О курсе общей физики

1. Курс общей физики для студентов экономического профиля читается в течение одного семестра. Распределение по часам: лекций –34 часа, практических занятий – 34 час, лабораторных занятий – 34 час.На практических занятиях решают задачи, на лабораторных – выполняют лабораторные работы. В семестре студенты выполняют два индивидуальных задания (ИДЗ) по 8-12 задач в каждом и защищают их. О курсе общей физики Сегодня: пятница, 14 ноября 2014 г. Ларионов В.В.

2. О курсе общей физики Семестр заканчивается экзаменом. В течение семестра два теоретических коллоквиума и защита лабораторных работ, которые проводятся в часы лабораторных занятий

3. РЕЙТИНГ Посещение лекции –6 баллов; 6 х 17 =102 ; ведение конспекта = 52 балла; посещение практики – 12 баллов; 8 х 12 = 96. Выполненная и сданная в срок (на следующем занятии) лабораторная работа - 20 баллов; 20 х 5 = 100. Защита лабораторных работ – 20 баллов, ИДЗ – (если ИДЗ сдано в срок) - 240; коллоквиум – максимум –120 баллов; 2 х 120 = 240. ИТОГО: 850 баллов

4. РЕЙТИНГ «отлично» - 841 балл и выше «хорошо» - 800 - 840 баллов «удовлетворительно» - 670 - 790 баллов. Студенты, сдавшие в срок ИДЗ и посетившие все практические занятия - освобождаются на экзамене от решения задач. Допуск к экзамену: 550баллов при условии выполнения и защите всех лабораторных работ в срок!!!

5. БОНУС Задачи можно превращать в проект, варьировать пути решения и анализа. В частности следует иметь: программу расчета задачи (так, чтобы можно было варьировать данные и анализировать результат с построением графика); Проекты отправляются на электронную почту преподавателя lvv@tpu.ru. Можно и нужно задавать вопросы по данному адресу.

6. Список литературы • Ю.И., Тюрин , И.П. Чернов , Ю.Ю.Крючков. Физика. Ч.1,2,3. -Томск.- Изд-во ТГУ.- 2003.- 656с. • И.П. Чернов, В.В.Ларионов, Ю.И. Тюрин . Сборник задач по физике. Ч.1,2,3. Изд-во ТГУ.- 2004,2005. 2006.- 452с. • Т.И. Трофимова. Курс физики. –М.: Высшая школа, 2007. – 658 с.

7. РАЗДЕЛЫ общего курса физики Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Электродинамика. Колебания и волны. Волновая оптика. Тепловое излучение. Элементы атомной, квантовой и ядерной физики.

8. Зачем физика нужна экономистам-инженерам. Суть в том, что физика занялась экономикой. События последних лет оказались неожиданными для профессио-нальных экономистов. Объяснение экономических явлений необходимо объяснять на принятом в естественных науках языке. Кроме того, наука может считаться таковой, если она использует методологию, «язык» физики.

9. Поэтому родилась новая наука, которая называется «Физическая экономика». Название предложил американский экономист Линден Ларуш. Под словом «физическая» понимается экономика, построенная по образу и подобию точных и естественных наук. В частности, широко используются такие понятия как – ФАЗОВЫЙ ПОРТРЕТ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ.

10. Пример фазового портрета по экономике

11. На портрете yсложная функция, отражающая – цену, x- функция накопления «трудящихся» и «владельцев». В физике под фазовым портретом понимается, в простейшем случае, например, зависимость v=f(x), где v – скорость частицы, а x ее координата. Наиболее красивые и замысловатые фазовые портреты описывают циклические процессы (сложные колебательные системы), в том числе и в экономике, в частности «движение» оборотных средств.

12. Маленькое задание на дом Используя знания по физике на уровне средней школы, напишите уравнение и нарисуйте в конспекте для лекций фазовый портрет какого-либо тела (частицы), движущегося в некотором пространстве.

13. Общие положения Физика, которая развивалась в течение трех столетий достигла своейкульминации во второй половине XIX в. созданием электромагнитнойтеории света, называется классической физикой. Рассматривает движение при v<<c (с-это скорость света в вакууме). Размеры пространства много больше длины волны де Бройля.

14. На рубеже XIX и XX в.в. новые эксперименты и новые идеи в физикестали указывать на то, что некоторые аспекты классической физикинеприменимы к миру атома, а так же к объектам,движущимся с очень большой скоростью. Следствием всего этогоявиласьочередная великая революция в физике. Родилась современная физика.

15. Общефизические положения Объединительные идеи в физике До Ньютона механика делилась на земную и небесную. Ньютон объединил обе механики в одну, которая до сих пор называется механикой Ньютона или классической механикой. Уравнение движения небесных и земных тел имеет одинаковый вид и смысл.

16. Впоследствии объединительные идеи сыграли выдающуюся роль в физике и во всем естествознании. Были объединены механические и тепловые явления; электричество и магнетизм (поля электрические и магнитные - Максвелл); электромагнетизм и оптика – электромагнитные волны; оптические и тепловые явления – квантовая оптика,

17. гравитация и ускорение (силы инерции и тяготения), частица и волна – корпускулярные свойства волн и волновые свойства частиц. С помощью теории относительности Эйнштейна объединены электрические и магнитные поля (новый уровень объединения). Конечная цель всех объединений – создание единой теории всего и вся как бы «в одном уравнении». Самое выдающееся открытие – твердотельная электроника (компьютеры) и лазеры - это коллективное мнение ныне живущих лауреатов Нобелевской премии.

