Рух в неінерціальних системах відліку.
Програма коллокивиуму з курсу «Загальна фізика 1. Механіка» для студентів 1-ого курсу
ФТІ НТУУ «КПІ» (гр. ФЕ -11)
Вступ.
Методи фізики: експеримент, теоретичне моделювання, їх співвідношення. Основні види взаємодії в природі.
Механіка і теорія відносності.
1. Задачі механіки. Засоби опису руху: простір і геометрія. Простір механіки Ньютона. Відхилення від Евклідового простору та його наслідки. Час. Час і простір.
2. Кінематика. Задачі кінематики. Засоби опису руху: матеріальна точка, система відліку, траєкторія. Способи опису руху точки: природний, координатний, векторний. Переміщення, швидкість точки (середня, миттєва), швидкість точки при різних способах опису руху.
3. Прискорення точки (середнє, миттєве). Зв’язок зі способом опису руху. Орієнтація прискорення відносно швидкості і траєкторії: нормальне, тангенціальне, повне прискорення, Рух по колу: вектор елементарного кутового переміщення, вектор кутової швидкості, кутове прискорення, зв’язок з лінійною швидкістю і прискоренням.
4. Кінематика руху твердого тіла. Ступені волі. Обертальний рух, вектор елементарного кутового переміщення, вектор кутової швидкості, кутове прискорення. Зв’язок із характеристиками лінійного руху. Теорема про складання швидкостей. Приклади. Площинний рух, вирази для абсолютної, переносної, відносної швидкостей. Миттєва вісь обертання. Приклади.
|
|
|
Динаміка матеріальної точки і систем точок.
1. 1, 2, 3 закони Ньютона. Рівняння руху матеріальної точки. Основні задачі динаміки. Сили в механіці.
2. Імпульс точки, імпульс сили. Імпульс системи точок. Внутрішні, зовнішні сили. Рівняння руху для системи точок. Ізольована система точок. Закон збереження імпульсу. Центр мас системи точок, теорема про рух центра мас.
3. Момент імпульсу і момент сили матеріальної точки відносно початку системи координат (точки). Рівняння моментів для точки. Імпульс моменту сили. Закон збереження моменту імпульсу. Момент імпульсу і момент сили відносно осі. Закон збереження моменту імпульсу відносно осі.
4. Момент імпульсу системи матеріальних точок. Момент внутрішніх і зовнішніх сил. Рівняння моментів для системи точок. Імпульс моменту сили системи точок. Закон збереження моменту імпульсу системи матеріальних точок.
5. Перетворення моменту імпульсу і сили при перетворенні системи відліку. Момент імпульсу і момент сил відносно рухомого начала. Власний момент імпульсу. Система центру мас.
6. Рух тіл зі зміною масою. Рівняння Мещерського. Рівняння Ціолковського.
Робота і енергія.
1. Робота сили, потужність, кінетична енергія матеріальної точки. Приклади роботи різних сил. Потенціальні сили і потенціальна енергія. Поле сил. Зв’язок між потенціальної силою та потенціальної енергією (поняття градієнту). Консервативні сили. Робота консервативних сил. Критерії консервативності сили.
|
|
|
2. Повна механічна енергія матеріальної точки в зовнішньому полі консервативних сил. Робота зовнішніх сил. Закон збереження повної механічної енергії для точки. Неконсервативні сили.
3. Кінетична енергія системи точок. Повна енергія системи не взаємодіючих матеріальних точок у зовнішньому полі сил. Закон збереження енергії.
4. Робота внутрішніх сил. Потенціальна енергія взаємодії системи матеріальних точок. Закон збереження енергії для системи взаємодіючих точок у зовнішньому полі сил. Теорема Кьоніга.
5. Зіткнення двох тіл. Пружне, не пружне зіткнення в лабораторній системі та в системі центру мас.
6. Особливості руху частки в полі консервативних сил. (потенціальний бар’єр, потенціальна яма).
