Document 431572

http://www.rf.unn.ru/generalphysics/for-students
ПРОГРАММА
курса лекций по физике для студентов групп 417-419
Лектор – доцент Царев Максим Владимирович
I. КИНЕМАТИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
1. Координатный и векторный способы описания движения материальной точки (м.т.). Скорость и ускорение.
2. Вращательное движение м.т. Угловая скорость и угловое ускорение. Связь линейных и угловых
характеристик движения.
3. Естественный способ описания движения м.т. Нормальное и тангенциальное ускорения.
4. Преобразования Галилея. Пересчет скорости и ускорения в поступательно движущуюся систему отсчета.
II. ДИНАМИКА МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ
I, II, III законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Понятия силы и массы.
Движение под действием постоянной силы.
Прямолинейное движение при наличии тормозящей силы, пропорциональной скорости.
Гармонические колебания – движение под действием квазиупругой силы. Уравнение гармонического осциллятора.
Момент импульса м.т. и теорема о его изменении. Закон сохранения момента импульса. Пример – движение в
поле центральной силы.
10. Работа силы. Мощность.
11. Потенциальные силы. Потенциальная энергия частицы в силовом поле.
12. Теоремы об изменении кинетической и механической энергий м.т. Закон сохранения механической энергии.
5.
6.
7.
8.
9.
III. ОСНОВЫЕ ВИДЫ СИЛ
13. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Напряженность и потенциал электрического поля.
14. Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Циклотронная частота.
Ларморовский радиус. Циклотрон. Магнитная фокусировка.
15. Движение заряженной частицы в параллельных электрическом и магнитном полях.
16. Движение заряженной частицы в скрещенных электрическом и магнитном полях. Эффект Холла.
17. Сила Ампера. Виток с током в магнитном поле.
18. Деформации растяжения-сжатия. Нормальное напряжение. Закон Гука. Модуль Юнга, коэффициент Пуассона.
19. Сухое трение. Законы Амонтона и Кулона.
20. Вязкое трение, формула Ньютона. Формула Пуазёйля.
21. Сопротивление движению тела в вязкой среде. Формула Стокса. Число Рейнольдса. Моделирование.
22. Закон всемирного тяготения. Эквивалентность инертной и гравитационной масс.
23. Законы Кеплера. I и II космические скорости.
24. II закон Ньютона в поступательно движущейся неинерциальной системе отсчета (НИСО). Переносная сила
инерции. Эквивалентность сил инерции и сил тяготения.
25. Центробежная и кориолисова силы инерции. Земля как НИСО.
IV. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ (СТО)
26. Постулаты СТО. Преобразования Лоренца.
27. Относительность одновременности двух событий.
28. Сокращение длины движущегося тела. Парадокс шеста и сарая.
29. Релятивистское замедление времени.
30. Релятивистский закон сложения скоростей.
31. Интервал.
32. Релятивистский импульс. Релятивистское уравнение движения. Пример – ускорение заряженной частицы
электрическим полем.
33. Взаимосвязь массы и энергии. Фотон – частица с нулевой массой покоя.
--------------------------------------------------------------------------------------------Жирным шрифтом выделены вопросы программы-минимум.
ЛИТЕРАТУРА (ОСНОВНАЯ)
1.
2.
3.
4.
5.
Иродов И.Е. Основные законы механики. М.: Высш. шк., 1985.
Сивухин Д.В. Общий курс физики, т. 1. Механика. М.: Наука, 1989.
Сивухин Д.В. Общий курс физики, т. 3. Электричество. М.: Наука, 1977, 1983.
Иродов И.Е. Задачи по общей физике: Учеб. пособие. М.: Наука, 1988.
Сборник задач по общему курсу физики. Механика. Под ред. И.А.Яковлева. М.: Наука, 1977.
ЛИТЕРАТУРА (ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ)
1.
2.
3.
4.
Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971.
Савельев И.В. Курс общей физики, т. 1. Механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1987.
Берклеевский курс физики, т. 1. Ч.Киттель, У.Найт, М.Рудерман. Механика. М.: Наука, 1975.
Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М.. Фейнмановские лекции по физике. Современная наука о природе. Законы
механики. Пространство, время, движение. Т. 1, 2. М.: Мир, 1967, 1977.
На дом: [1] 104, 96, 97, 108*
ПРОГРАММА
практических занятий, раздел "Механика"
[2] 1.76
Занятие 6. Движение под действием силы, зависящей
Занятие 1. Кинематика прямолинейного движения
ax
Зависимость
a0
времени приведена
0

2
t
ускорения
на
тела
от
рисунке.
Начальные значения координаты и
скорости нулевые. Найти: vx(t) и x(t) (графики), <ax>2.
[2] 1.21, 1.15*
Занятие 2. Кинематика криволинейного движения
[1] 21,24
[2] 1.29,1.34,1.42
На дом: [2] 1.25,1.33 (1.25, 1.33)
Дано: x(0) = y(0) = 0, vx(t) = V0cost, vy(t) = V0sin t.
