Навчальний курс "Теоретична механіка"(спеціальність-Математика)

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук


ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

TM SK.png

Галузь знань, напрям підготовки

спеціальність 6.040201 Математика,

Спеціалізація : фізика, інформатика, економіка

освітньо-кваліфікаційний рівень:

бакалавр


Зміст

Мета та завдання навчального курсу

Мета

• сформувати цілісне бачення світу, сприяти виробленню наукового підходу до аналізу проблем оточуючого світу.

• розвивати логічне та діалектичне мислення під час тлумачення явищ та процесів природи.

• сформувати розуміння, що увесь курс фізики об'єднується загальноприродничими принципами і положеннями, які по різному проявляються в різних теоріях: принципи причинності, додатковості, відповідності, відносності, симетрії, закони збереження тощо.

Завдання

• розглянути ряд фізичних явищ і процесів, що вивчались у школі і курсі загальної фізики, використовуючи основні загальні теоретичні підходи і показати, що одержані висновки не заперечують висновкам шкільної та експериментальної фізики, а розширюють і доповнюють їх, створюючи у студентів цілісного уявлення про науковий підхід у дослідженні фізичних явищ.

• отримати розширене і більш загальне тлумачення та аналіз основних фізичних понять, що розглядались у школі і курсі загальної фізики (кінематичні поняття, маса, сила, простір, час, причинність, відносність, інваріантність і т.ін.).

• встановити більш строгі рамки і критеріїв існування і використання фізичних законів, спираючись на основні загальні положення.

• отримати пояснення нових досягнень фізики та їх використання у науці і техніці.


У результаті вивчення навчального курсу студент повинен

знати: ....................

• завдання і методи класичної механіки, межі її застосування.

• значення класичної механіки для розвитку техніки і природничих наук • завдання кінематики.

• прийняті системи відліку.

• способи вивчення руху матеріальної точки: природний, векторний, координатний.

• проекції швидкості і прискорення точки на осі декартової, циліндричної і природної систем координат.

• зміну кінематичних величин при зміні системи відліку.

• відносний, переносний і абсолютний рухи точки.

• перетворення координат Галілея. Теореми додавання швидкостей і прискорень.

• класифікацію рухів твердого тіла.

• розподіл лінійних швидкостей і прискорень точок твердого тіла.

• закони Ньютона.

• диференціальні рівняння руху точки.

• дві основні задачі динаміки точки ї їх розв’язування.

• принцип причинності.

• рух невільної матеріальної точки. Сили реакції зв'язків.

• задання станів системи матеріальних точок у класичній механіці.

• класифікацію сил, що діють на систему.

• властивості внутрішніх сил.

• загальні теореми динаміки системи.

• означення центра мас системи. Теорема про рух центра мас.

• означення роботи сили.

• про потенціальне силове поле.

• про кінетичну і потенціальну енергію точки, системи точок.

• умову потенціальності стаціонарного силового поля.

• теорему Кеніга.

• теорему про зміну кінетичної енергії системи точок, точки.

• закон збереження механічної енергії системи, точки.

• основи динаміки твердого тіла.

• основні поняття та аксіоми статики.

• метод узагальнених координат.

• рівняння Лагранжа П роду.

• зв'язок функції Лагранжа із законами збереження.

• функцію Гамільтона. Канонічні рівняння Гамільтона. Інтегрування канонічних рівнянь. Дужки Пуассона.

• два методи побудови класичної механіки.

• варіаційний принцип Гамільтона-Остроградського.

• закони руху матеріальної точки в неінерціальній системі відліку.

• задачу двох тіл.

• розв‘язок задачі на малі коливання систем.

• експериментальне обґрунтування СТВ. Постулати Ейнштейна.

• перетворення Лоренца.

• кінематичні наслідки перетворень Лоренца: ефекти скорочення довжини і сповільнення часу, перетворення швидкостей.

• інтервали між подіями, їх інваріантність та класифікація інтервалів і причинно-наслідкові зв’язки між подіями. Власний час.

• чотиривимірний простір Мінковського.

• Основне рівняння релятивістської динаміки, зв’язок міх енергією частинки і її масою.


вміти: ...................

• пояснити роль фізичного знання в житті людини й суспільному розвитку.

• пояснити відносність механічного руху.

• класифікувати види механічного руху.

• розв’язувати фізичні задачі на визначення кінематичних і динамічних величин під час рівномірного й нерівномірного рухів.

• аналізувати графіки рівномірного й рівноприскореного рухів і визначати за ними параметри руху.

• складати рівняння руху тіла під дією кількох сил у векторній і скалярній формі.

• записувати рівняння закону збереження імпульсу та енергії під час пружного та непружного зіткнення тіл.

• пояснити реактивний рух, перетворення енергії в механічних процесах.

• класифікувати види механічної енергії.

• розв’язувати фізичні задачі на застосування понять імпульс тіла, імпульс сили, робота й потужність, закону збереження імпульсу та закону збереження енергії, закону збереження моменту імпульсу.

• пояснити резонанс, поширення механічних коливань у пружному середовищі, затухання вільних коливань, утворення стоячих хвиль.

• пояснити відносність довжини й часу, відносність одночасності подій у рухомій і нерухомій системі відліку, просторово-часові властивості фізичного світу.

• розв’язувати фізичні задачі на релятивістський закон додавання швидкостей, формулу взаємозв’язку маси та енергії.

| Робоча програма курсу "Теоретична механіка"


Тематика лекцій курсу "Теоретична механіка"

[глосарій до курсу "Теоретична механіка" ]

Автор (автори) курсу

Волчанський Олег Володимирович кандидат фіз.-мат. наук., доцент

Посилання на сторінки авторів

Учасники

Сторінка координування курсу "Теоретична механіка"(спеціальність-Математика)"

Графік навчання

Варіант Структура

Змістовий модуль 1

КЛАСИЧНА МЕХАНІКА

Навчальні теми змістового модуля 1.//

Тема 1. Вступ. Завдання і методи класичної механіки. Кінематика.

Тема 2. Динаміка точки і системи матеріальних точок.

Тема 3. Основи динаміки твердого тіла. Статика.

Змістовий модуль 2

ОСНОВИ АНАЛІТИЧНОЇ МЕХАНІКИ. ОСНОВИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ

Навчальні теми змістового модуля 2.

Тема 4. Основи аналітичної механіки.

Тема 5. Вибрані задачі механіки

Тема 6. Основи спеціальної теорії відносності (СТВ). Релятивістська кінематика. Чотиривимірний простір Мінковського.

Тема 7. Релятивістська динаміка.

Зміст курсу

Змістовий модуль І

ТМ прецесія.png




КЛАСИЧНА МЕХАНІКА





Тема 1. Вступ. Завдання і методи класичної механіки. Кінематика

Теоретичний матеріал

Лекції до теми "Вступ. Завдання і методи класичної механіки. Кінематика"

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Вступ. Завдання і методи класичної механіки. Кінематика"

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Вступ. Завдання і методи класичної механіки. Кінематика"

заголовок посилання===Тема 2. Динаміка точки і системи матеріальних точок===

Теоретичний матеріал

Лекції до теми "Динаміка точки і системи матеріальних точок"

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Динаміка точки і системи матеріальних точок"

Самостійна робота

Фільм до теми "Динаміка точки і системи матеріальних точок" - дослід Кавендіша

Тема 3. Основи динаміки твердого тіла. Статика.

Теоретичний матеріал

Лекція до теми "Основи динаміки твердого тіла. Статика."

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Основи динаміки твердого тіла. Статика."

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Основи динаміки твердого тіла. Статика."

Змістовий модуль ІІ

STV1.jpg



ОСНОВИ АНАЛІТИЧНОЇ МЕХАНІКИ.

ОСНОВИ СПЕЦІАЛЬНОЇ ТЕОРІЇ ВІДНОСНОСТІ




Тема 4. Основи аналітичної механіки

Теоретичний матеріал

Лекції до теми "Основи аналітичної механіки."

