Программа дисциплины «Моделирование движения многих тел»

Скачать 131.15 Kb.

Название	Программа дисциплины «Моделирование движения многих тел»
Дата публикации	27.05.2015
Размер	131.15 Kb.
Тип	Программа дисциплины

100-bal.ru > Математика > Программа дисциплины

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины «Моделирование движения многих тел»
для направления подготовки бакалавров

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Факультет Прикладной математики и кибернетики
Программа дисциплины

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
для направления 231300.62 «Прикладная математика»
подготовки бакалавра

Автор программы:

Федяев К.С., к.ф.-м.н., доцент кафедры «Механика и математическое моделирование»
Одобрена на заседании кафедры «Механика и математическое моделирование» «29» августа 2014 г

Зав. кафедрой Чумаченко Е.Н.
Рекомендована секцией УМС «___»____________ 20 г

Председатель
Утверждена УС факультета «___»_____________20 г.

Ученый секретарь ________________________

Москва, 2014

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1.Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 231300.62 «Прикладная математика» подготовки бакалавров, изучающих дисциплину «Солнечная система».

Программа разработана в соответствии с:

ФГОС;
образовательной программой 231300.62 «Прикладная математика» подготовки бакалавров;
рабочим учебным планом университета по направлению подготовки 231300.62 «Прикладная математика», утвержденным в 2014г.

2.Цели освоения дисциплины

Цель преподавания дисциплины – дать студентам представление о различных разделах и методах современной астрономической науки.

Изучаются: важнейшие понятия астрономии и небесной механики: данные о планетах, их спутниках, кометах, астероидах и метеоритах; основные понятия небесной механики и законы движения небесных тел. Рассматриваются современные достижения в этой науке.

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать

- основные законы движения небесных тел;

- основные понятия небесной механики;

- кеплеровские законы движения небесных тел;

- основные понятия планетной астрономии;

- состав и строение Солнечной системы;

уметь

- составлять уравнения движения небесных тел;

- решать задачи по оценке орбитальных параметров планет и астероидов с использованием законов Кеплера;

иметь навыки (приобрести опыт)

- расчета параметров орбиты небесных тел;

- вычисления координат небесных тел на небесной сфере.

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция	Код по ФГОС/ НИУ	Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)	Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
Способность владеть культурой мышления, умение аргументировано и ясно строить устную и письменную речь	ОК-1	Дает определение, обосновывает, интерпретирует, оценивает	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
Способность и готовность к письменной и устной коммуникации на родном языке	ОК-10	Распознает, использует, владеет, применяет, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
Способность работы с информацией из различных источников, включая сетевые ресурсы сети Интернет, для решения профессиональных и социальных задач	ОК-15	Воспроизводит, распознает, использует, владеет, применяет, представляет связи, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
способность демонстрации общенаучных базовых знаний естественных наук, математики и информатики, понимание основных фактов, концепций, принципов теорий, связанных с прикладной математикой и информатикой	ПК-1	Воспроизводит, распознает, использует, владеет, применяет, представляет связи, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии	ПК-2	Распознает, использует, владеет, применяет, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат	ПК-3	Распознает, использует, владеет, применяет, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа
способность осуществлять целенаправленный поиск информации о новейших научных и технологических достижениях в сети Интернет и из других источников	ПК-6	Воспроизводит, распознает, использует, владеет, применяет, представляет связи, интерпретирует	Лекционные и семинарские занятия, написание реферата и самостоятельная работа

4.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина относится к вариативной части дисциплин по выбору гуманитарного, социального и экономического цикла.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

курс общей физики;
математический анализ.

Для освоения учебной дисциплины студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:

понимание концепций и абстракций, способность использовать на практике базовые математические дисциплины;
понимание концепций и основных законов естествознания, в частности, физики.

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:

астромеханика;
модели планетарной защиты;
моделирование движения многих тел.

5.Тематический план учебной дисциплины

№	Название раздела	Всего часов	Аудиторные часы			Самостоятельная работа
№	Название раздела	Всего часов	Лекции	Семинары	Практические занятия
1	Введение в курс. Законы Кеплера	8	2	2		4
2	Задача двух тел	32	4	4		12
3	Понятие о возмущенном движении. Задача трех тел		2	2		10
3	Основные сведения из сферической астрономии		2	4		12
4	Эволюция звезд и планет. Строение Солнца		2			12
	Планеты и их спутники		2	2		12
	Малые тела Солнечной системы		2	2		14
	Итого	108	16	16		76

6.Формы контроля знаний студентов

Тип контроля	Форма контроля	Модуль		Параметры
Тип контроля	Форма контроля	1	2	Параметры
Текущий (неделя)	Реферат		5 неделя
Текущий (неделя)	Самостоятельная работа
Итоговый	Экзамен		√	устный

6.1Критерии оценки знаний, навыков

Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.

