III семестр. Механика и молекулярная физика

АННОТАЦИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1. НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)
Физический лабораторный практикум. С1
2. НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ:
220400 Управление в технических системах, 221400 Управление качеством,
221700 Стандартизация и метрология, 151000 Технологические машины и
оборудование, 280700 Техносферная безопасность, 150400 Металлургия, 261400
Технологии художественной обработки материалов
3. ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ:
Все профили
4. КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ):
Бакалавр
5. ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ (наименование института и кафедры):
Институт Базового Образования
Кафедра Физики
6. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ- КООРДИНАТОР
Рахштадт Юрий Александрович, доцент, к.ф.-м.н., ведущий лектор
Тел.: 8-9037370456
Е-mail: [email protected]
Персональная страница: http://www.misis.ru/ru/5599
7. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
ЦЕЛИ:
Научить бакалавров современным методам физического исследования на
основе знаний универсальных физических законов механики, молекулярной физики
и термодинамики.
2.
Сформировать навыки решения прикладных задач, умение выделять и
моделировать конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей
профессиональной деятельности.
3.
Сформировать
навыки
проведения
физического
эксперимента,
использования современного физического оборудования и компьютерных методов
обработки результатов.
1.
ЗАДАЧИ:
1. Научить методам постановки и проведения экспериментального исследования
физических явлений и процессов на основе знаний универсальных законов механики,
молекулярной физики и термодинамики.
2. Научить использовать современные вычислительные средства для
компьютерного моделирования физических процессов и явлений механики,
молекулярной физики и термодинамики.
3. Научить осуществлять обработку экспериментальных результатов с применением
автоматизированных систем и компьютерной техники.
8. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
ЗНАТЬ
Формулировать постановку и методику проведения экспериментального
исследования физических явлений и процессов на основе знаний
универсальных законов механики, молекулярной физики и термодинамики.
Знать устройство и принцип действия современных измерительных
инструментов и приборов.
Перечислять и характеризовать способы экспериментального определения
основных кинематических параметров поступательного и вращательного
движения.
Перечислять и характеризовать методы экспериментального изучения
законов динамики поступательного и вращательного движения абсолютно
твердого тела.
Перечислять и характеризовать методы экспериментального изучения
законов сохранения энергии, импульса и момента импульса.
Перечислять и характеризовать способы экспериментального определения
параметров свободных, затухающих и вынужденных колебаний
механических систем.
Перечислять и характеризовать экспериментальные методы проверки
основных положений молекулярно-кинетической теории газов: основного
уравнения молекулярно-кинетической теории, закона равномерного
распределения энергии молекул газа по степеням свободы, распределения
Максвелла.
Перечислять и характеризовать методы проведения экспериментального
исследования явлений переноса в газах (законов Фика, Фурье и Ньютона).
Перечислять и характеризовать экспериментальные методы определения
теплоемкости идеального газа при постоянном объеме и постоянном
давлении, методы определения адиабатической постоянной.
Перечислять и характеризовать способы экспериментального определения
коэффициента поверхностного натяжения жидкости на границе с газом и
твердым телом
Перечислять и характеризовать принципы и методы компьютерного
моделирования для исследования физических явлений и процессов на
основе знаний законов механики, молекулярной физики и основ
термодинамики.
УМЕТЬ
Использовать полученные знания для корректного решения поставленных
экспериментальных задач. Использует единицы измерения в СИ.
Решать экспериментальные задачи с применением различных методик, в
том числе с использованием современных вычислительных средств.
Выбирать и применять соответствующие методы моделирования
физических процессов и явлений механики, молекулярной физики и
термодинамики.
Экспериментально решать задачи на применение основных уравнений
кинематики и динамики плоского движения твердого тела.
Применять фундаментальные законы сохранения энергии, импульса и
момента импульса для экспериментального исследования консервативных
и диссипативных систем.
Уметь экспериментально определить параметры различных видов
колебаний механических систем (амплитуду, частоту, период, добротность,
декремент затухания и другие).
Уметь обосновать выбор метода экспериментальной проверки основных
положений молекулярно-кинетической теории газов.
Уметь использовать основные понятия, законы и модели термодинамики
для экспериментального исследования явлений переноса в газах.
