Питання, що вивчаються в 1-м модулі
Тема 1. Введення.
Предмет фізики. Методи фізичного пізнання: спостереження, експеримент, експеримент, гіпотеза, теорія.
Фізика як культура моделювання. Математика і фізика. Комп'ютери в сучасній фізиці.
Основні етапи історії фізики. Фізика як фундаментальна основа техніки і підготовки інженерних кадрів.
Завдання екології очима фізика (оцінка можливих наслідків ядерної війни, теплового забруднення навколишнього середовища, вплив на біосферу штучних електромагнітних випромінювань, геомагнітних полів і космічного випромінювання). Міжнародне співробітництво державних, громадських і наукових організацій в галузі охорони природи.
Елементи теорії розмірностей фізичних величин. Основні одиниці фізичних величин в СІ.
Розділ 1. Фізичні основи механіки.
Предмет механіки. Кінематика, статика і динаміка. Релятивістська механіка. Квантова механіка.
Механічний рух - найпростіша форма руху матерії. Фізичні моделі - матеріальна точка (частка), система матеріальних точок, абсолютно тверде тіло, суцільне середовище.
Уявлення про простір і час, покладені в основу класичної механіки. Просторово-часові системи відліку. Принцип незалежності руху.
Тема 2. Елементи кінематики.
Кинематическое опис руху. Траєкторія, шлях, переміщення. Швидкість і прискорення матеріальної точки в загальному випадку криволінійного руху.
Кинематическое опис рівномірного прямолінійного руху. Кинематическое опис прямолінійного равнопеременное руху.
Кинематическое опис обертального руху: кутове переміщення, кутова швидкість і кутове прискорення точки, що рухається по колу.
Кинематическое опис рівномірного руху по колу. Кинематическое опис равнопеременное руху по колу.
Зв'язок лінійних і кутових характеристик матеріальної точки, що рухається по колу.
Тема 3. Динаміка частинок.
Поняття стану в класичній механіці. Основне завдання динаміки. Маса, сила, імпульс і їх одиниці. Основне рівняння динаміки поступального руху матеріальної точки.
Перший закон Ньютона (закон інерції). Поняття системи відліку.
Другий закон Ньютона. Імпульс сили. Сила як похідна імпульсу. Другий закон Ньютона як рівняння руху.
Третій закон Ньютона. Взаємозв'язок і фізичний зміст законів Ньютона. Сучасне трактування законів Ньютона. Межі застосування класичного способу опису руху.
Приклади різних видів руху.
Тема 4. Тверде тіло в механіці і закони його руху.
Центр інерції (центр мас). Теорема про рух центру мас. Система центру інерції.
Момент сили (обертальний момент) і момент імпульсу відносно нерухомої точки. Рівняння моментів відносно нерухомої точки.
Момент сил і момент імпульсу відносно нерухомої осі. Рівняння моментів відносно нерухомої осі.
Момент інерції матеріальної точки і твердого тіла відносно нерухомої осі. Основне рівняння динаміки обертального руху точки і твердого тіла щодо осі.
Тема 5. Закон збереження імпульсу.
Ізольована (замкнута) система як фізична модель. Внутрішні і зовнішні сили. Закон збереження імпульсу і його зв'язок з однорідністю простору.
Реактивний рух. Роботи Ціолковського, Кибальчича, Корольова та інших вчених в області космонавтики. Досягнення космонавтики.
Тема 6. Закон збереження моменту імпульсу.
Закон збереження моменту імпульсу і його зв'язок з ізотропності простору. Завдання Кеплера.
Тема 7. Закон збереження енергії.
Робота сили і її вираження через криволінійний інтеграл. Потужність. Енергія. Кінетична енергія механічної системи і її зв'язок з роботою зовнішніх і внутрішніх сил. Теорема про зміну кінетичної енергії.
Кінетична енергія, робота і потужність при обертальному русі твердого тіла. Зв'язок між кінетичними енергіями в різних системах відліку. Енергія руху тіла як цілого.
Поле як форма матерії, що здійснює силове взаємодія між тілами. Консервативні і неконсерватівние сили. Диссіпація енергії.
Потенційна енергія матеріальної точки в полі консервативних сил. Потенційна енергія частинки в зовнішньому силовому полі та її зв'язок з діючою на частку силою (на прикладі однорідної сили тяжіння, пружною і гравітаційної сил).
Повна механічна енергія матеріальної точки. Закон збереження повної механічної енергії і його зв'язок з однорідністю часу.
Потенційна енергія системи матеріальних точок. Повна механічна енергія системи матеріальних точок. Закон збереження повної механічної енергії системи матеріальних точок.
Удар абсолютно пружних і непружних тел. Маятник Максвелла.
Загальнофізичної закон збереження і перетворення енергії. Роботи Ломоносова та інших вчених.
Тема 8. Принцип відносності в механіці.
Інерціальні системи відліку і механічний принцип відносності Галілея. Перетворення Галілея. Інваріанти перетворень Галілея.
Неінерційні системи відліку. Сили інерції. Залежність прискорення сили тяжіння від широти. Сила тяжіння і жива природа.
Релятивістська кінематика. Проблема простору і часу. Постулати спеціальної теорії відносності. Перетворення Лоренца. Наслідки з перетворень Лоренца: скорочення довжини рухомих тіл, уповільнення ходу годинника в рухомих системах. Закон додавання швидкостей. Відносність одночасності. Інваріанти перетворень Лоренца.
Тема 9. Елементи релятивістської динаміки.
Залежність релятивістської маси від швидкості. Основне рівняння динаміки релятивістської частинки. Инвариантность рівняння щодо перетворень Лоренца. Робота і енергія. Перетворення імпульсу і енергії. Закони збереження енергії і імпульсу в релятивістській механіці. Закон взаємозв'язку енергії і маси.
Тема 10. Елементи механіки суцільних середовищ.
Загальні властивості рідин і газів. Рівняння рівноваги і руху рідини. Ідеальна та в'язка рідини. Гідростатика нестисливої рідини. Стаціонарне рух рідини. Рівняння Бернуллі. Гідродинаміка в'язкої рідини. Коефіцієнт в'язкості. Перебіг по трубі. Формула Пуазейля. Закон подібності. Формула Стокса. Гідродинамічна нестійкість. Турбулентність. Пружні напруги. Закон Гука. Розтягування і стиснення стрижнів.