Учебное пособие 159

УДК 53.07 ББК 22.3

Составители

А.К. Тарханов, А.И. Никишина, Ю.С. Золототрубов

Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Электричество и магнетизм. Колебания и волны. Оптика. Элементы квантовой механики,

атомной и ядерной физики: метод. указания к изучению курса физики для студ. факультета дистанционного обучения (часть I) / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: А.К. Тарханов, А.И. Никишина, Ю.С. Золототрубов. – Воронеж, 2011. – 28 c.

Приведены условия задач для выполнения контрольных работ, содержатся краткий теоретический материал и примеры решения задач по темам «Механика», «Молекулярная физика и термодинамика». Приведена разбивка задач по вариантам.

Данные методические указания предназначены для студентов всех специальностей факультета дистанционного обучения.

Ил. 2. Табл. 8.

УДК 53.07 ББК 22.3

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Рецензент – Нечаев В.Н., док. физ.-мат. наук, проф. Кафедры ВМФММ Воронежского государственного технического университета

2

Введение

Физика относится к числу естественных наук. Предметом физики является изучение общих свойств материи, т.е. вещества и поля, общих закономерностей и форм ее движения.

Физика определяет законы, которыми пользуются остальные естественные науки и техника, применяя их для отдельных частных случаев.

Изучение физики в высших учебных заведениях преследует двоякую цель: расширить кругозор учащихся и способствовать развитию у них миропонимания; подготовить их к сознательному изучению смежных с физикой дисциплин.

Учебная работа студентов дистанционной формы обучения складывается из следующих основных элементов: самостоятельного изучения физики по учебным пособиям, выполнения контрольных работ, посещения и проработки обзорных лекций в период сессий, выполнения лабораторного практикума, сдачи зачетов и экзаменов.

Цель контрольных работ – закрепление теоретического материала при самостоятельном выполнении контрольных заданий, которое способствует более глубокому пониманию и закреплению курса физики.

3

Указания к решению контрольных работ

В процессе изучения курса физики студенты, обучающиеся по ускоренной форме, должны выполнить контрольные работы в соответствии с учебным планом. Определение варианта и номеров задач контрольной работы проводится по таблице вариантов. Темы №1 и №2 приводятся в части I методических указаний, темы №3-6 – в части II.

Студенты специальностей ПГС и ГСХ выполняют контрольные задания

–специальности ТВ, ВВ выполняют контрольные задания по таблице 6 (2 контрольные работы);

–специальности ПЗ выполняют контрольные задания по таблицам 7 и 8 (4 контрольные работы).

Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо внимательно ознакомиться с основными формулами и разобрать примеры решения задач.

Требования к выполнению контрольных работ

1)полностью переписывать условия задач своего варианта;

2)сделать краткую запись условия, при этом числовые данные перевести в одну систему единиц (преимущественно в СИ);

3)выполнить аккуратно чертеж, рисунок или схему, поясняющие описанный в задаче процесс;

4)в ходе решения задачи делать краткие и ясные комментарии используемых физических законов и формул;

5)решив задачу в общем виде, проверить ответ по равенству размерностей левой и правой части расчетной формулы;

6)в полученную расчетную формулу подставить числовые данные и оценить правдоподобность ответа;

7)оставлять поля для замечаний;

8)на титульном листе указывать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр и домашний адрес.

Контрольные работы, представленные без соблюдения указанных выше требований, а также работы, выполненные не по своему варианту, не будут приниматься к рассмотрению. На повторную проверку работу обязательно представлять с первым и исправленным вариантом работы.

4

Таблицы вариантов

7

ТЕМА №1. МЕХАНИКА

Законы и формулы к выполнению задач по теме №1

Для прямолинейного движения разность между конечной (x) и начальной (x0) координатами тела равна пройденному пути S.

2. Закон изменения скорости при равноускоренном движении:

Здесь 0 и – скорость тела в начальный момент времени и в момент вре-

мени t соответственно, a – линейное ускорение. 3. Средняя путевая скорость:

Вращательное движение

7. Уравнение движения материальной точки (или центра масс абсолютно твердого тела), движущейся равноускоренно по окружности радиуса R:

Здесь Δφ – угол поворота тела за время t, ω0 и ω – угловые скорости тела в начальный момент времени и в момент времени t соответственно, ε – угловое ускорение.

9. Угловая скорость ω связана:

10. Угловое ускорение ε связано с тангенциальной составляющей линейного ускорения aτ соотношением

11. Угловая скорость ω связана с нормальной составляющей линейного ускорения an соотношением

Динамика

Поступательное движение

12. Второй закон Ньютона:

F Fi – геометрическая сумма сил, действующих на тело, m – масса тела.

i

13. Третий закон Ньютона:

где F1,2 – сила, действующая на первое тело со стороны второго, а F 2,1 – сила, действующая на второе тело со стороны первого.

14.Силы в механике:

сила упругости F kx , где x – величина упругой деформации тела, k – коэффициент упругости;

сила тяжести FТ mg , где g – ускорение свободного падения;

сила трения (скольжения) F N , где μ – коэффициент трения, N – сила нормального давления (сила реакции опоры).

9

15. Импульс материальной точки (твердого тела) массой m:

где k – жесткость пружины, x – величина деформации;

тела, находящегося в однородном поле силы тяжести EП mgh , (1.21) где h – высота тела над уровнем, принятым за нулевой (имеется при этом в виду, что h<<R, где R – радиус Земли).

19.Закон сохранения механической энергии:

где E – изменение полной энергии системы под действием внешних сил.

где r – модуль радиус-вектора, проведенного из точки О, через которую проходит ось вращения в точку приложения силы F; α – угол между радиус-вектором и вектором силы. Направление вектора момента силы совпадает с направлением поступательного движения правового винта при его вращении от r к F .

23. Основной закон динамики вращательного движения: