ПРИЛОЖЕНИЕ В Памятка учебной дисциплины ПАМЯТКА

СТО АлтГТУ 15.62.1.0553-2011
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Памятка учебной дисциплины
ПАМЯТКА
по изучению дисциплины «Введение в физику» в 2 семестре
для студентов направления «Эксплуатация транспортно-технологических машин и
комплексов»
Составила
________ Гурова Н.М.
Утверждаю « »
2012 г.
Зав. кафедрой ОФ _________ Старостенков М.Д.
Целями освоения дисциплины «Введение в физикуа» являются:



создание универсальной базы для изучения профессиональных дисциплин;
развитие представлений о физических законах окружающего мира в их единстве и
взаимосвязи;
развитие компетенций, в соответствии с которыми бакалавры должны быть способны
решать научно-технические задачи в их последующей профессиональной деятельности.
Задачи дисциплины:






изучение законов окружающего мира в их взаимосвязи;
овладение фундаментальными принципами и методами решения научно-технических
задач;
формирование навыков по применению положений фундаментальной физики к
грамотному научному анализу ситуаций, с которыми бакалавру приходится
сталкиваться в своей профессиональной деятельности;
освоение основных физических теорий, позволяющих описать явления в природе, и
пределов применимости этих теорий для решения современных и перспективных
технологических задач;
формирование у студентов основ естественнонаучной картины мира;
ознакомление студентов с историей и логикой развития физики и основных её открытий.
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
Знать: Основные физические явления и основные законы физики, границы их применимости;
основные физические величины и физические константы, их определение, смысл и единицы их
измерения; основные физические явления; фундаментальные понятия, законы и теории классической
и современной физики.
Уметь: Выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей
деятельности.
1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Введение в физику» изучается во 2 семестре. Во 2 семестре изучаются Модуль I
«Механика» и Модуль II «Молекулярная физика и термодинамика». Согласно учебному плану,
аудиторная нагрузка по дисциплине составляет: лекции – 34 ч, практические занятия – 34 ч. На
самостоятельную работу студентов (СРС) отведено 76 ч. В СРС входит подготовка к: лекционным,
лабораторным и практическим занятиям, контрольным работам.
Форма промежуточной аттестации – ЭКЗАМЕН.
В теоретическом курсе будут рассмотрены следующие темы [1-3]:
МОДУЛЬ 1. МЕХАНИКА
Введение.
Место физики в системе наук о природе. Эксперимент и теория в физических исследованиях.
Физические модели. 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.
23
СТО АлтГТУ 15.62.1.0553-2011
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.
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.
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.
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.
Энергия – универсальная мера различных форм движения материи. Кинетическая энергия.
Потенциальная энергия. Закон сохранения и изменения энергии в механике.
4. Динамика вращательного движения твердого тела.
Вращение твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции. 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.
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.
6. 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.
МОДУЛЬ 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
1. 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.
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.
2. 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.
Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно. Коэффициент полезного
действия тепловых машин. Второй закон термодинамики.
Теорема и неравенство Клаузиуса. Энтропия, и ее свойства. Статистическая и термодинамическая
интерпретации энтропии Возрастание энтропии при неравновесных процессах. Границы
применимости второго закона термодинамики.
3. Реальные газы и жидкости.
Силы молекулярного взаимодействия. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Переход из
газообразного состояния в жидкое. Критические параметры. Насыщенный пар. Точка росы.
Поверхностное натяжение жидкости. Капиллярные явления. Представления о структуре жидкостей,
ближнем порядке, радиальной функции распределения.
24
СТО АлтГТУ 15.62.1.0553-2011
4. Твердые тела.
Ближний и дальний порядок в расположении атомов. Кристаллические и аморфные твердые тела.
