Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) физика направление подготовки: 151600. 62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА «СОГЛАСОВАНО» «УТВЕРЖДАЮ» Руководитель ОП «Прикладная механика» Заведующая кафедрой Механики и математического моделирования (название кафедры) Озерова Г.П (подпись) (Ф.И.О. рук. ОП) Бочарова А.А. (подпись) (Ф.И.О. зав. каф.) «28» июня 2013г. «28» июня 2013г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД) ФИЗИКА Направление подготовки: 151600.62 Прикладная механика Профиль подготовки: «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов» Форма подготовки (очная) Инженерная школа ДВФУ Кафедра механики и математического моделирования курс 1,2семестр 2,3 лекции 72(час.) практические занятия 36час. лабораторные работы 72час. самостоятельная работа 144час. всего часов аудиторной нагрузки 180час. контрольные работы (0) курсовая работа / курсовой проект - семестр зачет -семестр экзамен 2,3семестр Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 9 ноября 2009 № 541 Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Общей физики, протокол № 10 от «28» июня 2013 г. Заведующий кафедрой:к.х.н., доц. Короченцев В.В. Составители: к.ф.-м.н., доцент Полищук В.Е., д.п.н., проф. Гнитецкая Т.Н., к.ф.-м.н., доцент Макогина Е.И., к.б.н., доцент Полищук Р.Ф., к.х.н., доцент КороченцевВ.В. , Чухрий Н.И Оборотная сторона титульного листа РПУД I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (И.О. Фамилия) II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры: Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______ Заведующий кафедрой _______________________ __________________ (подпись) (И.О. Фамилия) Аннотация Учебная дисциплина «Физика» предназначена для студентов 1,2 курса, обучающихся по направлению 151000.62 «Прикладная механика», профиль «Математическое и компьютерное моделирование механических систем и процессов». Дисциплина входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла. Дисциплина «Физика» логически и содержательно связана с такими курсами как «Математика», «Сопротивление материалов», «Электротехника и электроника», «Теоретическая механика». Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 324 часа. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (72 часов), лабораторные работы (72 часов), практические занятия (36 часов), самостоятельная работа студента (144 часов). Дисциплина реализуется на 1,2 курсе в 2,3семестре. Цель: формирование у студентов ясных представлений об основных понятиях и законах физики, стиля физического мышления, современной научной картины мира. Курс физики должен прививать студентам высокую культуру моделирования всевозможных явлений и процессов, знакомить с научными методами, а также подготовить общетеоретическую базу для прикладных и профилирующих дисциплин Задачи: Ознакомление студента с основными простейшими методами наблюдения, измерения и экспериментирования. Формирование у студентов системы знаний по классической и современной физике. Формирование у студентов основных принципов описания явлений и процессов (уравнения движения, уравнения состояния, поля и т.п.) Формирование у студентов умения применять теоретические знания для решения практических задач как в области физики, так и в других областях естествознания. Формирование у студентов умения учитывать влияние различных факторов на рассматриваемое физическое явление. Формирование у студентов представления о различных физических моделях окружающего мира, применимости различных теорий и законов физики для объяснения явлений природы и процессов, протекающих на Земле, в ее недрах и окружающем пространстве. В результате изучения дисциплины бакалавр должен знать: - основные физические явления и законы, основные физические величины и физические константы, их определение и единицы измерения; -динамические законы вращательного движения твердого тела и их применение для решения прикладных задач; - основополагающие понятия и методы статики, кинематики, расчетов на прочность и жесткость упругих тел; - основные физические понятия, кинематические характеристики и уравнения поступательного и вращательного движений материальной точки и механической системы материальных точек; уметь: - применять физико-математические методы для решения практических задач с помощью систем компьютерной математики; -решать типовые задачи, связанные с основными разделами физики, использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности; - понимать современные достижения естественных наук и физические принципы работы современных технических устройств в области физики; - осуществлять отбор, анализ и систематизацию научной информации для решения профессиональных задач; владеть: - навыками применения общих законов механики для решения конкретных физических задач и задач других естественных дисциплин; -навыками, необходимыми для пользования основными физическими измерительными инструментами, физическими приборами и установками для решения экспериментальных задач, а также, уметь эти результаты анализировать и оценивать с использованием методов теории размерности и математической статистики; - навыками работы с физическими измерительными инструментами, физическими приборами; а также обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями: ОК-1: владеть культурой