Материал: План ИВТФ весна

Ивтф. Физика (весенний семестр 2020). План семинарских занятий.

При описании физической величины необходимо дать определение, единицу ее измерения и направление (для векторных величин). При описании физического явления необходимо дать определение, примеры применения. Указанные задачи будут включены в билеты к итоговому экзамену (зачету) курса физики, изучаемого в весеннем семестре.

1. Кинематика поступательного движения и движения по окружности материальной точки. Материальная точка (м.т.), система отсчета, радиус-вектор м.т. Средняя и мгновенная скорость м.т. Среднее и мгновенное ускорение м.т. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематические уравнения движения материальной точки при прямолинейном равномерном и равноускоренном движении. Угловое перемещение м.т., угловая скорость м.т., угловое ускорение м.т. Кинематические уравнения движения при равномерном и равноускоренном движении материальной точки по окружности через угловые величины. Связь между линейной и угловой скоростью, связь между тангенциальным и угловым ускорением.

№ 8, 13, 15, 24, 28 – Ли-Орлов В.К., Демьянцева Н.Г., Кузьмин С.М. «Физика в задачах. Механика» (стр. 22-25)

2. Динамика материальной точки. Сила, результирующая сила. Инертность, масса тела. Законы сил в механике (закон всемирного тяготения, силы трения скольжения, сила сопротивления, формула Стокса, сила упругости, сила Архимеда). Законы Ньютона. Импульс м.т, импульс системы м.т. Элементарный импульс силы, импульс силы. 2 закон Ньютона в импульсной форме. Внутренние и внешние силы. Закон сохранения импульса м.т и системы м.т.

№ 2, 3, 5, 24, 2 (на стр.75) - Ли-Орлов В.К., Демьянцева Н.Г., Кузьмин С.М. «Физика в задачах. Механика» (стр. 67-70; 75-78)

3. Механическая энергия. Физический смысл энергии. Кинетическая энергия, потенциальная энергия, полная механическая энергия. Работа силы (физический смысл). Элементарная работа силы, работа силы на участке траектории. Мощность (средняя и мгновенная). Теорема об изменении кинетической энергии м.т. Консервативная сила (примеры), работа консервативной силы. Закон сохранения механической энергии системы м.т. Неконсервативная сила, работа неконсервативной силы. Взаимосвязь консервативной силы и потенциальной энергии м.т.

№ 5, 6, 14, 29 - Ли-Орлов В.К., Демьянцева Н.Г., Кузьмин С.М. «Физика в задачах. Механика» (стр. 71-75)

4. Динамика вращательного движения твердого тела. Физический смысл момента инерции. Момент инерции материальной точки и твердого тела относительно оси вращения. Моменты инерции тонкого стержня, диска, кольца, шара относительно главных осей инерции. Теорема Штейнера. Момент силы относительно неподвижной точки, момент импульса материальной точки и твердого тела относительно оси вращения, основной закон динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси (в дифференциальной и интегральной формах). Кинетическая энергия вращающегося тела. Работа при вращении твердого тела. Закон сохранения момента импульса.

№ 1, 2, 6, 8, 7 – Ли-Орлов В.К., Демьянцева Н.Г., Кузьмин С.М. «Физика в задачах. Механика» (стр. 99-105)

5. Молекулярная физика. Термодинамическая система, термодинамический процесс. Идеальный газ. Количество вещества. Молярная масса. Основное уравнение МКТ идеального газа, уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы и их графическое представление. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекулы. Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа (формула), молекулярно-кинетический смысл внутренней энергии. Распределение Максвелла молекул идеального газа по скоростям. Распределение Больцмана.

№ 327, 333, 383, 389, 395, 348. - «Сборник задач по физике» Рыбакова Г.И.

6. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия термодинамической системы. Первое начало термодинамики. Первое начало термодинамики применительно к идеальному газу. Работа идеального газа при его расширении, работа в изопроцессах. Удельная и молярная теплоемкости вещества, связь между ними. Молярные теплоемкости идеального газа при постоянном объеме и давлении. Адиабатический процесс, уравнение Пуассона, коэффициент Пуассона (определение и через число степеней свободы).

№ 408, 418, 419, 425, 435, 449 – «Сборник задач по физике» Рыбакова Г.И.