Типы связей в кристаллах. Дефекты в кристаллах. Фазовые переходы I и II рода. Теплоемкость
твердого тела. Закон Дюлонга и Пти. Закон Дебая.
Темы практических занятий [4-9].
МОДУЛЬ 1. МЕХАНИКА
Занятие 1
Кинематика поступательного прямолинейного движения.
2
Занятие 2
Кинематика поступательного криволинейного движения.
2
Занятие 3
Динамика материальной точки. Законы Ньютона.
2
Занятие 4
Кинематика вращательного движения.
2
Занятие 5
Импульс, работа, мощность, энергия.
2
Занятие 6
Законы сохранения энергии, импульса.
2
Занятие 7
Динамика твердого тела.
2
Занятие 8
Закон сохранения момента импульса.
2
Занятие 9
Контрольная работа № 1
2
МОДУЛЬ 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Занятие 10
Распределение молекул идеального газа по скоростям3
2
Занятие 11
Уравнение состояния идеального газа.
2
Занятие 12
Газовые законы. Уравнение Клапейрона-Менделеева
2
Занятие 13
Теплоемкость. Внутренняя энергия.
2
Занятие 14
Первое начало термодинамики.
2
Занятие 15
Циклические процессы. КПД тепловых машин.
2
Занятие 16
Контрольная работа № 2.
Зачетное занятие
2
Занятие 17
1.
1
2. ЛИТЕРАТУРА И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Основная литература.
Тpофимова Т.И. Куpс физики.- М.: Высшая школа, 2002, 2003.- 542 с. (207 экз).
Савельев И.В. Курс общей физики. Кн. 1. Механика. М.: Астрель, 2004. - 268 с. (30 экз).
3. Савельев И.В. Курс общей физики. Кн. 3. Молекулярная физика и термодинамика. М.:
Астрель, 2004. - 262 с. (30 экз).
2.
Задачники.
4. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М.: Физматлит, 2003.- 640 с. (48 экз.).
5. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов. М.: Оникс 21 век: Мир и
образование, 2003. -384 с. (7 экз).
6. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики для техн. вузов/ В.С. Волькенштейн.
3-е изд. испр. и доп.. - СПб.: Книжный мир, 2003. - 328 с. (139 экз).
25
СТО АлтГТУ 15.62.1.0553-2011
7. Савельев И.В. Курс общей физики: [учеб. пособие для вузов по техн. направлениям и
специальностям]: в 4 т./ И.В. Савельев. М.: КНОРУС, 2009 – т. 4: Сборник вопросов и задач по общей
физике. - 2009. - 375 с (25 экз.).
8. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями: учеб. пособие для втузов/ Т.И.
Тpофимова, З.Г. Павлова. 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2001. - 592 с. (64 экз.), 2002 (31 экз.),
2003 (63 экз.).
Учебные пособия и методические указания.
9.
Жуковская Т.М., Полетаев Г.М., Пацева Ю.В., Науман Л.В. Учебно-методическое пособие по
решению задач по физике. Часть I. Механика: для студентов всех форм обучения./ Разраб. и сост.
Т.М. Жуковская, Г.М. Полетаев, Ю.В. Пацева, Л.В. Науман – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. – 72 с
(15 экз.).
10. Жуковская Т.М., Полетаев Г.М., Пацева Ю.В., Науман Л.В. Методические указания к решению
задач по физике. Часть I. Механика: для студентов всех форм обучения/ Барнаул: Изд-во АлтГТУ,
2007. – 57 с. (15 экз.).
Модуль
1
2
3. ГРАФИК КОНТРОЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТА
Вес в
Контрольное
Время проведения
итоговом
Примечания
испытание
рейтинге
Защита 4 инд. задач
по расписанию консутьтаций
0,10
Контрольная работа № 1
9 неделя
0,15
Защита 4 инд. задач
по расписанию занятий
0,10
Контрольная работа № 2
17 неделя
0,15
сессия
0,5
Экзамен
Оцениваются
по 100 баллов
Примечания:
(+) ПООЩРЕНИЯ – БОНУСЫ (+) :
1. Наличие конспекта всех лекций (не ксерокопии) – плюс от 2 до 5 баллов к семестровому
рейтингу.
2. Активная работа на практическом занятии – плюс от 2 до 10 баллов к семестровому рейтингу.
3. Учет посещаемости занятий. Студент может получить дополнительные баллы за посещаемость
занятий, определяемые по следующей схеме:
Процент посещения (П)
П ≤ 50
Дополнительные баллы (Бп)
Бп=0
50< П ≤ 60 60< П ≤ 70 70< П ≤ 80 80< П ≤ 90 90<П≤ 100
Бп=2
Бп=4
Бп=6
Бп=8
Бп=10
(-) НАКАЗАНИЯ – ШТРАФЫ (-) :
1. Любое контрольное испытание, выполненное после срока без уважительной причины,
оценивается на 10 % ниже. Максимальная оценка в этом случае 90 баллов.
2. Задолженности, ликвидированные во время сессии, оценивается на 25 % ниже.
4. ПРАВИЛА ДОПУСКА К ЭКЗАМЕНУ И ВЫСТАВЛЕНИЯ «АВТОМАТОВ»
1. К экзамену допускаются студенты, получившие зачет. Для получения зачета необходимо
защитить все лабораторные работы и сдать расчетное (индивидуальное) задание.
2. Студент получает экзамен «автоматом», если на момент окончания семестра итоговый
семестровый рейтинг RСем ≥ 80 (пишется заявление установленной формы).
26