ПАМЯТКА
по изучению дисциплины «Введение в физику» во 2 семестре
для студентов направления 090900 «Информационная безопасность», 230100 «Информатика и вычислительная техника».
Целью изучения дисциплины «Введение в физику» является развитие представлений о физических законах окружающего мира и способность использовать основные законы физики в профессиональной деятельности.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Согласно учебному плану, аудиторная нагрузка составляет: лекции – 17 часов, лабораторные занятия – 17 часов, практические занятия – 17 часов. Самостоятельная работа студентов (СРС) – 57 часов. В СРС входит подготовка к: лекционным, лабораторным и практическим занятиям, контрольным работам.
Форма итоговой аттестации – ЭКЗАМЕН.
Введение (лекция №1) Физика в системе естественных наук. Экспериментальная и теоретическая физика. Физические величины, их измерение и оценка погрешностей. Системы единиц физических величин. Краткая история физических идей, концепций и открытий.
Глава 1 Кинематика (лекция №1) Основные кинематические характеристики криволинейного движения: скорость и ускорение. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематика вращательного движения: угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейной скоростью и ускорением.
Глава 2 Динамика поступательного движения (лекция №2) Инерциальные системы отсчета и первый закон Ньютона. Масса, импульс, сила. Второй закон Ньютона. Уравнение движения материальной точки. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса. Закон всемирного тяготения. Силы трения. Центр масс механической системы, закон движения центра масс.
Глава 3 Работа и энергия (лекция №3) Работа силы. Работа и потенциальная энергия. Консервативные и неконсервативные силы. Работа и кинетическая энергия. Закон сохранения полной механической энергии в поле потенциальных сил. Связь между силой и потенциальной энергией. Столкновения тел. Неупругое и абсолютно упругое столкновение.
Глава 4 Динамика вращательного движения (лекция №4) Момент силы. Уравнение моментов. Момент импульса материальной точки и механической системы. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела с закрепленной осью вращения. Закон сохранения момента импульса.
Глава 5 Элементы механики сплошных сред (лекция №5) Давление в жидкости и газе. Закон Архимеда. Движение идеальной жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Силы внутреннего трения. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса.Методы определения вязкости: формулы Стокса и Пуазейля. Идеально упругое тело. Упругие напряжения и деформации. Закон Гука. Модуль Юнга.
Глава 6 Релятивистская механика (лекция №6) Принцип относительности и преобразования Галилея. Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Относительность одновременности и преобразования Лоренца. Парадоксы релятивистской кинематики: сокращение длины и замедление времени в движущихся системах отсчета. Релятивистский импульс. Взаимосвязь массы и энергии в СТО.
Глава 7 Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов (лекция №7) Давление газа с точки зрения МКТ. Распределение Максвелла для скорости молекул идеального газа. Наиболее вероятная, средняя и среднеквадратичная скорости. Экспериментальное обоснование распределения Максвелла. Распределение Больцмана и барометрическая формула.
Явления переноса. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Броуновское движение. Число столкновений и длина свободного пробега молекул идеального газа.
Глава 8 Термодинамика (лекция №8) Термодинамическое равновесие и температура. Квазистатические процессы. Уравнение состояния в термодинамике. Обратимые и необратимые процессы. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Уравнение Майера. Связь теплоемкости идеального газа с числом степеней свободы молекул. Изохорический, изобарический, изотермический, адиабатический процессы в идеальных газах. Преобразование теплоты в механическую работу. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия. Энтропия.
Глава 8 Термодинамика (лекция №9) Термодинамические потенциалы и условия равновесия. Фазовые превращения. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическая изотерма. Эффект Джоуля-Томсона. Классическая теория теплоемкости твердых тел. Закон Дюлонга и Пти.
Темы практических занятий
| Номер занятия | Содержание практического занятия | Объем (час.) |
| МОДУЛЬ 1 МЕХАНИКА | ||
| Занятие 1 | Кинематика криволинейного и вращательного движения | |
| Занятие 2 | Динамика поступательного движения материальной точки | |
| Занятие 3 | Законы сохранения энергии и импульса | |
| Занятие 4 | Динамика вращательного движения твердого тела. Закон сохранения момента импульса | |
| Занятие 5 | Контрольная работа № 1 | |
| Занятие 6 | Элементы механики сплошных сред. | |
| МОДУЛЬ 2 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА | ||
| Занятие 7 | Распределения Максвелла и Больцмана. Первое начало термодинамики. | |
| Занятие 8 | КПД тепловых машин. Энтропия идеального газа | |
| Занятие 9 | Контрольная работа № 2 |
ЛИТЕРАТУРА И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Основная литература
1. Тpофимова Т.И. Куpс физики.- М.: Высшая школа, 2002, 2003.- 542 с. (207 экз).
2. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5 кн.: [учеб. пособие для втузов]/ И.В. Савельев. М.: Астрель: АСТ, 2004, 2005 – Кн. 1: Механика. - 2004. - 336 с (17 экз.),, 2005 (2 экз.) 2006 (6 экз), 2007 (1 экз.).
3. Савельев И.В. Курс общей физики: в 5 кн.: [учеб. пособие для втузов]/ И.В. Савельев. М.: Астрель: АСТ, 2004, 2005 – Кн. 3: Молекулярная физика и термодинамика. - 2004. - 208 с (11 экз), 2005 (3 экз.).
Дополнительная литература
4. 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.).
5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М.: Физматлит, 2003.- 640 с. (48 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.).
7. Попов В.А. Физика, часть I. Механика, молекулярная физика и термодинамика: Учебно-практическое пособие/ Алт. госуд. технич. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул, 2009. – 140 с., http://elib.altstu.ru/elib/main.htm
8. Кустов С.Л. Лекции по физике. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Учебное пособие по курсу физики для студентов инженерно-технических специальностей очной и очно - заочной формы обучения.- Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2010. -130 с., http://elib.altstu.ru/elib/main.htm
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. http://elib.altstu.ru/elib/main.htm
ГРАФИК КОНТРОЛЯ СРС
| Модуль | Контрольное испытание | Время проведения | Вес в итоговом рейтинге |
| Защита 3 лаб. работ | по расписанию занятий | 0,12 | |
| Защита ИДЗ | по расписанию консультаций | 0,04 | |
| Контрольная работа № 1 | 9 неделя | 0,09 | |
| Защита 3 лаб. работ | по расписанию занятий | 0,12 | |
| Защита ИДЗ | по расписанию консультаций | 0,04 | |
| Контрольная работа № 1 | 16 неделя | 0,09 | |
| Экзамен (Зачет) | Сессия 17 неделя | 0,5 |
Примечания: Студенты, написавшие контрольную работу менее чем на 25 баллов, на консультации выполняют дополнительную работу (работу над ошибками) по повышению рейтинга до 25 баллов.
(+) ПООЩРЕНИЯ – БОНУСЫ (+):
1 Активная работа на практическом занятии – плюс от 1 до 5 баллов к семестровому рейтингу.
2 Учет посещаемости занятий. Студент может получить дополнительные баллы за посещаемость занятий, определяемые по следующей схеме:
| Процент посещения (П) | П ≤ 50 | 50<П≤60 | 60<П≤70 | 70<П≤80 | 80<П≤90 | 90<П≤100 |
| Дополнительные баллы (Бп) | Бп=0 | Бп=2 | Бп=4 | Бп=6 | Бп=8 | Бп=10 |
Критерии оценивания индивидуальных заданий
В каждом модуле студент должен защитить 4 задачи. Одна задача оценивается в 25 баллов.
| 22 - 25 баллов | Задача решена верно. В оформлении присутствует дано, найти, чертеж. Указаны основные законы и формулы, на которых базируется решение, разъяснены буквенные обозначения в формулах, получена расчетная формула. Проведена проверка единиц измерения. Студент отвечает на вопросы по решению задачи. |
| 18 - 21 баллов | В решении отсутствуют разъяснения обозначений, нет проверки единиц измерения, при вычислении допущены арифметические ошибки, которые ставят под сомнение правдоподобность численного ответа. Студент не всегда поясняет ход решения. |
| 14 - 17 баллов | В решении имеются недочеты, нет чертежа, нарушена логика решения задачи. Студент затрудняется отвечать на отдельные вопросы. Верно решенная задача, сданная повторно (в первый раз решение было не верно). |
| 10 - 13 баллов | В решении присутствуют элементы верного решения, но при выводе расчетной формулы допущены ошибки. При решении используется "готовая" формула. |
| 7 - 9 баллов | Задача решена правильно, но студент не может пояснить ход решения задачи – очевидно, что решение задачи – плод чужого труда. Правильно решеннаязадача, представленная в письменном виде без «защиты». |