Найти: x(t), y(t), траекторию, an, a.
Занятие 3. Кинематика вращательного движения.
Преобразования Галилея
[1] 62, 59, 65
[2] 1.47
На дом: [1] 66,60,63
Занятие 4. Движение под действием постоянной силы
1. На вертикальном стержне закреплен шарик
массы m. Стержень скреплен с тележкой, которая
движется горизонтально с ускорением a. Найти
силу, действующую на шарик со стороны стержня.
2. На гладкой наклонной плоскости, составляющей
угол  с горизонтом, находится тело массы m, к
которому приложена горизонтально направленная
сила F. Определить ускорение тела и силу, с
которой оно давит на плоскость.
от времени
[2] 1.78, 1.82 (подобрать начальную скорость, при
которой движение чисто колебательное).
На дом: [2] 1.81, 1.83
Найти траекторию заряженной частицы,
влетающей в пространство между обкладками
конденсатора, к которому приложено напряжение
V0 sint.
Занятие 7. Движение под действием силы, зависящей
от скорости
[1] 111-113, 115
На дом: [1] 116, 117, 118
[2] 1.84, 1.85
Занятие 8. Движение под действием квазиупругой
силы
[1] 575, 583, 579, 567
[2] 4.23, 4.24, 4.34-4.36
На дом: [1] 572, 577, 578, 576*
[2] 4.38, 4.39
Занятие 9. Динамика вращательного движения
Шарик массы m равномерно вращается с угловой
скоростью  на жестком стержне длины l. Найти
зависимость силы действия шарика на стержень от
угла поворота ( - угол между стержнем и
горизонтальным направлением), если вращение
происходит в вертикальной плоскости.
3. Груз массы m привязан к гладкому клину с углом
[1] 266, 274, 472
 при основании. Клин движется горизонтально с
[2] 1.240
ускорением а. Найти силу натяжение нити и силу, с
которой груз давит на клин.
4. Телу на гладкой наклонной плоскости сообщили
начальную скорость вдоль плоскости. Найти
траекторию движения в зависимости от
направления начальной скорости.
На дом: [1] 91
[2] 1.61
Занятие 5. Простейшие системы тел. Кинематические
На дом: [1] 257, 267, 273
[2] 1.88, 1.242
Занятие 10. Работа и энергия
[1] 160, 163, 262, 582
[2] 1.144, 1.163
Легкая пружина жесткости k и длины l стоит
вертикально на столе. С высоты H над столом на
нее падает шарик массы m. Какую максимальную
связи
скорость будет иметь шарик при своем движении
[1] 103, 107, 132
вниз? Трением пренебречь.
[2] 1.74, 1.77
На дом: [1] 176, 177
[2] 1.159, 1.160
Занятие 11. Работа и энергия
На дом: [1] 523, 528
[2] 1.89, 1.90, 1.91, 1.175
[2] 1.315
На дом: [1] 291
Занятие 16. НИСО
[2] 1.164
[1] 644, 126, 284, 679, 680
Занятие 12. Момент импульса
[2] 1.353, 1.109, 1.105
На дом: [1] 309
[1] 371, 500, 473
[2] 1.206, 1.207
[2] 4.30
На дом: [1] 474
Занятие 17. НИСО
[2] 1.204, 1.205
Занятие
13.
Движение
[1] 300, 302, 303
заряженной
частицы
в
электрическом и магнитном полях
[2] 1.104, 1.110
На дом: [1] 294, 304, 297
Рассчитать чувствительность электронно-лучевой
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник задач по общему курсу физики. Механика.
трубки.
Немоноскоростной сгусток водородной плазмы
инжектируется в область однородного магнитного
поля перпендикулярно линиям поля. Нарисовать
траектории частиц, указать положение частиц на
траекториях в данный момент времени.
Пучок электронов, пройдя через отклоняющие
пластины ЭЛТ, на которые подано переменное
напряжение, попадает в продольное магнитное
поле.
Нарисовать
траектории
нескольких
электронов (вид спереди и сбоку). Что видно на
экране
ЭЛТ?
Найти
расстояние
до
первой
фокусировки.
[2] 3.398, 3.402, 3.409
На дом: [2] 3.390, 3.394, 3.399, 3.405, 3.411
Занятие 14. Силы сухого трения
1.К
телу
массы
m,
находящемуся
на
горизонтальной плоскости (коэффициент трения
между телом и плоскостью ), прикладывают силу
F под углом  к горизонту. Нарисовать график
зависимости силы трения от F.
2.Тело
массы
m
находится
на
наклонной
плоскости, составляющей угол  с горизонтом.
Коэффициент трения между телом и плоскостью .
Нарисовать график зависимости силы трения от
угла .
[1] 89
[2] 1.69
На дом: [1] 269
[2] 1.70, 1.100
Занятие 15. Упругие силы и деформации
[1] 526, 556, 552
[2] 1.38
Под ред. И.А. Яковлева. М.: Наука, 1977.
2. Иродов И.Е. Задачи по общей физики. М.: Наука,
1988.