18. Физика изучает 1. Физические объекты: атом, ядро, частицы, молекулы, плазму, частицы и элементарные частицы, твердое тело, фотоны, кварки и т.д. Отсюда деление на: физика атомов и молекул, физика ядра, физика элементарных частиц, физика твердого тела.

19. Физика изучает 2. Физические процессы (как форму движения материи) – отсюда названия разделов: механика (механическое движение, термодинамика (тепловое движение), электродинамика (электромагнитные явления) и т.д.

20. Физика наука экспериментальная. Это обозначает, что критерием истины является эксперимент. Объем физических знаний неограничен. Это означает, что на Земле давно нет такого человека, который бы знал в физике ВСЁ. Язык физики – математика.

21. Роль моделей в физике В механике, например, используют 3 модели - материальная точка, абсолютно твердое тело (атт), модель сплошной среды (прочитать самостоятельно и записать в конспект). Их роль: 1.Основная. 2. Вспомогательная. 3. Для решения задач. 4. Для решения фундаментальных проблем. 5. Для формулирования новых гипотез и теорий.

22. Материальной точкой (частицей) называют модель тела в тех случаях, когда изучают поступательное его движение как целого. При этом полагают, что его размеры, форма и другие структурные свойства, а также протекающие в нем процессы, не влияют на движение тела в пределах точности измерений. Атт- Модель сплошной среды-

23. Кинематика движения материальной точки.

24. Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению. Вращательное движение – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

25. Тело, относительно которого рассматривается движение, называют телом отсчета. Система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.

26. В декартовой системе координат, используемой наиболее часто, положение точки М в данный момент времени по отношению к этой системе характеризуется тремя координатами X, Y, Z или радиусом – вектором , проведенным из начала системы координат в данную точку (рис.1).

27. M k i j Рис. 1. Частица массой М Радиус-вектор следит за частицей М и поворачивается в пространстве, изменяя свой длину по величине и направлению (ii)=1; (jj)=1; (kk)=1; (ij)=0; (ik)=0; (jk)=0

28. dr dS dS Рис. 3. ε ω dφ r dφ dr Поступательное движение Вращательное движение При вращательном движении вводится понятие «вектора угла поворота dφ Радиус-вектор, путь, вектор перемещения Вектор dφназывается псевдовектором. Рис.2. Радиус-вектор следит за частицей в при любом виде движения

29. ω Вектор, соединяющий начальную точку (1) движения с конечной (2), называется вектором перемещенияr12 = r2 – r1. Путь–расстояние, пройден-ное точкой вдоль траектории движения ΔS, величина скалярная (рис.2). dS – элементарный путь.В этом случае dS≈dr по модулю. Вектор v – вектор скорости, всегда направлен по касательной. Вектор угловой скорости ω при вращательном движении направлен по оси вращения и связан с движением частицы правилом правого винта (буравчика). Плоскость вращения может поворачиваться в пространстве ω Рис. 2.

30. О ЛОГИКЕ, ИНТУИЦИИ и …. • Логика без интуиции – делает человека «хромым» на всю жизнь. • Лучше знать 10 предметов по 10% каждый, чем один на 100%. • Тупой карандаш гораздо эффективнее острого ума. • Мышечная память – эффективное средство в созидательной деятельности инженера-менеджера.

31. Сегодня: пятница, 14 ноября 2014 г.Лекция № 2 Радиус-вектор в координатном представлении

32. При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются. В общем случае ее движение определяется скалярными уравнениями X=X(t), Y=Y(t), Z=Z(t)(1) эквивалентными векторному уравнению (2) где – x, y, z – проекции радиуса – вектора на оси координат, а – единичные векторы, направленные по соответствующим осям. Уравнения (1) и соответственно (2) называются кинематическими уравнениями движения материальной точки.

33. Скорость при поступательном движении При делении перемещения r на t получаем вектор скорости: v=(определение скорости). V =

34. V(t) V(t+Δt) Ускорение при поступательном движении При делении вектора v на t получаем вектор ускорения a: ΔV Т.е. нужно два раза продифференцировать радиус-вектор r или один раз вектор скорости v

35. ω Скорость и ускорение при вращательном движении dr dr= dφr Векторы dr,dφ, r связаны как стороны треугольника

37. ω V r dr= dφr

38. Связь линейного и углового ускорения Тангенциальное ускорение Нормальное ускорение

39. Тангенциальное ускорение направлено по касательной, нормальное – по нормали. aτ an =n

40. Обратная задача кинематики Если выражение dr =vdt или dS= Vdt проинтегрировать по времени в пределах от t до t+∆t, то найдем радиус-вектор или длину пути пройденного точкой за время ∆t.Такая процедура называется решением обратной задачи кинематики, т.е. нахождение пути по скорости и ускорению.

41. Сегодня: пятница, 14 ноября 2014 г. Законы классической динамики имеют огромную область применения  от описания движения микроскопических частиц в модели идеального газа до поведения гигантских тел во Вселенной. Открытие, применение и осознание этих законов определяют технических прогресс человечества на протяжении уже более трех веков. Тема: КЛАССИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА. ЗАКОНЫНЬЮТОНА

42. Первый закон Ньютона

44. Второй закон Ньютона. Основные понятия

48. 2 закон Ньютона в обобщенном виде Записывается следующим образом: где справа векторная сумма всех действующих на тело (частицу) сил. Или При этом масса зависит от скорости

49. Виды сил и движений Сила F(r,V) зависит от скорости и расстояния между взаимодействующими телами (полями). Сила трения (сопротивления)

50. Сила гравитационная Сила упругости (закон Гука)