Курс «общая физика» для студентов дневного отделения геологического факультета

«Утверждено на заседании Кафедры общей физики 2
20 марта 2000 г.»



Заведующий Кафедрой общей физики 2
физического факультета СПбГУ
проф. д.ф.-м.н. А.Е. Грищенко

КУРС

«ОБЩАЯ ФИЗИКА»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ДНЕВНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Специальности: геология (511000), экология (013100).

(I-II курсы, 2-4 семестры, 107 часов)

Составитель -

доцент физического факультета СПбГУ

к.ф.-м.н. Бармасов Александр Викторович

Санкт-Петербург

2000

Требования государственного стандарта образования Российской Федерации к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки по физике бакалавра/специалиста

Геология (511000):

• 
  физические основы механики;
  
• 
  колебания и волны;
  
• 
  молекулярная физика и термодинамика;
  
• 
  электричество и магнетизм;
  
• 
  оптика;
  
• 
  атомная и ядерная физика;
  

Экология (013100):

• 
  физические основы механики,
  
• 
  физика колебаний и волн,
  
• 
  молекулярная физика и термодинамика,
  
• 
  электричество и магнетизм,
  
• 
  квантовая физика.
  

Семестр 2(1)

1.МЕХАНИКА С ОСНОВАМИ НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКИ И РЕЛЯТИВИСТСКОЙ МЕХАНИКИ – 18 часов

1.1.Введение. Системы единиц.

Предмет физики. Физика и геология, геофизика, экология. Механика. Материальная точка и системы материальных точек как объекты классической механики. Свойства пространства и времени.

Физические измерения. Размерность. Системы единиц. Скалярные и векторные величины. Умножение вектора на скаляр. Произведение векторов. Двойные произведения.

1.2.Кинематика материальной точки.

Кинематика материальной точки. Системы отсчёта. Системы координат. Движение в механике. Перемещение. Траектория, путь.

Скорость. Ускорение. Равнопеременное поступательное движение. Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения. Угловая скорость, угловое ускорение.

1.3.Динамика материальной точки.

Инерциальные системы отсчёта. Принцип инерции, принципы относительности. Первый закон Ньютона. Сила. Основные силы в классической механике.

Второй закон Ньютона. Масса. Импульс. Третий закон Ньютона. Закон сохранения импульса.

1.4.Основы небесной механики. Основы теории тяготения.

Законы Кеплера. Солнечная система.

Закон всемирного тяготения. Гравитационные силы. Гравитационная и инертная массы, их эквивалентность. Чёрные дыры.

1.5.Гравитационное поле Земли. Гравиметрия.

Гравитационное поле Земли. Сила тяжести. Вес. Невесомость. Космические скорости. Космические исследования.

Геоид. Потенциал гравитационного поля. Аномалии ускорения силы тяжести. Принципы гравиразведки.

1.6.Основы теории упругости. Трение. Элементы гидродинамики.

Упругие силы. Деформации, предел упругости. Растяжение, сжатие, сдвиг. Закон Гука. Модули Юнга и сдвига.

Силы трения покоя, скольжения и качения. Движение жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкое трение; вязкость. Закон Стокса. Число Рейнольдса.

1.7.Неинерциальные системы отсчёта. Движение тела с переменной массой.

Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Перегрузки. Центробежная сила инерции. Зависимость веса тела от широты местности. Центрифуги и их применение в научных исследованиях. Сила Кориолиса.

Движение тела с переменной массой. Реактивное движение; уравнение Мещерского; формула Циолковского.

1.8.Работа. Энергия. Законы сохранения.

Работа силы. Мощность. Энергия. Закон сохранения и превращения энергии. Кинетическая и потенциальная энергии. Консервативная система. Энергия сжатой или растянутой пружины.

Центральный удар. Упругое и неупругое соударения двух тел. Деформации горных пород и закон сохранения и превращения энергии.

1.9.Основы механики твёрдого тела.

Центр масс системы материальных точек. Абсолютно твёрдое тело. Поступательное, вращательное и плоское движения.

Вращательное движение абсолютно твёрдого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Момент импульса. Момент силы. Законы сохранения при вращательном движении. Теорема Штейнера. Гироскоп.

1.10.Основы релятивистской механики.

Специальная теория относительности. Движение тел с околосветовой скоростью. Преобразования Лоренца. Понятие одновременности. Релятивистское сокращение продольных размеров тела. Релятивистское замедление времени. Релятивистский закон преобразования скорости. Релятивистский интервал. Релятивистская масса. Релятивистский импульс. Кинетическая энергия релятивистской частицы. Взаимосвязь энергии и массы.