Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Доклад'
Публичный ежегодный доклад муниципального общеобразовательного учреждения Жиздринской средней школы №1 ( МОУ ЖСШ №1) является формой широкого информи...полностью>>
'Вопросы к экзамену'
8. Системы алгебраических уравнений: общий вид системы, матричная форма, понятие решения системы, совместность системы, частное, общее решение системы...полностью>>
'Учебно-методический комплекс'
Учебно-методический комплекс дисциплины составлен профессором кафедры истории Казахстана, доктором исторических наук Аманжолом Кузембайулы на основан...полностью>>
'Документ'
Обеспечение постоянного развития промышленных предприятий является важной современной задачей экономики Минской области, которая предопределяет необх...полностью>>

Рабочая программа «Механика и основы механики сплошных сред» Специальность 010400 физика, направление 510400 физика Факультет

Главная > Рабочая программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Декан физического факультета

______________проф. Сметанин Е.В.

«____»______________»___ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

«Механика и основы механики сплошных сред»

Специальность 010400 – физика, направление 510400 - физика

Факультет физический

Курс 2, 3 Семестр 4, 5

Кафедра теоретической физики, математического и компьютерного моделирования

Общая трудоемкость дисциплины 200 часов

В том числе:

Лекции – 80 час

Практические занятия – 64 часа

Лабораторные занятия – 0

Самостоятельная работа – 56 часов

Рабочая программа принята на заседании кафедры

«______»_________________200____г.

Заведующий кафедрой _______________________проф. Сметанин Е.В.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА КУРСА

«МЕХАНИКА»

Общая трудоемкость дисциплины 125 часов

В том числе:

Лекции – 50 часов

Практические занятия – 40 часов

Лабораторные занятия – 0

Самостоятельная работа – 35 часов

  1. Объяснительная записка.

Программа предназначена для подготовки специалистов по специальности 010400 – ФИЗИКА, а также бакалавров и магистров физики. Курс «Механика» читается в 4-ом семестре после раздела «Механика» общего курса физики и представляет собой 1-ый раздел общего блока дисциплин «Теоретическая физика». Данный курс является основой для всего дальнейшего обучения студента-физика. В нем вводятся основные методы теоретического описания, качественного и количественного анализа динамических систем, общие для любых физических систем. Курс «Механика» позволяет в целом на практике применять весь математический аппарат, изученный студентами ранее в отдельных курсах цикла дисциплин «Математика» (Математический анализ, Аналитическая геометрия, Линейная алгебра, Теория функций комплексной переменной, Дифференциальные уравнения, Интегральные уравнения и вариационное исчисление).

В результате изучения курса студент приобретает фундаментальные знания об основах описания динамических систем на основе общих канонических методов и вариационных принципов, используемых во всех остальных курсах теоретической физики.

Рабочая программа курса составлена на основе государственного стандарта и примерной программы УМО – Физика.

Организация учебного процесса:

Кроме традиционных форм (лекционные, практические занятия) проводятся методические занятия, на которых отрабатывается методика решения стандартных задач и большое внимание уделяется используемому математическому аппарату. Для самостоятельной работы студентов предусмотрены блоки домашних заданий.

Контроль усвоения студентами курса осуществляется путем проведения контрольных работ (4 за семестр) и экзамена в письменной форме.

Требования к освоению содержания курса разбиты на два уровня:

1-ый уровень – программа-минимум (предусматривает оценку «удовлетворительно»),

2-ой уровень – программа-максимум (предусматривает оценки «хорошо» и «отлично»).

1-ый и 2-ой уровни освоения содержат практические задачи разного уровня сложности. Задачи предствалены в Методических указаниях по курсу «Механика».

  1. Содержание учебного материала.

    1. Разделы курса.

Раздел 1. Ньютонова динамика частицы

Раздел 2. Ньютонова динамика системы частиц.

Раздел 3. Динамика системы частиц в представлении Лагранжа.

Раздел 4. Движение в центральном поле.

Раздел 5. Общие свойства одномерного движения. Колебания систем частиц.

Раздел 6. Канонический формализм.

Раздел 7. Динамика твердого тела.

III. Тематическое планирование и краткое содержание разделов (по темам).

п/п

Наименование разделов, тем

Всего часов (общая труд-сть)

Аудиторные занятия

Лекции

Семин, практич. занятия

Лабор. работы

Самост.

