Розділ 1.1. Кінематика матеріальної точки.

Вступ. Предмет фізики. Методи фізичного дослідження. Роль фізики у розвитку техніки, вплив техніки на розвиток фізики. Зв'язок фізики з іншими науками. Фізичні основи класичної механіки. Механічний рух – найпростіша форма руху матерії. Моделі, які використовуються у механіці. Види механічного руху. Основні поняття кінематики поступального руху: система відліку, траєкторія, шлях, переміщення, середня та миттєва швидкість, нормальне і тангенціальне прискорення, кутові швидкість та прискорення. Рівномірний та рівнозмінний рух. Вільне падіння.

Розділ 1.2. Динаміка матеріальної точки.

Поняття маси, сили, імпульсу, роботи сили, енергії. Перший закон Ньютона, інерційні системи відліку. Другий закон Ньютона. Маса як міра інертних властивостей тіла при поступальному русі. Третій закон Ньютона. Поняття взаємодії у фізиці. Види сил у механіці: сили пружності, тертя, тяжіння. Поняття про гравітаційне поле. Вільне падіння тіл. Космічні швидкості. Поле і речовина - два види матерії, їх загальні та відмінні властивості.

Момент інерції матеріальної точки, тіла. Момент імпульсу. Момент сили. Момент інерції. Кінетична енергія тіла, яке обертається. Основний закон динаміки обертального руху. Закон збереження моменту імпульсу.

Елементи механіки рідин. Рівняння Бернуллі. В`язка рідина. Ламінарний і турбулентний режим її течії. Рух тіл у рідинах та газах.

Розділ 1.3. Робота. Механічна енергія. Закони збереження.

Робота сили (сталої і змінної). Потужність. Енергія як загальна міра руху і взаємодії. Механічна енергія. Кінетична енергія тіла і її зв'язок із роботою сил, що діють на нього. Поняття про розподіл сил на консервативні і дисипативні. Робота потенціальних сил. Поняття про градіент скалярної функції координат. Закон збереження імпульсу. Принцип реактивного руху. Закон збереження механічної енергії. Загальний закон збереження і перетворення енергії. Пружний і непружний удар тіл.

Розділ 1.4. Елементи спеціальної теорії відносності.

Постулати спеціальної теорії відносності. Перетворення Лоренца. Елементи релятивістської кінематики. Релятивістський закон додавання швидкостей. Елементи релятивістської динаміки: основний закон релятивістської динаміки, взаємозв'язок маси та енергії, енергія покою тіла та його кінетична енергія. Співвідношення між енергією тіла та його імпульсом. Співвідношення між класичною механікою інерціальних систем відліку та спеціальною теорією відносності. Принцип відповідності. Межа придатності спеціальної теорії відносності.

 

ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ

 

Курс «Фізика» складається із курсу лекцій, курсу лабораторних робіт, засобів модульного контролю, консультативних занять та іспиту.

Курс лекцій, у якому розглядаються основні теоретичні положення, передбачає допомогу студентам для засвоєння теоретичного матеріалу з усіх розділів фізики, що винесені на вивчення програмою.

Лабораторний практикум передбачає засвоєння та практичне виконання лабораторних робіт за окремими темами курсу, навчання студентів користуватись приладами та лабораторним обладнанням, робити вимірювання, спостерігати процеси, що відбуваються під час проведення дослідів, аналізувати та узагальнювати одержані результати, робити висновки щодо виконаних дослідів. Кожна лабораторна робота вимагає попередньої підготовки, яка складається з конспектування теоретичного матеріалу за темою роботи, а також методичної частини її виконання. Під час виконання лабораторних робіт експериментальні результати вимірювань та спостережень потрібно занести у зошит. Результати виконання лабораторної роботи підлягають обробці, оцінюванню похибки вимірів, а на наступному занятті кожний студент, зробивши висновки щодо результатів роботи, здає її викладачу, отримуючи при цьому залікові бали.