Рух в полі центральних сил. Закони Кеплера.
1. Поле центральних сил. Гравітаційне поле. Робота гравітаційної сили. Нормування потенціальної енергії.
2. Особливості руху матеріальної точки в полі центральних сил. Рівняння руху. Секторіальна швидкість. Ефективна потенціальна енергія. Границі руху, фінітний, інфінитний рух. Приклад.
|
|
|
3. Траєкторія руху в гравітаційному полі. Рівняння конічного розрізу. Рух по еліпсу. Закони Кеплера.
4. Задача двох тіл.
5. Поле поблизу поверхні Землі. Космічні швидкості.
Рух в неінерціальних системах відліку.
1. Сили інерції і закони Ньютона.
2. Рівняння руху в неінерціальній системі відліку (НСВ). Швидкість і прискорення відносно НСВ .Сили інерції: відцентрова і Коріоліса. Загальне рівняння руху в НСВ.
3. Рух в неінерціальних системах відліку які рухаються поступально та обертально.
4. Особливості руху точці відносно Землі, як неінерціальній системи відліку. Вага тіла, абсолютне прискорення. Принцип еквівалентності. Енергетичні співвідношення у НСВ.
Динаміка твердого тіла.
1. Кількість ступенів волі твердого тіла. Системи відліку і кількість рівнянь, необхідних для опису руху твердого тіла. Типи руху твердих тіл
2. Момент імпульсу твердого тіла. Моменти інерції. Тензор інерції. Головні осі інерції, центральні головні осі інерції.
3. Момент імпульсу і моменти інерції відносно осей. Приклади розрахунків моментів інерції симетричних твердих тіл. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
|
|
|
4. Основне рівняння динаміки обертального руху. Робота, потужність і кінетична енергія обертального руху.
5. Особливості площинного руху твердого тіла. Рух без ковзання та із ковзанням і зв’язок між лінійної та кутової швидкостями. Приклад: вільне скочування без ковзання циліндра з похилої площини. Кінетична енергія при площинному русі.
Коливальний рух.
1. Періодичний рух. Гармонічний осцилятор та їх приклади: математичний і фізичний маятник, рівняння руху. Власні коливання та їх частота і період.
2. Умови гармонічності коливань. Приклад: обчислювання періоду малих коливань в полі консервативних сил. Енергія гармонічного осцилятора.
3. Згасаючі власні коливання. Логарифмічний декремент згасання, добротність коливальної системи.
4. Вимушені коливання. Резонанс. Амплітудно-частотна і фазово-частотна характеристики. Встановлення коливань.
5. Складання коливань однакової частоти. Складання взаємно перпендикулярних коливань. Фігури Лісажу. Модульовані коливання. Биття.
Основна література:
1. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. – М., Высш. школа, 1978г.
2. Сивухин А.Д. Общий курс физики. Т. 1. Механика . – М., Наука, 1979 г.
3. Стрелков С.П. Механика. – М., Наука, 1975 г.
4. Кучурук І.Н., Горбачук І.І., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Т.1. Механіка, молекулярна фізика. – К. 2001 р.
5. Иродов И.Е. Механика. Основные законы.– .М., Высшая школа, 2002г
6. Алешкевич А.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика.– М., ACADEMIA, 2004г.
Додаткова література:
1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т1. Механика и молекулярная физика.–М.,. Наука, 1982г.
2. Берклиевский курс физики. Т.1. Механика Авт.: Ч. Киттель, У.Найт, М.Рудерман. – М., Наука, 1971г.
3. Ольховский. И.И. Курс теоретической механика для физиков. – М, Наука, 1970 г.
4. Леденев А.Н. Физика. Механика.– М., Физматлит, 2005 г.
На основі програми курсу, складеної доц. кафедри прикладної фізики ФТІ НТУУ «КПІ» Загороднім В.В.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 416; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!