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Основи аналітичної механіки."

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Основи аналітичної механіки."

Тема 5. Вибрані задачі механіки

Теоретичний матеріал

Лекції до теми "Вибрані задачі механіки"

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Вибрані задачі механіки"

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Вибрані задачі механіки"


Тема 6. Основи спеціальної теорії відносності (СТВ). Релятивістська кінематика. Чотиривимірний простір Мінковського.

Теоретичний матеріал

Лекції до теми "Основи спеціальної теорії відносності (СТВ). Релятивістська кінематика. Чотиривимірний простір Мінковського."

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Основи спеціальної теорії відносності (СТВ). Релятивістська кінематика. Чотиривимірний простір Мінковського."

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Основи спеціальної теорії відносності (СТВ). Релятивістська кінематика. Чотиривимірний простір Мінковського."


Тема 7. Релятивістська динаміка.

Теоретичний матеріал

Лекція до теми "Релятивістська динаміка."

Практичні завдання

Практичні заняття з теми "Релятивістська динаміка."

Самостійна робота

Самостійна робота з теми "Релятивістська динаміка."


Ресурси

Рекомендована література

Базова

1. Мултановский В.В. Курс теоретической физики. - М.: Просвещение, 1988. -304 с.

2. Андрєєв B.C., Дущенко В.П., Федорченко A.M. Теоретична фізика. Класична механіка. - К.: Вища школа, 1984. -303 с

3. Бугаєнко Г.О., Фонкіч М.Е. Курс теоретичної фізики. Електродинаміка. Теорія відносності. -К.:Рад.шк., 1965.-419.

4. Жирнов Н.И. Классическая механика. - М.: Просвещение, 1980. -303 с.

5. Мазуренко Д.М., Альперін М.М. Задачі і вправи з теоретичної фізики. - К.: Вища школа, 1978.-183 с

6. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. - М.: Наука, 1986. —448 с.

7. Волчанський О. В., Чінчой О. О. Практикум з теоретичної механіки: для студентів математичних спеціальностей педагогічних університетів. – Кіровоград: Видавничий центр АНПП, 2011.─ 107 с.

8. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Кн. 1. - М.: Наука, 1969. -271 с.

9. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика: Учеб. Пособие. - В 10-ти т. Т.1. Механика. - М.: Наука, 1988. -216с.

10. Ольховський И.И. Курс теоретической механики для физиков. - М.: Наука, 1970. -447 с.

11. М.А. Павловский, Л.Ю. Акинфиева, О.Ф. Бойчук. Теоретическая механика. Динамика. - К.: Вища шк., 1990.-480 с.

12. Пеннер Д.И., Угаров В.А. Злектродинамика и специальная теория относительности. - М.: Просвещение, 1980.-271 с.

13. И.В. Савельев Основьі теоретической физики. Т.1. Механика и злектродинамика. -М.: Наука, 1975.-416 с.

14. A.M. Федорченко. Класична механіка і електродинаміка. - К.: Вища школа, 1992 -535 с.

Допоміжна

1. А.Н. Матвеев. Электродинамика и теория относительности. - М.: Высшая школа, 1964.

2. В.Г. Левич. Курс теоретической физики, т. 1. - М: Наука.

3. Голубева О.В. Теоретическая механика. .- М.: Вьісшая школа, 1976, -350 с.

4. Павленко Ю.Г. Лекции по теоретической механике. .- М.: Изд-во МГУ, 1991, -336 с.

5. Савельев И.В. Основы теоретической физики. Т. 1. .- М: Наука, 1991, -493 с.

6. Ю.Б. Румер и М.С. Рывкин. Теория относительности. - М: Учпедгиз, 1960.

Інформаційні ресурси

1. http://www.newlibrary.ru/genre/nauka/fizika/

2. http://fizika.kiev.ua-

3. http://www.alleng.ru/edu/phys9.htm


---