6.2Порядок формирования оценок по дисциплине

Преподаватель оценивает работу студентов на семинарских и практических занятиях: активность студентов в работе на семинарах, дискуссиях, правильность решения задач на практических занятиях. Оценки за работу на семинарских и практических занятиях преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за работу на семинарских и практических занятиях определяется перед промежуточным или итоговым контролем - О_{аудиторна}_я.

Преподаватель оценивает самостоятельную работу студентов: полноту освещения темы, которую студент готовит для выступления с докладом на занятии-дискуссии, предварительную подготовку студента к практическим занятиям с пакетом программ. Оценки за самостоятельную работу студента преподаватель выставляет в рабочую ведомость. Накопленная оценка по 10-ти балльной шкале за самостоятельную работу определяется перед промежуточным или итоговым контролем – О_{сам. работа}.

В диплом выставляет результирующая оценка по учебной дисциплине, которая формируется по следующей формуле:

О_{результ} = 0,5·О_{накопленная итоговая} + 0,5·О_{итоговый экзамен}

Способ округления результирующей оценки по учебной дисциплине: арифметический.

Накопленная итоговая оценка за дисциплину рассчитывается следующим образом:

О_{накопленная итоговая}= (О_{промежуточная 1}+ О_{накопленная 2}):2
где О_{промежуточная 1}– промежуточные оценки этапа 1,
а О_{накопленная 2}– накопленная оценка последнего этапа перед итоговым экзаменом

О_{промежуточная 1} = О_{накопленная 1 этапа}

где О_{накопленная 1 этапа} рассчитывается по формуле

О_{накопленная 1 этапа} = 0,5O_ауд + 0.5О_{сам.работа}

где O_ауд , O_c_{ам.работа}оценки за аудиторную и самостоятельную работы.

Способ округления накопленной оценки промежуточного (итогового) контроля в форме экзамена: арифметический.

Накопленная оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:

О_{накопленная 2}= 0,6 О_{реферат}+ 0,2О_ауд + 0,2О_{сам.работа}

Способ округления накопленной оценки текущего контроля: арифметический.

На пересдаче студенту не предоставляется возможность получить дополнительный балл для компенсации оценки за текущий контроль.

На экзамене студент может получить дополнительный вопрос (дополнительную практическую задачу, решить к пересдаче домашнее задание), ответ на который оценивается в 1 балл.

ВНИМАНИЕ: оценка за итоговый контроль блокирующая, при неудовлетворительной итоговой оценке она равна результирующей.

7.Содержание дисциплины

Понедельный план проведения лекционных и семинарских занятий

№ недели	Содержание курса лекций	Содержание упражнений	Контроль
	1 модуль
	Состав Солнечной системы. Развитие представлений о Вселенной. Модели мира Птолемея и Коперника. Законы Кеплера. (2ч)
		Законы Кеплера (2ч)
	Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения. Основная задача небесной механики. Задача двух тел. Уравнение движения спутника в ограниченной задаче двух тел. Первые интегралы уравнения движения (2ч)
		Гравитационное взаимодействие (2ч)
	Уравнение орбиты. Виды орбит. Орбитальная скорость. Элементы орбиты (2ч)
		Уравнение орбитального движения. Орбитальная скорость (2ч)
	Понятие о возмущенном движении спутника. Метод оскулирующих элементов. Виды возмущений. Задача трех тел. Гравитационные сферы (2ч)
		Возмущенное движение (2ч)
	Самостоятельная работа студентов (36 часов): - изучение истории развития теории движения небесных тел (16 часов); - изучение параметров орбитального движения (10часов); - изучение различных видов возмущающих воздействий (10 часов).
	2 модуль
	Небесная сфера. Астрономические координаты. Измерение времени (2ч)
		Небесная сфера, астрономические координаты (2ч)
	Эволюция звезд и планет. Строение Солнца (2ч)
		Измерение времени (2ч)
	Планеты и их спутники (2ч)
		Планеты и спутники (2ч)
	Малые тела Солнечной системы. Астероидно-кометная опасность (2ч)
		Малые тела Солнечной системы (2ч)
	Самостоятельная работа студентов (40 часов): - изучение небесной сферы и различных систем астрономических координат (8 часов); - изучение истории развития календаря (6 часов); - изучение строения Солнечной системы (36 часов).

8.Образовательные технологии

Изучение данной дисциплины предполагает проведение лекционных и семинарских занятий, написание реферата, проведение устного экзамена.

9.Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента:

9.1Тематика заданий текущего контроля

Реферат. Примерные темы рефератов:

1. Эволюция звёзд и планет.

2. Строение галактик.

3. Происхождение Вселенной.

4. Современная картина Вселенной.

5. Инструменты и основные методы астрономических наблюдений.

6. Наша Галактика.

7. Основы внегалактической астрономии.

8. Солнце.

9. Земля и Луна.

10. Меркурий.

11. Венера.

12. Марс.

13. Юпитер.

14. Сатурн.

15. Уран.

16. Нептун.

