Закреплена за кафедрой | Кафедра радиофизики и теоретической физики |
---|---|
Направление подготовки | 03.03.03. Радиофизика |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 03_03_03_РФ-2-2019 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 2 (4) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 17 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 28 | 28 | 28 | 28 |
Практические | 26 | 26 | 26 | 26 |
Сам. работа | 27 | 27 | 27 | 27 |
Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики
Протокол от 06.06.2019 г. № 9/2018-19
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич
1.1. | Освоение законов и теорем механики сплошной среды, которые являются основополагающими для всех разделов не только прикладной механики, но так же служат фундаментальной образовательной базой для других разделов и дисциплин теоретической физики. Устранение пробелов в знаниях по курсу «Общей физики» раздел «Механика», которые, как правило, появляются у них после завершения первого курса, и, кроме того, углубление этих знаний и выработка навыков применения аппарата высшей математики для решения физических и прикладных задач. Рассмотрение несвободных систем, а так же введение обобщённых координат и обобщённых сил и последующем получении уравнений Лагранжа и Гамильтона, освоением принципа наименьшего действия Остроградского–Гамильтона. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.Б.03 |
ОПК-1 | способностью к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | Об использовании в познавательной и профессиональной деятельности базовых знаний в области механики и математики. |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | Приобретать новые знания по механике, используя современные образовательные и информационные технологии. Уметь использовать базовые знания для решения профессиональных практических задач. |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | Применения полученных научных знаний по механике в других областях и разделах физики и, тем самым, показывать единство физики. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Кинематика. | ||||||
1.1. | Предмет и задачи кинематики. Понятие пространства и времени. Материальная точка. Абсолютно твёрдое тело. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Измерение расстояний. Системы координат. Коэффициенты Ламэ. Три способа описания движения материальной точки (векторный, координатный, естественный). Сложное движение материальной точки. Определение абсолютного, переносного и относительного движения точки. Траектории, скорости и ускорения, соответствующие этим движениям. Ускорение Кориолиса. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
1.2. | Предмет и задачи кинематики. Понятие пространства и времени. Материальная точка. Абсолютно твёрдое тело. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Измерение расстояний. Системы координат. Коэффициенты Ламэ. Три способа описания движения материальной точки (векторный, координатный, естественный). Сложное движение материальной точки. Определение абсолютного, переносного и относительного движения точки. Траектории, скорости и ускорения, соответствующие этим движениям. Ускорение Кориолиса. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
1.3. | Предмет и задачи кинематики. Понятие пространства и времени. Материальная точка. Абсолютно твёрдое тело. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Измерение расстояний. Системы координат. Коэффициенты Ламэ. Три способа описания движения материальной точки (векторный, координатный, естественный). Сложное движение материальной точки. Определение абсолютного, переносного и относительного движения точки. Траектории, скорости и ускорения, соответствующие этим движениям. Ускорение Кориолиса. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 2. Динамика. | ||||||
2.1. | Предмет и задачи динамики. Понятие силы. Четыре типа взаимодействия в природе и их сравнительная характеристика. Законы сил. Три закона Ньютона. Понятие массы: инертной и тяжёлой. Принцип относительности и формулы преобразования Галилея-Ньютона. Прямая и обратная задача классической механики. Принцип причинности классической механики. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
2.2. | Предмет и задачи динамики. Понятие силы. Четыре типа взаимодействия в природе и их сравнительная характеристика. Законы сил. Три закона Ньютона. Понятие массы: инертной и тяжёлой. Принцип относительности и формулы преобразования Галилея-Ньютона. Прямая и обратная задача классической механики. Принцип причинности классической механики. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
