Физические основы классической механики

И.Т. Овсянников

М.П. Евстигнеев

А.Г. Рыбаков

Методические указания и контрольные задания по курсу общей физики

для студентов заочной формы обучения

инженерно-технических специальностей СевНТУ

под редакцией профессора А.Н. Веселкова

Издание 2-е исправленное и дополненное

ББК

Ф 50

УДК 53.1

Рецензенты: В.Г. Хромов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технической механики и машиноведения СевНТУ

В.А. Гусев, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электронной техники СевНТУ

Научный редактор: С.Ф. Барановский, доктор физико-матема-тических наук, профессор

Овсянніков І.Т. Методичні вказівки та контрольні завдання з курсу загальної фізики для студентів заочної форми навчання інженерно-тех-нічних спеціальностей СевНТУ / І.Т. Овсянніков, М.П. Євстигнєєв, О.Г. Рибаков / під редакцією професора О.Н. Веселкова.– Севастополь: Вид-во СевНТУ, 2006.– 224 с.

Методичні вказівки містять програму з курсу загальної фізики, вимоги до виконання та оформлення контрольних робіт, варіанти завдань за темами. З увіх розділів наведены основні формули і співвідношення, приклади розв’язання типових задач, перелік учбової та довідникової літератури. В додатку є необхідні довідкові материали.

Овсянников И.Т. Методические указания и контрольные задания по курсу общей физики для студентов заочной формы обучения инженерно-технических специальностей СевНТУ / И.Т. Овсянников, М.П. Евстигнеев, А.Г. Рыбаков / под ред. профессора А.Н. Веселкова.– Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006.– 224 с.

Методические указания включают программу по курсу общей физики, требования к выполнению и оформлению контрольных работ, варианты заданий по темам. По всем разделам приведены основные формулы и соотношения, примеры решения типовых задач, перечень учебной и справочной литературы. В приложении представлены необходимые справочные материалы.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры физики СевНТУ, протокол № 1 от 29 августа 2005 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель настоящих методических указаний - оказать помощь студентам заочной формы обучения инженерно-технических специальностей СевНТУ в изучении курса общей физики.

В пособии материал курса физики распределен на шесть разделов. В каждом из них даны основные формулы, примеры решения задач и контрольные задания. Кроме того, в пособии даны общие методические указания, рабочая программа курса физики, сведения о приближенных вычислениях и некоторые справочные таблицы.

В пособии учтены особенности учебных планов разных специальностей – различие в числе контрольных работ и во времени, отводимом для изучения курса физики. Для этого даны две таблицы вариантов контрольных работ: одна для студентов, выполняющих пять контрольных работ, и вторая – для студентов, выполняющих три контрольные работы. Таблицы вариантов контрольных работ студентам, занимающихся по специальной программе, выдаются кафедрой физики СевНТУ.

ПРОГРАММА

Программа составлена на основе «Программы курса физики для инженерно-технических специальностей высших учебных заведений», утвержденной Учебно-методическим управлением по высшему образованию 26 июня 1981 г.

Введение

Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики.

Физические основы классической механики

Механическое движение как простейшая форма движения материи. Элементы кинематики материальной точки. Скорость и ускорение точки. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории.

Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Закон инерции и инерциальные системы отсчета. Законы динамики материальной точки и системы материальных точек. Внешние и внутренние силы. Центр масс (центр инерции) механической системы и его закон движения. Закон сохранения импульса.

Энергия как универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Работа переменной силы. Кинетическая энергия механической системы и ее связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе.

Поле как форма материи, осуществляющая силовое взаимодействие между частицами вещества. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Понятие о градиенте скалярной функции координат. Напряженность, потенциал поля. Потенциальная энергия системы. Закон сохранения механической энергии.

Закон сохранения и превращения энергии как проявление неуничтожимости материи и ее движения. Применение законов сохранения к столкновению упругих и неупругих тел.

Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями точек вращающегося тела. Момент силы относительно оси. Момент импульса тела относительно неподвижной оси вращения. Момент инерции тела относительно оси. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения момента импульса. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.