Кінематика і динаміка матеріальної точки (стр. 2 из 4)

Дисципліна складається з УІ розділів, що містять 22 теми, вступ і закінчення, а саме:

Розділ 1 - Фізичні основи механіки,

Розділ 2 - Фізичні основи молекулярної фізики та термодинаміки,

Розділ 3 - Електрика та магнетизм,

Розділ 4 - Коливання та хвилі,

Розділ 5 - Елементи квантової фізики та фізики твердого тіла,

Розділ 6 - Фізика атомного ядра та елементарних частинок.

Порядок вивчення фізики. Звітність. Структура і зміст кваліфікаційних тестів і контрольних робіт та їх призначення. Рекомендації по самостійному поглибленню знань

Основну роль у вивченні фізики відіграють лекції, на яких вивчаються фізичні явища і закони та їх застосування на практичних заняттях формуються уміння курсантів застосувати фізичні закони і явища для розв’язання практичних задач.

На лабораторних роботах курсанти займаються експериментальними дослідженнями фізичних явищ і законів і формують навички експлуатації електро-радіовимірювальних приладів.

В інституті знання курсантів контролюються на кожному занятті: на лекціях, практичних і лабораторних роботах.

Підсумковий контроль знань і умінь курсантів проводиться в письмовій формі після закінчення вивчення кожного змістовного модуля. В кінці кожного семестру проводиться підсумковий контроль в письмовій формі за семестр. При цьому знання курсантів оцінюються за модульно-рейтинговою системою.

Завдання для контрольної роботи складаються з тем, які входять до певного модуля і носять як практичний, так і теоретичний характер.

При всій цінності аудиторні заняття не можуть проте до кінця рішити проблему переробки інформації, що одержали курсанти на заняттях: закріпити знання, зробити їх міцними, переробити набуті знання в уміння, навички, переконання. Ці завдання вирішуються у процесі систематичної, добре організованої і керованої викладачем самостійної роботи курсантів.

Основна мета самостійної роботи курсантів з фізики - розвинути навички роботи над конспектами, підручниками, навчальними посібниками, розширити й поглибити знання з даної дисципліни.

Опрацювання лекційного матеріалу є складною та відповідальною самостійною роботою. Її зміст може складати такі види завдань, як вивчення лекційного матеріалу, доповнюючи його матеріалом з рекомендованої літератури, письмова відповідь на питання, які поставив лектор, з використанням навчальних посібників. При обмеженому лекційному курсі деякі питання курсанти повинні опрацювати на основі рекомендованої літератури, вивчити й скласти конспект за заданими питаннями, тощо.

У самостійній роботі курсантів значне місце займає самостійне розв’язування прикладних задач. Розв’язування задач - це складова частина процесу вивчення фізики, вона дозволяє збагачувати фізичні поняття, розвивати фізичне мислення курсантів, формувати уміння, визначені освітньо-кваліфікаційною характеристикою на випускника вищого військового навчального закладу.

Висновки

Фізика була і є фундаментом науково-технічного прогресу.

Фізика стала не лише теоретичною основою сучасної техніки, а й її невід’ємною частиною

Вивчення фізики потребує глибоких знань з математики.

Фізика є теоретичним фундаментом для вивчення професійно-орієнтованих, військово-технічних і військових дисциплін.

Тема 1. Кінематика і динаміка матеріальної точки

Навчальний потік інженери

Час 2 години

Місце

Навчальна та виховна мета

_________________________________________

____________________________________________________________

Навчальні питання і розподіл часу

Вступ_____________________________________ -… хвил.

Форми руху матерії. Поняття механічного руху.

Уявлення про властивості простору і часу в

класичній механіці. -… хвил.

Кінематика матеріальної точки. Нормальне і

тангенціальне прискорення. -… хвил.

Динаміка матеріальної точки. Закони Ньютона.

Інерціальні системи відліку. Принцип відносності

Галілея. -… хвил.

Висновки та відповіді на питання -… хвил.

Навчально-матеріальне забезпечення

Лектор

Організаційно-методичні вказівки до проведення лекції

Перевіряється наявність курсантів та оголошується тема, мета та питання, що вивчаються, дається література.

Пояснити, що механічним рухом називається зміна положення тіла (або його частин) з часом відносно інших тіл. Рух тіл завжди відносний.

Звернути увагу, що при криволінійному русі завдяки зміні напрямку швидкості тіло має нормальне прискорення, а якщо змінюється модуль швидкості, тіло має тангенціальне прискорення.

Пояснити, що основна задача механіки розв’язується за допомогою 3-х основних законів динаміки. Сформулювати і визначити закони Ньютона та принцип відносності Галілея.

Вступ

Прискорення та початкові умови повністю визначають закон руху матеріальної точки. Подальший розвиток науки показав, що в мікросвіті неможливо задати такі початкові умови, які, як і в ньютонівській механіці, повністю визначили б траєкторію мікрочастинки.