17. Плутон и Харон.

18. Малые тела Солнечной системы.

19. Кольца и спутники планет.

20. Астероидно-кометная опасность.

9.2Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Примерный перечень экзаменационных вопросов:

Состав Солнечной системы.
Развитие представлений о Вселенной. Модели мира Птолемея и Коперника.
Законы Кеплера.
Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения.
Основная задача небесной механики. Задача двух тел.
Уравнение движения спутника в ограниченной задаче двух тел.
Интеграл энергии.
Интеграл площадей.
Интеграл Лапласа.
Уравнение орбиты спутника в задаче двух тел. Виды орбиты в задаче двух тел.
Орбитальная скорость. Первая и вторая космическая скорость.
Элементы орбиты.
Возмущенное движение. Виды возмущений. Уравнение возмущенного движения.
Оскулирующие элементы. Эволюция орбитальных элементов при различных видах возмущений.
Задача трех тел. Гравитационные сферы: сфера тяготения, сфера действия, сфера Хилла.
Географические координаты. Экватор, нулевой меридиан.
Небесная сфера. Основные линии небесной сферы.
Горизонтальная система координат.
Первая экваториальная система координат.
Вторая экваториальная система координат.
Эклиптическая система координат.
Измерение времени. Звездные и солнечные сутки. Календарь.
Происхождение и эволюция звезд.
Солнце как звезда. Строение Солнца.
Планеты земной группы.
Планеты-гиганты.
Малые тела солнечной системы. Классификация малых тел. Карликовые планеты.
Астероиды, кометы, метеороиды. Астероидно-кометная опасность.

10.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

10.1Базовый учебник

Кононович Э.В., Мороз В.И. «Общий курс астрономии», М.: УРСС, 2011.

10.2Основная литература

1) Засов А.В., Кононович Э.В. Астрономия. - М.: Физматлит, 2011.

2) Сурдин В.Г. (ред.) «Солнечная система», М.: Физматлит, 2008, 2009.

10.3Дополнительная литература

Мюррей К., Дермотт С. «Динамика Солнечной системы», М.: Физматлит, 2009.
Балк М.Б. Элементы динамики космического полета. М.: Наука, 1965.
Шустов Б. М., Рыхлова Л. В. (ред.) «Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра», М.: Физматлит, 2010.
Сурдин В.Г. «Астрономические задачи с решениями». М.: УРСС, 2002.
Балк М.Б., Демин В.Г., Куницын А.Л. Сборник задач по небесной механике и космодинамике. М.: Наука, 1972.

10.4Программные средства

Программные средства не требуются.

11.Материально-техническое обеспечение дисциплины

Дополнительное материально-техническое обеспечение не требуется.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа дисциплины «Моделирование движения многих тел» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230700. 62 «Прикладная...		Планета сатурн Сатурн был богом Времени и Судьбы. Как известно, Юпитер в своем мифическом обличии пошел дальше отца. В солнечной системе Сатурну...
	Наблюдение в классической и релятивистской механиках реферат Классическая механика подразделяется на кинематику (которая изучает геометрическое свойство движения без рассмотрения его причин),...		Методические рекомендации по изучению дисциплины «Социальное моделирование и проектирование» Целью освоения дисциплины «Социальное моделирование и проектирование» является выработка знаний, умений и навыков у будущих бакалавров-социологов...
	Рабочая программа дисциплины Новые религиозные движения Целями освоения дисциплины «Современные нетрадиционные религиозные движения и культы» являются		Рабочая программа учебной дисциплины проектирование информационных... Целью дисциплины является: изучение методологии структурного анализа, моделирование информационных систем в стандарте idef, проектирование...
	Тема учебного занятия: Первый закон Ньютона Цели и задачи учебного занятия: раскрыть суть инерциального движения, как инерциального; углубить понятие материальной точки; ввести...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... I. Законы взаимодействия и движения тел (27 часов) Тема Прямолинейное равномерное движение (4 часа)
	Реферат по астрономии Выполнила Ермошенко Анна Земля входит в систему планет и других небесных тел, вращающихся вокруг звезды, названной Солнцем. Солнечная система – лишь одна...		Математическое моделирование движения несимметричного авторотирующего тела Учебно-методический комплекс по «Психологии и педагогике» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...
	Законы движения планет сформулированы И. Кеплером ...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обеспечить в ходе урока повторение основных понятий и законов темы «Законы взаимодействия и движения тел»
	Рабочая программа учебной дисциплины привила и безопасность дорожного движения Рабочая программа учебной дисциплины «Правила и безопасность дорожного движения» разработана на основе Федерального государственного...		Тема урока, Тип урока ...
	Рабочая программа учебной дисциплины Федеральное агентство по образованию... Учебная программа по дисциплине Информационное обеспечение организации дорожного движения, предназначена для студентов специальности...		Тема урока: «Моделирование юбки» Моделирование – создание новой выкройки путем внесения изменений в выкройку основу