Физика
Семестр 1. Раздел «Механика»
Требования к освоению курса
Студент должен знать определения и смысл следующих понятий и физических величин:
Кинематика
§ Физика, механика, кинематика, динамика, статика
§ Механическое движение, поступательное движение, вращательное движение
§ Физическая модель, материальная точка, абсолютно твердое тело, абсолютно упругое тело, абсолютно неупругое тело
§ Система отсчета, радиус-вектор, уравнение движения, перемещение, траектория, путь
§ Скорость (средняя скорость, мгновенная скорость)
§ Ускорение (среднее ускорение, мгновенное ускорение), тангенциальное ускорение, нормальное ускорение
§ Угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение, период и частота вращения
Динамика
§ Масса и плотность тела, инертность тела
§ Сила, равнодействующая (результирующая) сила
§ Силы в механике (гравитационная сила, сила тяжести, вес тела)
§ Силы в механике (сила упругости, сила реакции опоры)
§ Силы в механике (сила трения скольжения и сила трения покоя)
§ Импульс тела
§ Механическая система, внешние и внутренние силы, замкнутая механическая система.
§ Центр масс
§ Механическая работа (работа силы) и мощность
§ Кинетическая и потенциальная энергия
§ Механическая энергия
§ Консервативные (потенциальные) силы, неконсервативные силы, консервативные и диссипативные системы
§ Соударение (абсолютно упругое и абсолютно неупругое)
Динамика твердого тела
§ Момент инерции материальной точки и системы материальных точек
§ Главная ось вращения и главный момент инерции
§ Кинетическая энергия вращения
§ Момент силы, плечо силы
§ Момент импульса тела
В случае физических величин студент также должен знать их обозначения, единицы измерения и формулы, определяющие эти величины.
Студент должен знать определения и смысл следующих физических законов и зависимостей:
§ Связь линейных и угловых кинематических величин
§ Первый закон Ньютона (закон инерции)
§ Второй закон Ньютона (закон движения)
§ Третий закон Ньютона (закон взаимодействия)
§ Закон сохранения импульса
§ Закон сохранения механической энергии
§ Связь работы силы с изменением механической энергии тела
§ Теорема Штейнера
§ Полная кинетическая энергия тела, движущегося одновременно поступательно и вращательно
§ Основной закон динамики вращательного движения тела
§ Закон сохранения момента импульса
Студент должен уметь:
Кинематика
§ Выделять уравнение движения тела среди других физических зависимостей
§ Для заданного уравнения поступательного движения материальной точки определять:
ü положение (координаты) точки в указанный момент времени;
ü расстояние от начала системы координат до точки в заданный момент времени (модуль радиус-вектора);
ü вектор и модуль перемещения материальной точки за заданный интервал времени;
ü вектор и модуль скорости в заданный момент времени;
ü вектор и модуль ускорения в заданный момент времени;
ü модули тангенциального и нормального ускорений в заданный момент времени;
ü радиус кривизны траектории точки в заданный момент времени.
§ Изображать векторы мгновенной скорости, тангенциального, нормального и полного ускорения для заданной траектории и характера движения материальной точки
§ Определять вид движения по заданным значениям тангенциального и нормального ускорений
§ Для заданного уравнения вращательного движения материальной точки определять:
ü угол поворота и путь, пройденный по окружности за указанный промежуток времени;
ü угловую и линейную скорость точки в заданный момент времени;
ü угловое ускорение, тангенциальное, нормальное и полное линейное ускорение точки в заданный момент времени;
§ Указывать направления векторов углового перемещения, угловой скорости и углового ускорения для заданного вращательного движения
Динамика
§ Определять и изображать равнодействующую силу, для заданных сил, действующих на тело
§ Выделять конкретную механическую силу среди других сил механики и вычислять ее, изображать вектор силы в заданной ситуации
§ Записывать второй закон Ньютона (закон поступательного движения тела) в векторном виде и в проекции на координатные оси для конкретной ситуации
§ Применять второй закон Ньютона вычисления ускорения тела или сил, действующих на тело.
§ Вычислять импульс движущегося тела
§ Вычислять координаты центра масс системы материальных точек
§ Вычислять работу постоянной силы, приложенной к телу
§ Вычислять механическую мощность
§ Вычислять кинетическую и потенциальную энергии тела
§ Применять закон сохранения импульса для конкретной ситуации
§ Применять закон сохранения механической энергии для конкретной ситуации
§ Вычислять скорость движения тел после абсолютно неупругого и абсолютно упругого соударений
§ Вычислять механическую работу как изменение механической энергии в конкретных ситуациях
Динамика твердого тела
§ Вычислять момент инерции системы материальных точек
§ Применять теорему Штейнера для вычисления момента инерции тела
§ Вычислять кинетическую энергию вращательного движения тела
§ Вычислять полную кинетическую энергию тела, движущегося поступательно и вращательно
§ Определять плечо силы относительно заданной точки
§ Вычислять момент силы в конкретной ситуации
§ Применять основной закон динамики вращательного движения в конкретной ситуации
§ Вычислять момент импульса материальной точки и твердого тела
§ Применять закон сохранения момента импульса для конкретной ситуации