Уметь экспериментально определить теплоемкость газа при постоянном
объеме и постоянном давлении; найти адиабатическую постоянную.
ВЛАДЕТЬ
Уметь экспериментально определить коэффициент поверхностного
натяжения жидкости и исследовать его зависимость от состава жидкости.
Владеть опытом постановки и проведения эксперимента по определению
кинематических и динамических характеристик поступательного и
вращательного движения макроскопических тел.
Владеть навыками экспериментальной проверки выполнимости законов
сохранения энергии, импульса и момента импульса для макроскопических
систем.
Владеть опытом экспериментального определения и навыками расчета
параметров колебательных систем.
Владеть опытом экспериментального определения и навыками расчета
параметров термодинамических систем.
Владеть методами анализа и статистической обработки результатов
эксперимента с применением автоматизированных систем и компьютерной
техники.
Владеть методами компьютерного моделирования основных процессов и
явлений механики, молекулярной физики и термодинамики.
Владеть навыками самостоятельной работы с литературными источниками,
включая использование Интернета, при поиске информации для выбора
оптимального метода решения поставленной экспериментальной задачи.
9. КОМПЕТЕНЦИИ, ВКЛАД В ФОРМИРОВАНИЕ КОТОРЫХ ВНОСИТ МОДУЛЬ
(ДИСЦИПЛИНА)
Код
Компетенции
Формулировка компетенции
ОК.В.6
ОПК.В.1
Знать основы метрологии, методы и средства измерения физических
величин, правовые основы и системы стандартизации и сертификации
Знать основные явления и законы механики, термодинамики,
молекулярно-кинетической теории,
Знать строение атома
ОПК.В.1
Знать роль естественных наук в развитии техники и технологий
ОПК.В.1
Знать фундаментальные естественно-научные принципы,
лежащие в основе профессиональной деятельности
Знать методы планирования и проведения физических
экспериментов, обработки их результатов и оценивания
погрешности;
Уметь осуществлять корректное математическое описание физических
явлений и технологических процессов
Уметь
применять
фундаментальные
математические,
естественно-научные, социально-экономические и инженерные
принципы в качестве основы профессиональной деятельности
Уметь определять физические и механические свойства материалов при
различных видах испытаний
Владеть физическими основами методами неразрушающего контроля
материалов
ОПК.В.1
ОПК.Н.5
ОПК.В.1
ОПК.В.1
ПК.П.2
ПК.П.2
10. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ) (перечень основных разделов с указанием
количества занятий по каждому разделу)
№
Наименование раздела Лекции Практические Лабораторные Самостоятельная
п/п
(час) занятия (час) работы (час)
работа (час)
1
Физические основы
нерелятивистской
механики
2
3
4
Механические
колебания
Основы специальной
теории относительности
Молекулярная физика и
термодинамика
10
30
7
21
11. КУРС 2 СЕМЕСТР 3 КОЛИЧЕСТВО ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ 2
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 17 час. В ТОМ ЧИСЛЕ:
ЛЕКЦИИ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 17 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 51 час. В ТОМ ЧИСЛЕ:
Подготовка к выполнению лабораторных работ (конспекты, вопросы для самоподготовки)
17 час.
Подготовка к защите лабораторных работ (расчетные работы, тесты, контрольные
вопросы) 34 час.
ИТОГО 68 час.
12. ДИСЦИПЛИНЫ, ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ:
Курс математики и физики в объеме программы средней школы.
Механика и молекулярная физика - в объеме 2-го семестра
13. ДИСЦИПЛИНЫ, ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ:
1. Высшая математика:
 Математический анализ С1 (Математический анализ. Часть 1. Дифференциальное
исчисление).
 Математический анализ С2 (Математический анализ. Часть 2. Интегральное
исчисление).
 Аналитическая геометрия и алгебра С1.
2. Информатика и программирование:
 Вычислительные методы С1.
 Компьютерное моделирование С2.
.
14. ВИД АТТЕСТАЦИИ:
Зачет
15. ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА (указать учебник(и), по которому
ведется обучение и дополнительную литературу, привести ссылки на электронный
контент в системе дистанционного или смешанного обучения)
а) основная литература:
№
п/п
Автор
1
2
Капуткин Д.Е.,
Шустиков А.Г.