Модульний контроль є важливою складовою частиною самостійної роботи студентів денної форми навчання, оскільки допомагають засвоєнню основ теорії, практичного використання цих знань при розв'язанні задач із даного розділу. На проведення модульного контролю виділена певна кількість навчального часу при завершенні вивчення окремого розділу. Студенти-заочники отримують індивідуальне завдання для семестрової письмової контрольної роботи, яка повинна бути ретельно виконана і оформлена у окремому зошиті. Зарахування цієї контрольної роботи є необхідною умовою допуску до семестрового іспиту або заліку. Варіанти завдань наведені в таблиці для кожної контрольної роботи окремо. Вони визначаються за останніми цифрами шифру у заліковій книжці студента.

Консультаційні заняття проводяться потижнево і призначені для додаткового спілкування студентів із викладачем, де студенти можуть отримати консультацію з теоретичних питань або методу вирішення задачі, виконати пропущену лабораторну роботу або захистити її результати, підвищити результати свого модульного контролю.

 

Вказівки до самостійної роботи

 

Вивчати курс фізики потрібно систематично протягом усього навчального року. Вивчення фізики в стислий термін перед іспитом не дає змоги отримати глибокі та тверді знання. За своєчасного захисту лабораторних робіт та успішного написання модульного контролю, студент має змогу протягом навчального семестру заробити до 40% своєї екзаменаційної оцінки.

1. При вивченні курсу фізики доцільно користуватись конспектом лекцій та рекомендованими підручниками. При розв'язуванні задач - Міжнародною системою одиниць (СІ).

2. Студентам заочної форми навчання необхідно прослухати курс лекцій з фізики та користуватися очними консультаціями викладачів.

 

Вказівки щодо розв'язування задач

 

1. При оформленні розв'язаної задачі вказувати основні закони та формули, на яких базується розв'язок та давати письмове обґрунтування цих законів. Потрібно пояснювати буквені позначення у формулах. Якщо при розв'язку задачі використовується формула, яка отримана для окремого випадку, що не виражає будь-який нефізичний закон або не є визначенням будь-якої фізичної величини, то її необхідно отримати.

2. Дати рисунок, який пояснює зміст задачі (у тих випадках, коли це можливо). Виконати його треба ретельно (за допомогою олівця, лінійки, циркуля).

3. Супроводжувати розв'язок задач короткими, але вичерпними поясненнями.

4. Всі початкові значення величин в умові задачі потрібно перевести у одиниці системи СІ. Наприклад, потрібно переводити км/год - у м/с, градуси - у радіани, градуси ⁰С - у градуси Кельвіна (К).

5. Отримати розв'язок задачі у загальному вигляді, тобто виразити величину, яку потрібно знайти, у буквених позначеннях величин, що задані в умові задачі. При такому способі розв'язку не проводяться обчислення проміжних величин.

6. Підставити у праву частину отриманої робочої формули замість символів величин позначення одиниць вимірювань, провести з ними відповідні дії і переконатись у тому, що результат відповідає тій, яку знаходимо.

7. Підставляти у робочу формулу числові значення величин потрібно, тільки якщо вони виражені у системі СІ. Недотримання цього правила приводить до невірного результату.

8. При підстановці у робочу формулу, а також при запису відповіді, числові значення величин потрібно записувати у вигляді добутку десяткового дробу з однією значущою цифрою перед комою на відповідну ступінь десяти. Наприклад, радіус Землі 6400 км потрібно записати у вигляді 6,4×10⁶ м, а замість 0,00123 потрібно записати 1,23×10^-3 і таке інше.

9. Оцінити, де це можливо, правдоподібність чисельної відповіді. У ряді випадків така оцінка допоможе знайти хибність отриманого результату. Наприклад, коефіцієнт корисної дії теплової машини не може бути більшим за одиницю, електричний заряд не може бути меншим за елементарний заряд, швидкість тіла не може бути більшою за швидкість світла у вакуумі і таке інше.