризующими установленные явления с количественной точки зрения.
4 Переписать все уравнения в соответствии с условиями задачи. (Ввести обозначения величин, учесть начальные и конечные условия, число состояний и количественный состав представленной в задаче физической системы).
5 Исходя из полученных соотношений, составить замкнутую систему уравнений (число уравнений совпадает с числом неизвестных). Решить ее любым известным математическим методом. (Следует помнить, что в ряде случаев «лишние» неизвестные могут сокращаться в процессе промежуточных математических преобразований).
6 Если конечное выражение для искомой величины является достаточно сложным, то его правильность желательно проверить методом размерности.
7 Необходимо помнить, что численные значения физических величин всегда являются приближенными. Поэтому при расчетах надо руководствоваться правилами действий с приближенными числами.
Отметим, что для инженерных расчетов, как, впрочем, и для большинства физических, достаточна точность, обеспечиваемая тремя значащими цифрами.
8 Получив численный ответ, оценить его правдоподобность с позиций современной физики.
2 Содержание курса «Физика»
(1 семестр изучения)