3
Наименование
Физика. Механика.
Молекулярная физика и
термодинамика. /
Лабораторный практикум. Ч.1.
Физика. Механика.
Молекулярная физика и
термодинамика. /
Лабораторный практикум. Ч.2.
Физика. Обработка
результатов измерений при
выполнении лабораторных
работ. / Учебное пособие.
Издательство
Год
издания*
М.: Изд. Дом
МИСиС. 126с.
2008.
М.: Изд. Дом
МИСиС. 123с.
2009.
М.: МИСиС.
Учеба. 108с.
2007.
б) дополнительная литература:
№
п/п
1
Автор
Савельев И.В.
2
Савельев И.В.
3
Хайкин С.Э.
4
Кикоин А.К.,
Кикоин И.К.
Наименование
Курс общей физики. В 5
томах. Том 1. Механика.
Учебное пособие. -448с.
Курс общей физики. В 5
томах. Том 3.
Молекулярная физика и
термодинамика. Учебное
пособие.-224с.
Физические основы
механики. Серия: Учебники
для вузов.
Молекулярная физика
Издательство
Год
издания*
Лань
2011
Лань
2011
Лань
2008
Лань
2008
в) электронный контент:
1. Наими Е.К., Белов М.И., Степанова В.А. и др. Механика. Лабораторный практикум.
2009г. – http://www.misis.ru/ru/1506
2. Наими Е.К., Капуткин Д.Е., Уварова И.Ф. и др. Молекулярная физика и
термодинамика. Лабораторный практикум. 2009г. – http://www.misis.ru/ru/1506
3. Наими Е.К., Курашев С.М., Уварова И.Ф. и др. Колебания и волны. Лабораторный
практикум. 2010 г. – http://www.misis.ru/ru/4528
4. Рахштадт Ю.А. Методическая разработка контрольно-измерительных материалов
для самоподготовки и самооценки знаний (тесты) по курсу «Общая физика». 2010
г. – Learn exact. http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
5. Рахштадт Ю.А. Справочные материалы к учебной общеуниверситетской
дисциплине «Физика» (глоссарий). 2010 г. – http://www.misis.ru/ru/1311
6. Степанова В.А. Определение плотности твердых тел по их геометрическим
размерам и массе. Методическое пособие. 2011г. – Learn exact
http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
7. Рахштадт Ю.А. Законы столкновений. Методическое пособие. 2011г. – Learn exact
http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
8. Колесникова Э.Н. Основной закон динамики вращательного движения твердого
тела. Методическое пособие. 2011г. – Learn exact
http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
9. Ахметчина Т.М. Математический маятник. Методическое пособие. 2011г. – Learn
exact http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
10. Морозова Т.В. Распределение молекул газа по скоростям (распределение
Максвелла) Методическое пособие. 2011г. – Learn exact
http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
11. Рахштадт Ю.А.Теплоемкость газов. Методическое пособие. 2011г. – Learn exact
http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
12.Докучаева В.А. Опытная проверка уравнения состояния идеального газа.
Методическое пособие. 2011г. – Learn exact http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp
13. Рахштадт Ю.А., Капуткин Д.Е. Конспект лекций.
«Механика. Молекулярная физика и термодинамика».
Learn exact. http://lex.misis.ru/exact/glove/viewer.asp, 2009 г.
14.Аннотации лабораторных работ по физике. / Под ред. проф. Д.Е.Капуткина. – Сайт
http://sp.misis.ru Институт Базового Образования. Кафедра физики. Студенческий
Учебный Ресурс. Лабораторные работы. 2011, декабрь. 45с.
15.Степанова В.А. Ф и зи к а . Л аб о р а т ор ны й п р а к ти к ум с к о мп ью т е р н ым и
м о д е л я ми . / Под ред. проф. Д.Е.Капуткина.– Сайт http://sp.misis.ru. Институт
Базового Образования. Кафедра физики. Студенческий Учебный Ресурс.
2010 г.139 с.
Автор:
Рахштадт Юрий Александрович, доцент, канд.физ.-мат.наук