Динаміка матеріальної точки базується на трьох основних законах, сформульованих уперше І. Ньютоном.

За допомогою законів Ньютона вирішуються усі задачі динаміки. Закони Ньютона дозволяють звести динамічні задачі до кінематичних.

Згідно з принципом відносності Галілея у всіх інерціальних системах відліку закони механіки однаково справедливі.

І. Форми руху матерії. Поняття механічного руху. Уявлення про властивості простору і часу в класичній механіці

Діалектичний матеріалізм розглядає рух як важливий атрибут, спосіб існування матерії. Рух включає в себе всі процеси, які відбуваються в природі і суспільстві. В загальному вигляді рух - це зміни взагалі, всяка взаємодія матеріальних об’єктів.

Рух матерії різноманітний по своєму прояву і існує в різноманітних формах. Взагалі розглядають три групи руху матерії:

в неорганічній природі;

в живій природі;

в суспільстві.

В кожній і з цих груп є множина форм руху матерії, що пов’язано з невичерпаністю матерії.

До форм руху матерії неорганічної природи відносяться:

просторові переміщення різних тіл; рух елементарних частинок і полів - електромагнітні, гравітаційні, ядерні взаємодії, процеси перетворення атомів і молекул, враховуючи і хімічну форму руху, зміна в структурі макроскопічних тіл - теплові процеси, зміна агрегатних станів, звукові коливання і інші; зміна космічних систем різних порядків - планет, зірок, галактики і інших.

В живій природі - це різноманітні прояви життя: обмін речовин, процеси, відбиваючі зовнішні умови і інші.

Суспільні форми руху включають в себе різноманітні форми прояву діяльності людей від матеріального способу виробництва до людської свідомості.

Закони механічних рухів були в значній мірі пояснені Галілеєм (1564-1642рр) і остаточно сформульовані Ньютоном (1642-1727рр). Механіка Галілея - Ньютона одержала назву класичної механіки.

Згідно Ньютонівської концепції простір - це пусте „вмістилище" подій, рівномірно протікаючи від минулого до майбутнього. Простір і час є абсолютною системою відліку. Таке поняття простору і часу не протирічило класичній механіці і уявленням про евклідову геометрію як універсальну. З точки зору класичної механіки можна було говорити про довжину тіла, не вказуючи, в якій системі відліку ці події розглядаються. Основою, правда, яка явно не формулювалася, для такої точки зору була впевненість в існуванні скільки завгодно швидших сигналів.

ІІ. Кінематика матеріальної точки. нормальне і тангенціальне прискорення

Механіка - це розділ фізики, в якому вивчається найпростіша форма руху матерії - механічний рух, тобто переміщення одних тіл відносно других тіл (або одних частин тіла відносно других його частин). Механічний рух виникає в результаті взаємодії даного тіла з другими тілами.

Питання про взаємодію (природа сил діючих на тіла) виходить за рамки механіки. Взаємодія тіл вивчається в розділах фізики: молекулярної фізики, електродинаміки та ін.

Основна задача механіки полягає в тому, щоб, знаючи сили, діючі на тіло, визначити положення (координати) цього тіла в любий проміжок часу. Це пряма задача механіки. Оберненою задачею є знаходження сил, які спричинили цей рух.

Механіка тісно пов’язана з багатьма розділами фізики. Ряд понять і методів механіки при відповідних узагальненнях знаходять застосування в статичній фізиці, оптиці, квантовій механіці, електродинаміці, теорії відносності і ін.

Механіка являється однією з наукових основ багатьох областей сучасної техніки. Класичною механікою називають механіку, в основі якої лежать закони Ньютона і предметом якої являється рух макроскопічних тіл зі швидкостями малими в порівнянні зі швидкістю світла.

Рух тіла зі швидкостями, близькими до швидкості світла, вивчається в теорії відносності, а рух мікрочастинок розглядається в квантовій механіці.

Кінематика вивчає рух тіл, не розглядаючи ті причини, які цей рух обумовили.

Динаміка вивчає закони руху тіл і ті причини, що спричиняють чи змінюють цей рух.

Статика вивчає закони рівноваги системи тіл. Статику розглядають як один із випадків динаміки.

Переходимо до розгляду кінематики та динаміки матеріальної точки.

Нехай матеріальна точка переміщується з точки А в точку В (рис.1). Відстань від точки А до точки В, взята вздовж траєкторії, являє собою пройдений шлях S. Вектором переміщення називають відрізок прямої, проведеної з початкового положення в кінцеве положення тіла (вектор

). Якщо тіло перемістилося з точки С в точку В, то другим переміщенням буде вектор

. Результуючим переміщенням буде вектор , який дорівнює сумі векторів та , оскільки, як видно з рис.1, відрізок АВ є діагоналлю паралелограма, побудованого на відрізках АС та СВ.