2.3. | Предмет и задачи динамики. Понятие силы. Четыре типа взаимодействия в природе и их сравнительная характеристика. Законы сил. Три закона Ньютона. Понятие массы: инертной и тяжёлой. Принцип относительности и формулы преобразования Галилея-Ньютона. Прямая и обратная задача классической механики. Принцип причинности классической механики. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
Раздел 3. Законы сохранения. | ||||||
3.1. | Свойства симметрии пространства и времени. Первые и вторые интегралы движения. Импульс. Закон его изменения и сохранения. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси. Уравнение моментов. Закон изменения и сохранения момента импульса. Центральная сила и её момент относительно центра силы. Теорема Нётер. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
3.2. | Свойства симметрии пространства и времени. Первые и вторые интегралы движения. Импульс. Закон его изменения и сохранения. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси. Уравнение моментов. Закон изменения и сохранения момента импульса. Центральная сила и её момент относительно центра силы. Теорема Нётер. | Практические | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
3.3. | Свойства симметрии пространства и времени. Первые и вторые интегралы движения. Импульс. Закон его изменения и сохранения. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси. Уравнение моментов. Закон изменения и сохранения момента импульса. Центральная сила и её момент относительно центра силы. Теорема Нётер. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 4. Работа и энергия. | ||||||
4.1. | Элементарная работа силы. Понятие кинетической энергии и закон её изменения. Потенциальные силы и поля. Математическое условие потенциальности. Потенциальная энергия. Полная механическая энергия материальной точки. Закон её изменения и сохранения. Гироскопические силы и их работа. Диссипативные силы. Работа диссипативных сил. Закон изменения полной механической энергии точки при наличии потенциальных, гироскопических и диссипативных сил. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
4.2. | Элементарная работа силы. Понятие кинетической энергии и закон её изменения. Потенциальные силы и поля. Математическое условие потенциальности. Потенциальная энергия. Полная механическая энергия материальной точки. Закон её изменения и сохранения. Гироскопические силы и их работа. Диссипативные силы. Работа диссипативных сил. Закон изменения полной механической энергии точки при наличии потенциальных, гироскопических и диссипативных сил. | Практические | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
4.3. | Элементарная работа силы. Понятие кинетической энергии и закон её изменения. Потенциальные силы и поля. Математическое условие потенциальности. Потенциальная энергия. Полная механическая энергия материальной точки. Закон её изменения и сохранения. Гироскопические силы и их работа. Диссипативные силы. Работа диссипативных сил. Закон изменения полной механической энергии точки при наличии потенциальных, гироскопических и диссипативных сил. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 5. Движение в центральном поле. | ||||||
5.1. | Полная механическая энергия точки при движении в центральном поле. Центробежный потенциал. Эффективный потенциал. Финитное и инфинитное движение. Условия падения частицы на силовой центр. Законы Кеплера. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
5.2. | Полная механическая энергия точки при движении в центральном поле. Центробежный потенциал. Эффективный потенциал. Финитное и инфинитное движение. Условия падения частицы на силовой центр. Законы Кеплера. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
5.3. | Полная механическая энергия точки при движении в центральном поле. Центробежный потенциал. Эффективный потенциал. Финитное и инфинитное движение. Условия падения частицы на силовой центр. Законы Кеплера. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
Раздел 6. Система материальных точек. | ||||||
6.1. | Внутренние и внешние силы. Замкнутые и незамкнутые механические системы. Центр масс системы. Радиус вектор, скорость и ускорение центра масс. Импульс системы. Закон изменения и сохранения момента импульса. Работа и кинетическая энергия системы. Система центра масс. Выражение импульса момента импульса и энергии в системе центра масс. Десять классических интегралов движения. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
6.2. | Внутренние и внешние силы. Замкнутые и незамкнутые механические системы. Центр масс системы. Радиус вектор, скорость и ускорение центра масс. Импульс системы. Закон изменения и сохранения момента импульса. Работа и кинетическая энергия системы. Система центра масс. Выражение импульса момента импульса и энергии в системе центра масс. Десять классических интегралов движения. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