7. Термодинамические циклы. Энтропия. Круговые процессы. Прямой и обратный цикл. Обратимые и необратимые процессы. КПД кругового процесса. Теорема Карно, цикл Карно и его КПД. Энтропия, изменение энтропии, изменение энтропии идеального газа. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики.

423, 430, 463, 471, 501 - «Сборник задач по физике» Рыбакова Г.И.

Лабораторные работы.

Отчет по лабораторной работе должен содержать название работы, приборы и принадлежности, схема лабораторной установки, краткое теоретическое введение (в том числе вывод рабочей формулы, если она есть), порядок выполнения, таблица для занесения экспериментальных данных, пример проводимы вычислений, вывод.

В ответах на теоретические вопросы по лабораторной работе необходимо писать подробное пояснение всех буквенных обозначений физических величин и констант. При описании физической величины знать ее единицу измерения и для векторной величины уметь определять направление. При описании физического закона или явления знать границы его применения.

1. Определение коэффициента динамической вязкости жидкости методом Стокса (методичка из раздела «Молекулярная физика»). Вопросы (знать):

1. Средняя скорость м.т. (определение, единица измерения, направление).

2. Мгновенная скорость м.т. (определение, единица измерения, направление).

3. Среднее ускорение м.т. (определение, единица измерения, направление).

4. Мгновенное ускорение м.т. (определение, единица измерения, направление).

5. Тангенциальное ускорение (определение, единица измерения, направление).

6. Зависимость скорости и координаты м.т. от времени при равномерном прямолинейном движении (формула).

7. Зависимость проекции скорости υ_x и координаты х м.т. от времени при прямолинейном движении с постоянным ускорением (формула).

8. Сила (физический смысл, единица измерения).

9. Равнодействующая сила (определение).

10. Инертность тела (определение).

11. Масса (физический смысл, единица измерения).

12. Первый закон Ньютона (формулировка).

13. Второй закон Ньютона (формулировка, формула).

14. Сила тяжести (формула).

15. Сила Архимеда (формула).

16. Формула Стокса для силы вязкого трения.

Уметь:

Применять законы кинематики и динамики в условиях конкретной задачи.

Задача 1. Тело бросили вертикально с некоторой высоты: а) вверх, б) вниз. Начальные скорости в обоих случаях одинаковы. Сравнить скорости тела в момент падения на Землю. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача 2. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Через какое время от начала движения, оно пройдет путь 40 м? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача 3. Прямолинейное движение материальной точки задано уравнением x=3t-t³(х  в м, t  в с).: Достигнет ли точка координат: а) х = 1 м; б) х = 3 м? Начало движения при t = 0.

Задача 4. Два тела массами m₁m₂ падают с одинаковой высоты. Силы сопротивления воздуха считать постоянными и одинаковыми для обоих тел. Сравнить время падения тел.

2. Определение скорости пули при помощи баллистического маятника. Вопросы (знать):

1. Импульс м.т. (определение, единица измерения, направление).

2. Импульс системы м.т. (формула).

3. Импульс силы. (определение, единица измерения, направление).

4. Второй закон Ньютона в импульсной форме.

5. Третий закон Ньютона (формулировка, формула).

6. Внутренние силы (определение, пример).

7. Внешние силы (определение, пример).

8. Замкнутая система м.т. (определение)

9. Закон сохранения импульса м.т. и системы м.т. (формулировка).

10. Энергия (физический смысл, единица измерения).

11. Кинетическая энергия м.т. (физический смысл, формула).

12. Потенциальная энергия м.т. (физический смысл, примеры формул).

13. Полная механическая энергия (определение).

14. Элементарная работа силы (определение, единица).

15. Работа силы (физический смысл).

16. Работа силы на участке траектории (определение, единица измерения).

17. Теорема об изменении кинетической энергии м.т. (формулировка, формула))

18. Консервативная сила (определение, примеры).

19. Работа консервативной силы (формула).

20. Работа неконсервативной силы (формула).

21. Закон сохранения механической энергии м.т. (формулировка)

22. Связь между консервативной силой и потенциальной энергией (формула).

Уметь:

Применять законы сохранения в условиях конкретной задачи.