работа

1

2

3

4

5

6

7

I

Ньютонова динамика частицы

1

Частица и материальная точка. Системы отсчета. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Уравнения движения в нерелятивистской механике. Преобразования Галилея. Релятивистские уравнения движения. Преобразования Лоренца. Инвариантность уравнений движения при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.

2

2

2

3

Интегрирование уравнений Ньютона. Уравнение для энергий. Интегралы движения. Условие существования первого интеграла движения – потенциальность силы. Критерий потенциальности силы. Закон сохранения полной механической энергии.

2

2

2

4

Исследование одномерного движения в потенциальном поле. Периодическое движение, финитное и инфинитное движение.

2

2

2

1

2

3

4

5

6

7

II

Ньютонова динамика системы частиц.

1

Внешние и внутренние силы. Импульс системы, аддитивность импульса. Понятие центра масс. Закон движения центра масс.

1

2

Теоремы об энергии: закон сохранения полной механической энергии, вириальная теорема, теорема Кенига о разделении кинетической энергии.

Теоремы о моменте импульса: теорема о разделении момента импульса, теорема об изменении момента импульса относительно центра масс.

3

2

2

III

Динамика системы частиц в представлении Лагранжа.

1

Связи, виртуальные конфигурации, вариации координат, скоростей и функций от координат и скоростей.

Идеальные связи. Принцип Даламбера.

2

2

2

Степени свободы и обобщенные координаты. Интеграл действия и функция Лагранжа. Принцип наименьшего действия Гамильтона. Уравнения Лагранжа как вариационные уравнения.

2

4

3

Функция Лагранжа заряженной частицы во внешнем электромагнитном поле. Движение частиц в полях. Диссипативные силы.

2

2

2

4

Обобщенный импульс. Циклические координаты. Законы сохранения и свойства симметрии пространства и времени.

2

2

2

1

2

3

4

5

6

7

IV

Движение в центральном поле

1

Движение частицы в центральном поле. Задача Кеплера (законы сохранения, интегрирование уравнений, классификация траекторий, законы Кеплера).

2

2

2

2

Рассеяние частиц в кулоновском поле. Сечение рассеяния. Формула Резерфорда. Общее решение задачи двух тел. Упругое рассеяние частиц.

4

2

2

V

Общие свойства одномерного движения. Колебания систем частиц.

1

Минимум и максимум потенциальной энергии как устойчивое и неустойчивое равновесие механической системы. Исследование характера одномерного движения вблизи этих равновесий. Уравнения движения как уравнения Лагранжа.

2

4

2

2

Учет трения в случае колебания с одной степенью свободы. Вынужденные колебания с трением и резонанс в диссипативных системах с одной степенью свободы. Резонанс без трения.

2

2

2

3

Линейный осциллятор с медленно меняющимися параметрами. Адиабатические инварианты.

2

1

4

Линейный осциллятор с периодически меняющимися параметрами. Параметрический резонанс.

2

1

5

Нелинейный осциллятор. Частотно-амплитудная дисперсия.

1

1

1

2

3

4

5

6

7

8

Малые колебания механических систем с несколькими степенями свободы. Характеристические уравнения и собственные частоты колебаний. Нормальные колебания.

3

4

2

VI

Канонический формализм

1

Переход от уравнений Лагранжа к каноническим уравнениям. Функция Гамильтона. Принцип наименьшего действия в канонических переменных и получение канонических уравнений варьированием действия.

3

4

2

Скобки Пуассона. Теорема Пуассона.

1

2

3

Фазовое пространство. Фазовые траектории. Канонические преобразования. Теорема Лиувилля.

2

2

4

Уравнения Гамильтона-Якоби. Разделение переменных в уравнении Гамильтона-Якоби.

2

2

VII

Динамика твердого тела

1

Степени свободы твердого тела. Углы Эйлера как обобщенные ориентационные координаты. Малые повороты. Представление малых поворотов векторами, сложение малых поворотов.

2

1

2

Тензор инерции и его свойства. Приведение тензора инерции к главным осям.

2

4

2

3

Уравнения Эйлера.

2

1

IV. Формы промежуточного и итогового контроля.

Промежуточный контроль: 4 контрольные работы.