мышления, иметь способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения; ОК-10: использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического и компьютерного моделирования в теоретических и расчетно-экспериментальных исследованиях ОК-15: уметь использовать фундаментальные законы природы, законы естественнонаучных дисциплин и механики в процессе профессиональной деятельности ОК-22: понимать проблемы устойчивого развития и рисков, связанных с деятельностью человека ПК-1: быть способным выявлять сущность научно-технических проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат; ПК-2: применять физико-математический аппарат, теоретические, расчетные и экспериментальные методы исследований, методы математического и компьютерного моделирования в процессе профессиональной деятельности; ПК-3: быть готовым выполнять расчетно-экспериментальные работы и решать научно-технические задачи в области прикладной механики на основе достижений техники и технологий, классических и технических теорий и методов, физико-механических, математических и компьютерных моделей, обладающих высокой степенью адекватности реальным процессам, машинам и конструкциям. СТРУКТУРА И содержание теоретической части курса Модуль 1. Физические основы механики(22 час.) Раздел I. Механика(6 час.) Тема 1. Кинематика материальной точки(2 час.) Понятия пространства и времени, их относительность. Тело отсчета, системы отсчета. Понятие инерциальной и неинерциальной систем отсчета. Подвижные и неподвижные инерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея, связывающие координаты точки относительно подвижной и неподвижной инерциальных систем отсчета. Поиски абсолютной системы отсчета. Гипотеза об эфире. Опыты Майкельсона-Морли. Постулаты Эйнштейна. Понятия материальной точки, траектории. Способы задания положения точки и ее движения в декартовой системе отсчета. Перемещение. Путь. Связь перемещения с приращением радиус – вектора Тема 2. Кинематические уравнения равномерного и равнопеременного прямолинейного движений(2час.) Скорость, ускорение, единицы их измерения. Нормальное (центростремительное), касательное (тангенциальное) и полное ускорения. Связь величины полного ускорения с величинами нормального и полного ускорений .Связь вектора полного ускорения с векторами нормального и касательного ускорений. Равномерное и равнопеременное движение. Кинематические уравнения равнопеременного прямолинейного движения и равномерного. Графики зависимости пути и скорости от времени для равнопеременного и равномерного прямолинейного движения Тема 3. Кинематика вращательного движения материальной точки(2час.) Угловые перемещение, скорость и ускорение. Единицы их измерения. Кинематическое уравнение равнопеременного движения материальной точки по окружности. Связь величины полного ускорения движения материальной точки по окружности с угловой скоростью, угловым ускорением и радиусом движения материальной точки.Понятие об интервале и его инвариантности. Четырехмерный мир. Возможность сверхсветовых движений Раздел II. Динамика (4 час.) Тема 1. Динамика материальной точки. Закон сохранения импульса (2час.) Взаимодействия и силы. Масса как мера инертности и гравитации. Импульс. Законы Ньютона. Прямые и обратные задачи. Свободное и несвободное движения. Понятие о силовом и однородном силовом полях. Движение тела в однородном силовом поле. Замкнутые и незамкнутые механические системы. Система материальных точек, ее импульс. Закон сохранения импульса системы материальных точек. Движение тел переменной массы. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского. Работа. Энергия, Мощность. Потенциальная и кинетическая энергии. Потенциальные (консервативные) силы. Потенциальная энергия сил упругости. Связь между потенциальной силой и потенциальной энергией. Закон сохранения энергии в механике. Упругие и неупругие столкновения. Тема 2Движение в поле тяготения (2 час.) Законы Кеплера. Сила взаимодействия между Солнцем и планетами солнечной системы (решение обратной задачи). Закон тяготения Ньютона. Опыт Кавендиша. Сила тяготения (гравитации), сила тяжести, вес тела. Ускорение свободного падения, его зависимость от высоты и широты местности. Силы инерции. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. Потенциал и напряженность гравитационного поля, связь между ними. Эквивалентность инертной и гравитационной масс, опытные подтверждения. Первая, вторая, третья космические скорости. Раздел III. Законы сохранения(4час.) Тема 1. Вращательное движение системы материальных точек (2 час.) Момент импульса материальной точки и системы материальных точек относительно полюса и оси. Момент силы материальной точки и системы материальных точек относительно полюса и оси. Уравнение моментов для системы материальных точек относительно точки (полюса). Закон сохранения момента импульса механической системы относительно полюса. Связь момента импульса с угловой скоростью. Тема 2. Элементы гидродинамики (2час.) Линии и трубки тока, уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Внутреннее трение (вязкость) жидкости. Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Ламинарное течение вязкой жидкости в круглых трубах. Формула Пуазейля. Методы определения вязкости жидкости. Формула Стокса. Границы применимости формул Пуазейля и Стокса. Раздел IV. Колебания (8 час.) Тема 1. Колебания. Гармонические колебания (2 час.) Кинематическое уравнение гармонических колебаний. Амплитуда, фаза, начальной фаза, частота и циклическая частота колебаний. Скорость, ускорение и силы при гармонических колебаниях. Закон Ньютона для гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний, его решение. Энергия гармонических колебаний. Графическая зависимость кинетической, потенциальной и полной энергий гармонических колебаний от времени. Тема 2. Пружинный, физический и математический маятники (2 час.) Приведенная длина физического маятника. Ось подвеса (привеса) и ось качаний физического маятника, их обратимость. Метод векторной диаграммы. Сложение2-х гармонических колебаний одной частоты и одного направления. Результирующая амплитуда и фаза таких колебаний. Сложение двух взаимно перпендикулярных гармонических колебаний с разными амплитудами и одинаковой частотой. Сложение гармонических колебаний с близкими частотами. Тема 3. Затухающие и вынужденные колебания. (2 час.) Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Декремент, логарифмический декремент и коэффициент затухания колебаний. Их физический смысл и единицы измерения. Второй закон Ньютона для вынужденных колебаний. Установившиеся вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение и его решение для установившихся вынужденных колебаний для случая, если вынуждающая сила изменяется по гармоническому закону. Амплитуда и фаза установившихся вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансная частота. Графики амплитудной и фазовой резонансных кривых для различных значений коэффициента затухания. Тема 4.Механические волны. Интерференция механических волн. (2 час.) Основные понятия: волновое поле, фронт волны, волновая поверхность, продольные и поперечные волны. Связь продольных и поперечных механических волн и их скоростей распространения с упругими свойствами среды. Плоские и сферические волны. Уравнение гармонической волны (волнового гармонического луча). Длина волны, ее связь с периодом (частотой) и скоростью. Понятие фазовой и групповой скоростям волны. Волновое уравнение. Звуковые волны. Когерентные волны. Разность хода. Интерференция механических волн. Условия Мах. и Min. при интерференции. Стоячие волны. Модуль 2.Молекулярная физика(18 час.) Раздел I. Предмет и задачи молекулярной физики(10 час.) Тема 1. Молекулярно-кинетическая теория (2час.) Предмет и задачи молекулярной физики. Молекулярно-кинетическая теория вещества. Характеристики молекул и количества вещества. Агрегатные состояния вещества и их признаки. Статистический и термодинамический методы в молекулярной физике и термодинамике. Эмпирические газовые законы: законы Дальтона, Бойля-Мариотта, Гей-люссака, Шарля, Паскаля, Авогадро, Менделеева-Клапейрона, тепловое расширение твердых тел. Идеальный газ как модель газообразного состояния. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Давление идеального газа. Вывод основного уравнения МКТ идеального газа. Эрготическая гипотеза Больцмана

Похожие:

	Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) материаловедение направление... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) менеджмент направление... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
	Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) политология направление... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) химия направление подготовки:... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
	Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) культура дискуссий и... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) инженерное программное... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
	Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) инженерные web-технологии... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) основы конечно-элементного... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
	Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) специальные функции в... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) аналитическая динамика... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования,...
	Пояснительная записка рабочая программа дисциплины «Иностранный язык... «Математика и компьютерные науки», 010500. 62 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», 230100. 62...		Рабочая программа моделирование транспортных процессов направление... Моделирование транспортных процессов: рабочая программа / авт сост. В. Б. Вилков, спб.: Ивэсэп, 2013. – 21 с
	Рабочая программа учебной дисциплины «компьютерное моделирование художественных изделий» Направление подготовки: 261400. 62 Технология художественной обработки материалов		Рабочая программа учебной дисциплины «основы автоматизированного проектирования» Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла Б. 3 основной образовательной программы подготовки бакалавров...
	Рабочая программа учебной дисциплины «теоретическая и прикладная механика» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части профессионального цикла студентам бакалавриата очной...		Учебно-методический комплекс рабочая программа для студентов очной формы обучения Шармин Д. В. История развития математической науки. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов очной формы обучения,...