Распределение по семестрам

Вид подготовки

Объем СРС, час / вес

семестр

3

4

5

1. Подготовка к лабораторным и практическим занятиям

48

24

32

2. Подготовка к двум контрольным работам

12

6

8

3. Подготовка к трем коллоквиумам

24

12

16

4. Выполнение расчетного задания (индивид. задания)

18

9

12

Лекция 1

Введение. Место физики в системе наук о природе. Эксперимент и теория в физических исследованиях. Физические модели. Пространство и время как формы существования движущейся материи. Система единиц СИ.

1. Кинематика материальной точки. Относительность движения. Координатная и векторная формы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорения. Прямолинейное движение. Кинематика движения по криволинейной траектории.

Лекция 2

Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными характеристиками движения. Движение по окружности. Кинематика материальной точки в движущейся системе координат. Преобразования Галилея. Классический закон сложения скоростей.

Лекция 3

2. Динамика материальной точки. Взаимодействие материальных тел. Инерциальные и неинерциальные системы координат. Законы Ньютона. Масса. Сила. Фундаментальные взаимодействия в природе. Силы в классической механике. Закон всемирного тяготения. Свойства сил тяжести, упругости, трения. Принцип относительности Галилея.

Лекция 4

Движение материальной точки в неинерциальной системе отсчета. Силы инерции. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. Неинерциальность системы координат, связанной с Землей, ее проявления в геофизических явлениях. Законы механики в движущихся системах отсчета.

Лекция 5

3. Законы сохранения в механике. Понятие замкнутой системы. Импульс материальной точки, системы материальных точек. Закон сохранения и изменения импульса. Центр масс системы материальных точек и закон его движения. Реактивное движение. Работа силы, мощность. Потенциальные и непотенциальные силы в механике.

Лекции 6

Энергия – универсальная мера различных форм движения материи. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения и изменения энергии в механике.

Лекция 7

4. Динамика вращательного движения твердого тела. Вращение твердого тела относительно неподвижной оси. Момент импульса материальной точки и системы материальных точек. Момент инерции твердых тел разной формы. Главные оси инерции. Тензор инерции. Теорема Штейнера. Момент силы. Основное уравнение динамика вращательного движения твердого тела. Работа, мощность и кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения и изменения момента импульса. Гироскоп.

Лекция 8

5. Релятивистская механика. Основные постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразование Лоренца и следствия из них. Основной закон релятивистской динамики. Релятивистский импульс и энергия. Взаимосвязь массы и энергии. Закон сохранения полной энергии.

Лекция 9

6. Колебания и волны.

Гармонические колебания (уравнение, основные характеристики). Уравнение свободных колебаний модельных систем (пружинный, математический и физический маятники). Сложение колебаний. Энергия колеблющейся точки. Волна. Уравнение монохроматической бегущей волны, основные характеристики волн. Продольные и поперечные волны. Стоячие волны.

Лекция 10

7. Элементы гидро- и аэродинамики. Движение идеальной жидкости, поле скоростей, линии и трубки тока. Теорема о неразрывности струи. Уравнение Бернулли. Течение вязкой жидкости, формула Пуазейля. Ламинарные и турбулентные потоки.

Лекция 11

8. Основные представления молекулярно-кинетической теории. Предмет и методы молекулярной физики. Статический и термодинамический подходы. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы. Идеальный газ как модельная термодинамическая система. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Газовые законы. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Адиабатический процесс.

Лекция 12

Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла) и в поле потенциальных сил (распределение Больцмана). Барометрическая формула. Средняя длина свободного пробега и эффективный диаметр газовых молекул. Явления переноса: диффузия, внутреннее трение и теплопроводность.

Лекция 13

9. Основы термодинамики. Внутренняя энергия идеального газа. Работа термодинамической системы. Количество теплоты. Теплоемкость. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекул. Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам.

Лекция 14

Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия тепловых машин. Второй закон термодинамики.

Лекция 15

Теорема и неравенство Клаузиуса. Энтропия, и ее свойства. Статистическая и термодинамическая интерпретации энтропии Возрастание энтропии при неравновесных процессах. Границы применимости второго закона термодинамики.

Лекция 16

10. Реальные газы и жидкости. Силы молекулярного взаимодействия. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Переход из газообразного состояния в жидкое. Критические параметры. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Испарение и кипение жидкостей. Насыщенный пар. Точка росы. Поверхностное натяжение жидкости. Капиллярные явления. Представления о структуре жидкостей, ближнем порядке, радиальной функции распределения.

Лекция 17

11. Твердые тела. Ближний и дальний порядок в расположении атомов. Кристаллические решетки. Типы связей в кристаллах. Дефекты в кристаллах. Фазовые переходы между агрегатными состояниями вещества. Фазовые переходы I и II рода. Теплоемкость твердого тела. Закон Дюлонга и Пти. Закон Дебая.