Итоговый контроль: экзамен - 4 семестр (в письменной форме).

V. Учебно-методическое обеспечение.

5.1. Рекомендуемая литература (основная)

1. И.И. Ольховский. Курс теоретической механики для физиков. - М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1978.

2. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Механика. – М.: Наука, 1988.

3. В.В. Петкевич. Теоретическая механика. – М.: Наука, 1981.

4. В.Г. Невзглядов. Теоретическая механика. – М.: Физматгиз, 1959.

5. И.И. Ольховский, Ю.Г. Павленко, Л.С. Кузьменков. Задачи по теоретической механике для физиков. – М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1977.

6. В.М.Озерова, Л.Н.Маурин «Теоретическая механика». Методические указания по организации самостоятельной работы и аудиторных занятий студентов физического факультета./ ИвГУ, Иваново, 1991.

5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная)

1. Я.П. Терлецкий. Теоретическая механика. – М.: УДН, 1987.

2. А.П. Марков. Теоретическая механика. – М.: Наука, 1990.

3. Ф.Р. Гантмахер. Лекции по аналитической механике. – М.: Наука, 1966.

  1. Г. Голдстейн. Классическая механика. – М.: Наука, 1975.

5.3. Необходимый минимум для положительной оценки..

  1. Ньютонова динамика частицы

Законы Ньютона. Принцип относительности и инвариантность уравнений Ньютона относительно преобразований Галилея. Потенциальные и непотенциальные силы. Работа. Уравнение для энергий и энергии кинетическая, потенциальная и полная механическая. Импульс и момент импульса и условия их сохранения.

  1. Ньютонова динамика системы частиц.

Импульс системы частиц и закон движения центра масс. Кинетическая, потенциальная и полная энергии системы частиц. Теорема Кенига о разделении кинетической энергии и теорема о разделении момента импульса.

  1. Динамика системы частиц в представлении Лагранжа.

Голономные и неголономные связи. Степени свободы и обобщенные координаты. Функция Лагранжа. Уравнения Лагранжа как вариационные уравнения. Циклические координаты и законы сохранения. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени.

  1. Движение в центральном поле.

Задача Кеплера и ее интегрирование. Классификация траекторий. Законы Кеплера. Рассеяние частиц в кулоновском поле. Вывод формулы Резерфорда.

  1. Общие свойства одномерного движения. Колебания систем частиц.

Одномерные линейные колебания, включая случай наличия трения и внешней силы. Резонансная кривая. Колебания систем с несколькими степенями свободы. Нормальные (главные) координаты.

  1. Канонический формализм.

Канонические уравнения и функция Гамильтона. Скобки Пуассона и теорема Пуассона. Концепция ансамбля и понятие фазового пространства. Теорема Лиувилля.

  1. Динамика твердого тела.

Степени свободы твердого тела и углы Эйлера как обобщенные ориентационные координаты. Малые повороты. Теорема Эйлера для малых поворотов и понятие угловой скорости. Кинематические и динамические уравнения Эйлера. Тензор инерции, главные оси и моменты инерции. Выражение для момента импульса и кинетической энергии через угловую скорость и тензор инерции.

Автор программы_____________________________Озерова В.М.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рабочая программа Механика Специальность 010400 физика направление 510400-физика

    Рабочая программа
    Механика, изучаемая студентами на физическом факультете, с одной стороны представляет собой самостоятельный раздел знаний, а с другой – является вводным курсом физики.
  2. Учебно-методический комплекс по дисциплине Линейные и нелинейные уравнения физики (Методы математической физики)

    Учебно-методический комплекс
    Требования государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (Специальность 010701 – физика) к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы и к уровню подготовки выпускника по
  3. Н. Г. Чернышевского кафедра теоретической и математической физики рабочая программа (1)

    Рабочая программа
    Дисциплина «Электродинамика сплошных сред» является заключительной частью курса электродинамики из цикла обще профессиональных дисциплин «Теоретическая физика».
  4. Физическая мезомеханика материалов

    Документ
    Развит новый подход к описанию пластической деформации и разрушения твердых тел. Экспериментально и теоретически показано, что пластическая деформация в нагружаемом твердом теле развивается стадийно как эволюция масштабных уровней

Другие похожие документы..