6.3. | Внутренние и внешние силы. Замкнутые и незамкнутые механические системы. Центр масс системы. Радиус вектор, скорость и ускорение центра масс. Импульс системы. Закон изменения и сохранения момента импульса. Работа и кинетическая энергия системы. Система центра масс. Выражение импульса момента импульса и энергии в системе центра масс. Десять классических интегралов движения. | Сам. работа | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 7. Задача двух тел и классическая теория рассеяния. | ||||||
7.1. | Решение задачи двух тел. Приведённая масса. Общая характеристика процессов рассеяния и постановка задачи. Законы сохранения при рассеянии. Упругие и неупругие столкновения. Захват. In - асимптота, out-асимптота. Математическое решение задачи упругого рассеяния. Эффективное дифференциальное сечение рассеяния. Диаграмма импульсов. Рассеяние на кулоновском потенциале. Формула Резерфорда. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
7.2. | Решение задачи двух тел. Приведённая масса. Общая характеристика процессов рассеяния и постановка задачи. Законы сохранения при рассеянии. Упругие и неупругие столкновения. Захват. In - асимптота, out-асимптота. Математическое решение задачи упругого рассеяния. Эффективное дифференциальное сечение рассеяния. Диаграмма импульсов. Рассеяние на кулоновском потенциале. Формула Резерфорда. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
7.3. | Решение задачи двух тел. Приведённая масса. Общая характеристика процессов рассеяния и постановка задачи. Законы сохранения при рассеянии. Упругие и неупругие столкновения. Захват. In - асимптота, out-асимптота. Математическое решение задачи упругого рассеяния. Эффективное дифференциальное сечение рассеяния. Диаграмма импульсов. Рассеяние на кулоновском потенциале. Формула Резерфорда. | Сам. работа | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
Раздел 8. Движение систем со связями. | ||||||
8.1. | Связи и их классификация. Уравнения связей. Примеры связей. Возможные и виртуальные перемещения. Основная задача динамики несвободных систем. Идеальные связи. Реакции связей. Общее уравнение динамики. Принцип Даламбера. Голономные системы. Степени свободы. Независимые координаты. Обобщённые скорости и ускорения. Обобщённые силы. Уравнения Лагранжа второго рода. Исследование уравнений Лагранжа. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
8.2. | Связи и их классификация. Уравнения связей. Примеры связей. Возможные и виртуальные перемещения. Основная задача динамики несвободных систем. Идеальные связи. Реакции связей. Общее уравнение динамики. Принцип Даламбера. Голономные системы. Степени свободы. Независимые координаты. Обобщённые скорости и ускорения. Обобщённые силы. Уравнения Лагранжа второго рода. Исследование уравнений Лагранжа. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
8.3. | Связи и их классификация. Уравнения связей. Примеры связей. Возможные и виртуальные перемещения. Основная задача динамики несвободных систем. Идеальные связи. Реакции связей. Общее уравнение динамики. Принцип Даламбера. Голономные системы. Степени свободы. Независимые координаты. Обобщённые скорости и ускорения. Обобщённые силы. Уравнения Лагранжа второго рода. Исследование уравнений Лагранжа. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 9. Уравнения движения в полях. | ||||||
9.1. | Уравнения Лагранжа в случае потенциальных сил. Функция Лагранжа. Обобщённый потенциал. Функция Лагранжа частицы в электромагнитном поле. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. Циклические координаты. Скобки Пуассона. Диссипативные силы в обобщённых координатах. | Лекции | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
9.2. | Уравнения Лагранжа в случае потенциальных сил. Функция Лагранжа. Обобщённый потенциал. Функция Лагранжа частицы в электромагнитном поле. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. Циклические координаты. Скобки Пуассона. Диссипативные силы в обобщённых координатах. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
9.3. | Уравнения Лагранжа в случае потенциальных сил. Функция Лагранжа. Обобщённый потенциал. Функция Лагранжа частицы в электромагнитном поле. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. Циклические координаты. Скобки Пуассона. Диссипативные силы в обобщённых координатах. | Сам. работа | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1 |
Раздел 10. Вариационные принципы механики. | ||||||
10.1. | Принцип наименьшего действия Гамильтона. Уравнение Гамильтона- Якоби. Функция Лагранжа релятивистской частицы. Функция Гамильтона релятивистской частицы. Канонические преобразования. Теорема Лиувилля. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
10.2. | Принцип наименьшего действия Гамильтона. Уравнение Гамильтона- Якоби. Функция Лагранжа релятивистской частицы. Функция Гамильтона релятивистской частицы. Канонические преобразования. Теорема Лиувилля. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
