Кинематика материальной точки.




Программа по общей физике

РАЗДЕЛ 3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ-ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Разделы и темы модуля-дисциплины, их содержание

Механика

Задачи и методы физики.

1. Структура процесса познания. Теория и эксперимент. Роль эксперимента в процессе познания. Краткие сведения о погрешностях измерений и теории обработки результатов измерений.

2. Предмет механики. Фундаментальные физические модели и место механики среди них.

Кинематика материальной точки.

 

  1. Пространство и время. Важнейшие системы координат.
  2. Материальная точка. Способы описания положения и движения материальной точки. Закон движения.
  3. Основные понятия кинематики (радиус-вектор, координаты, траектория, путь, перемещение, средняя скорость, мгновенная скорость, ускорение).
  4. Нормальное и тангенциальное ускорения, радиус кривизны кривой.
  5. Вращательное движение материальной точки. Равномерное вращение. Угловая скорость и угловое ускорение.
  6. Задачи кинематики.

 

3.1.1.3 Основы динамики материальной точки.

 

  1. Аксиомы классической механики. Первый закон Ньютона. Свободное тело. Инерциальные системы отсчёта. Явление инерции.
  2. Второй закон Ньютона. Сила. Масса. Соотношение между первым и вторым законами Ньютона.
  3. Фундаментальные взаимодействия и силы. Приближённые силы. Действие и противодействие.
  4. Третий закон Ньютона.
  5. Принцип относительности и преобразования Галилея. Сложение скоростей в классической механике. Вариантные и инвариантные величины.
  6. Задачи динамики, роль начальных условий.

 

3.1.1.4. Неинерциальные системы отсчёта.

 

  1. Абсолютное, переносное и относительное движения. Преобразование скоростей и ускорений при переходе от инерциальной к неинерциальной системе отсчёта. Теорема Кориолиса.
  2. Уравнение движения материальной точки в неинерциальной системе отсчёта. Силы инерции. Эквивалентность сил инерции и гравитации.

 

3.1.1.5. Работа и энергия.

 

  1. Работа силы. Работа силы на криволинейном пути. Мощность силы.
  2. Работа однородной силы тяжести. Работа гравитационной силы. Работа силы упругости. Работа силы трения скольжения. Консервативные и неконсервативные силы.
  3. Силовое поле. Потенциальная энергия силовых полей. Связь между консервативной силой и потенциальной энергией. Нормировка потенциальной энергии.
  4. Работа консервативных сил в механической системе.
  5. Кинетическая энергия материальной точки и системы материальных точек.
  6. Полная механическая энергия. Закон изменения полной энергии.
  7. Закон сохранения механической энергии. Общефизический закон сохранения энергии.

 

3.1.1.6. Импульс. Момент импульса.

 

  1. Импульс материальной точки и системы материальных точек. Уравнение движения системы материальных точек.
  2. Закон сохранения импульса.
  3. Центр масс системы материальных точек. Теорема о движении центра масс.
  4. Момент силы и момент импульса материальной точки. Уравнение моментов для материальной точки.
  5. Момент импульса для системы частиц. Уравнение моментов для системы материальных точек.
  6. Закон сохранения момента импульса.
  7. Собственный момент импульса системы частиц.
  8. Законы сохранения в механике. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени.

3.1.1.7. Динамика твёрдого тела.

 

  1. Число степеней свободы. Связи. Правила определения числа степеней свободы в механических системах.
  2. Абсолютно твёрдое тело. Число степеней свободы абсолютно твердого тела.
  3. Уравнения движения твёрдого тела.
  4. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Векторы угловой скорости и углового ускорения.
  5. Уравнение динамики вращательного движения вокруг неподвижной оси. Момент инерции твёрдого тела относительно оси вращения.
  6. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Понятие свободных и главных осей. Главный момент инерции.
  7. Кинетическая энергия твёрдого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.
  8. Работа внешних сил при вращении тела вокруг неподвижной оси.
  9. Гироскоп. Прецессия гироскопа. Нутация.
  10. Условия равновесия твердых тел.

 

3.1.1.8. Механика деформируемых тел

 

  1. Особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел.
  2. Кристаллы (анизотропия, тепловое расширение) Аморфные тела. Полимеры. Жидкие кристаллы. Жидкости.
  3. Типы упругих деформаций. Внутренние напряжения.
  4. Закон Гука для упругих деформаций. Диаграмма растяжения.
  5. Энергия упругой деформации.
  6. Механические свойства биологических тканей.

3.1.1.9. Механические колебания.

 

  1. Определение колебаний. Условия их возникновения.
  2. Гармоническое колебание и его характеристики.
  3. Уравнение колебательного процесса.
  4. Кинематика колебательного движения. Векторные диаграммы.
  5. Сложение одинаково направленных колебаний. Биения.
  6. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
  7. Динамика колебаний. Пружинный маятник. Физический и математический маятники. Квазиупругие силы.
  8. Кинетическая и потенциальная энергия колебательного движения.
  9. Свободные и затухающие колебания. Декремент затухания.
  10. Вынужденные колебания. Резонанс. Автоколебания.

3.1.1.10. Механические волны и элементы акустики

  1. Волновой процесс. Характеристики волнового движения.
  2. Продольные и поперечные волны. Скорость волны.
  3. Энергия волнового движения. Вектор Умова-Пойтинга
  4. Распространение волн в упругой среде. Уравнение плоской и сферической волны, распространяющихся в произвольном направлении.
  5. Уравнение бегущей волны. Принцип суперпозиции. Отражение и интерференция волн. Стоячие волны. Резонатор. Эффект Доплера. Ударные волны.
  6. Природа звука. Характеристики звуковых ощущений и их связь с физическими характеристиками звуковой волны. Частотные характеристики звука.
  7. Ультразвук. Инфразвук. Энергетические характеристики звука. Звуковые измерения.
  8. Физика слухового восприятия. Физические аспекты функционирования наружного, среднего и внутреннего уха.

3.1.1.11. Механика несжимаемой жидкости.

 

  1. Несжимаемая жидкость. Линии и трубки тока.
  2. Уравнение неразрывности струи.
  3. Уравнение Бернулли.
  4. Вязкость. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса.
  5. Течение жидкости в трубах. Формула Пуазейля.


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: