Рабочая программа

1) Относительность механического движения. Система отсчета. Материальная точка (частица). Траектория. Путь и перемещение. Скорость и ускорение.

2) Прямолинейное и криволинейное движение частицы. Касательное (тангенциальное) и нормальное ускорение.

3) Инерция. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Сложение скоростей и принцип относительности в классической механике.

4) Взаимодействие тел. Сила. Инертность. Масса, плотность. Второй и третий законы Ньютона.

5) Силы в механике: гравитационная, тяжести, упругости, вес, выталкивающая, трения (покоя, скольжения, качения, внутреннее).

6) Движение тела в поле силы тяжести. Свободное падение. Движение тела под действием нескольких сил. Равнодействующая.

7) Абсолютно твердое тело (АТТ). Центр инерции (масс) АТТ и закон его движения. Поступательное и вращательное движение АТТ. Система центра инерции.

8) Угловое перемещение, угловая скорость и угловое ускорение. Связь между кинематическими характеристиками поступательного и вращательного движения.

9) Момент силы. Момент инерции. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения.

10) Изолированная система. Импульс (количество движения) тела. Закон сохранения импульса.

11) Момент импульса (момент количества движения). Собственный момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

12) Механическая работа, мощность. Работа постоянной и переменной силы. Работа момента сил при вращательном движении.

13) Кинетическая энергия. Консервативные силы. Потенциальная энергия. Полная механическая энергия. Закон сохранения энергии в механике. Диссипация энергии. Общефизический закон сохранения энергии.

14) Абсолютно упругое и абсолютно неупругое столкновение частиц.

15) Простые механизмы: наклонная плоскость, блок, рычаг. «Золотое правило» механики. КПД механизма.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Измерения и погрешность

Умение правильно измерять и обрабатывать полученные результаты необходимо не только в научной, но и в практической инженерной деятельности. Любые измерения должны завершаться соответствующей математической обработкой результатов измерений, обязательно включающей в себя оценкупогрешности проведенных измерений. Только в этом случае эксперимент считается законченным, а его результаты приобретают ценность и достоверность.

подробное изложение методики измерения и расчета погрешности представлено в методических указаниях [1]. В данной работе приведены лишь основные правила вычисления погрешности при прямых и косвенных измерениях.

П.2.1. Расчет погрешности при прямых измерениях

Прежде чем проводить прямые измерения какой-либо величины необходимо тщательно проанализировать и по возможности устранить (существенно уменьшить) основную систематическую погрешность, связанную с методом измерения, несовершенством или неисправностью приборов и инструментов и т. п. Затем следует выбрать прибор или инструмент исходя из значения допустимой погрешности. Для этого требуется провести хотя бы одно оценочное измерение и при выборе измерительного прибора руководствоваться тем, что пог-решность прибора или инструмента (инструментальная погрешность) х_ин должна быть, по крайней мере, раз в сто меньше самой измеряемой величины.

Выбрав измерительный прибор или инструмент, можно приступить к измерениям. Если после двух – трех измерений результат останется неизменным (что свидетельствует о малой случайной погрешности), то следует прекратить измерения и записать результат:

, (П.2.1)

где _х – … .

В противном случае для уменьшения случайной погрешности провести многократные измерения (в физической лаборатории выполняют, как правило, 5 – 10 измерений).

Прежде чем приступить к расчету погрешности, необходимо внимательно проанализировать полученные результаты. Если среди них имеется измерение, резко отличающееся по своему значению от остальных, то следует проверить, не является ли оно промахом, и если да, то исключить его.

Основной порядок математической обработки результатов многократных прямых измерений:

1) вычислить среднеарифметическое (действительное) значение измеряемой величины:

; (П.2.2)

2) рассчитать абсолютную погрешность прямых многократных измерений:

; (П.2.3)

3) вычислить относительную погрешность результата измерений:

; (П.2.4)

4) записать окончательный результат (с учетом правила округления) в виде:

. (П.2.5)

при записи окончательного результата измерений (и оценки погреш-ности) необходимо всегда придерживаться следующего правила: значение абсолютной погрешности результата измерений округляют до двух значащих цифр слева, а среднее значение – до того разряда, в котором находится вторая значащая цифра абсолютной погрешности.

Пример. Пусть в результате измерений и расчетов было получено: = 17,968 см их = 0,237 см. Тогда окончательный результат (с учетом правил округления) следует записать в виде: х = (17,97  0,24) см.