10.3. | Принцип наименьшего действия Гамильтона. Уравнение Гамильтона- Якоби. Функция Лагранжа релятивистской частицы. Функция Гамильтона релятивистской частицы. Канонические преобразования. Теорема Лиувилля. | Сам. работа | 4 | 1 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
Раздел 11. Малые колебания механических систем. | ||||||
11.1. | Устойчивость движения и равновесия систем. Малые колебания консервативных систем. Колебания с одной степенью свободы. Малые колебания с произвольным числом степеней свободы. Нормальные координаты. Малые колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Вынужденные колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Переходный режим. Установившиеся вынужденные колебания. Амплитудная резонансная кривая. Фазовая резонансная кривая. Непериодическая внешняя сила. | Лекции | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
11.2. | Устойчивость движения и равновесия систем. Малые колебания консервативных систем. Колебания с одной степенью свободы. Малые колебания с произвольным числом степеней свободы. Нормальные координаты. Малые колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Вынужденные колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Переходный режим. Установившиеся вынужденные колебания. Амплитудная резонансная кривая. Фазовая резонансная кривая. Непериодическая внешняя сила. | Практические | 4 | 2 | ОПК-1 | Л1.3, Л2.2, Л2.3, Л1.2 |
11.3. | Устойчивость движения и равновесия систем. Малые колебания консервативных систем. Колебания с одной степенью свободы. Малые колебания с произвольным числом степеней свободы. Нормальные координаты. Малые колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Вынужденные колебания при наличии потенциальных и диссипативных сил. Переходный режим. Установившиеся вынужденные колебания. Амплитудная резонансная кривая. Фазовая резонансная кривая. Непериодическая внешняя сила. | Сам. работа | 4 | 4 | ОПК-1 | Л1.3, Л1.1, Л2.1, Л1.2 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
Кинематика. Сложное движение точки. Динамика точки. Интегрирование уравнений движения. Интегралы движения. Законы сохранения. Движение в поле центральных сил. Механика системы материальных точек. Связи и их классификация. Уравнения Лагранжа первого рода. Общее уравнение динамики. Принцип виртуальных перемещений. Принцип Даламбера. Уравнения Лагранжа второго рода в обобщённых силах. Уравнения движения в полях. Функция Лагранжа. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. Интегралы движения Гамильтоновой системы уравнений. Скобки Пуассона. Малые колебания механических систем. |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
Кинематика. Сложное движение точки. Динамика точки. Интегрирование уравнений движения. Интегралы движения. Законы сохранения. Движение в поле центральных сил. Механика системы материальных точек. Связи и их классификация. Уравнения Лагранжа первого рода. Общее уравнение динамики. Принцип виртуальных перемещений. Принцип Даламбера. Уравнения Лагранжа второго рода в обобщённых силах. Уравнения движения в полях. Функция Лагранжа. Функция Гамильтона. Канонические уравнения Гамильтона. Интегралы движения Гамильтоновой системы уравнений. Скобки Пуассона. Малые колебания механических систем. |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
см. приложение |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | Ольховский, И. И. | Курс теоретической механики для физиков: учеб. пособие для вузов | СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2009 | padaread.com |
Л1.2 | Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. | Теоретическая физика. Т.1 Механика: учебное пособие | Физматлит, 2007 | e.lanbook.com |
Л1.3 | А. И. Нажалов | Теоретическая механика: учеб. пособие | Барнаул: АлтГУ, 2004, 2013//ЭБ | www.lib.asu.ru |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Стрелков, С. П. | Механика: учебник | СПб. ; М. ; Краснодар : Лань (ЭБС "Лань"), 2005 | |
Л2.2 | Коткин, Г. Л. | Сборник задач по классической механике : | М.: Наука, 1977 | |
Л2.3 | И. И. Ольховский, Ю. Г. Павленко, Л. С. Кузьменков | Задачи по теоретической механике для физиков : | - М.: Изд-во МГУ, 1977 | |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | Множество полезных материалов опубликованы на сайте Интернет-университета информационных технологий «Интуит» по адресу http://www.intuit.ru. | |||
Э2 | Дополнительные материалы доступны на онлайн-ресурсе издательства «Лань» (http://e.lanbook.com/) и интернет-портале «Университетская библиотека онлайн» (http://www.biblioclub.ru/). | |||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
см. ФОС в приложении |