Скачать 98.26 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» Радиофизический факультет Кафедра теории колебаний и автоматического регулирования УТВЕРЖДАЮ Декан радиофизического факультета ____________________Якимов А.В. «18» мая 2011 г. Учебная программа Дисциплины Б3.Б2 «Теоретическая механика» по направлению 011800 «Радиофизика» Нижний Новгород 2011 г. 1. Цели и задачи дисциплины Цель курса – формирование у студентов знаний по основам классической механики как раздела теоретической физики. Задача курса – овладение методами лагранжевого и гамильтонового формализмов в приложении к базовым задачам макроскопической динамики точечных систем и твердого тела. 2. Место дисциплины в структуре программы бакалавра Дисциплина «Теоретическая механика» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика», преподается в 4 семестре. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах образовательной программы бакалавра по направлению «Радиофизика»: модули «Математика» и «Общая физика» базовой части цикла математических и естественнонаучных дисциплин. 3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате освоения дисциплины «Теоретическая механика» формируются следующие компетенции:
В результате изучения дисциплины студенты должны:
4.Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
5. Содержание дисциплины 5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
5.2. Содержание разделов дисциплины Раздел 1. Лагранжева механика 1.1. Обобщенные координаты. Вариационный принцип Гамильтона. Уравнения Лагранжа. 1.2. Точечные преобразования. Неединственность функции Лагранжа механической системы. 1.3. Функция Лагранжа свободной материальной точки. 1.4. Аддитивность функций Лагранжа невзаимодействующих подсистем. Функция Лагранжа для систем материальных точек: потенциальные системы, неавтономные потенциальные системы, потенциальные системы с голономными связями. 1.5. Функция Лагранжа обобщённо-потенциальных систем. Определение обобщённо-потенциальной силы. Силы Лоренца и Кориолиса как обобщённо-потенциальные силы. 1.6. Циклические переменные. Законы сохранения и изменения обобщённых импульсов. Обобщённая энергия. Законы сохранения и изменения обобщённой энергии. Теорема Нётер. Раздел 2. Движение материальной точки в центральном полеИнтегрирование уравнений движения материальной точки в центральном поле. Задача Кеплера. Раздел 3. Малые колебания потенциальных консервативных систем 3.1. Состояния равновесия механических систем. Устойчивость состояний равновесия по Ляпунову. Теорема Лагранжа об устойчивости положений равновесия. Функция Лагранжа малых колебаний. 3.2. Уравнения движения для малых колебаний и их решение. 3.3. Функция Лагранжа нормальных колебаний. Отыскание нормальных координат. Раздел 4. Движение твёрдого тела 4.1. Определение твердого тела. Эйлеровы углы. Вектор угловой скорости. Соотношения Эйлера. 4.2. Кинетическая энергия твердого тела. Тензор инерции. 4.3. Преобразования тензоров. Приведение тензора инерции к главным осям. Главные оси и моменты инерции. 4.4. Момент импульса. Закон изменения момента импульса. 4.5. Задача Лагранжа о движении симметричного волчка с закрепленной точкой в однородном поле тяжести. Раздел 5. Гамильтонова механика 5.1. Преобразование Лежандра. Функция Гамильтона механической системы. Уравнения Гамильтона. Циклические переменные и понижение порядка уравнений Гамильтона. 5.2. Скобки Пуассона. Закон изменения произвольной функции состояния. Свойства скобок Пуассона. Фундаментальные скобки Пуассона. Теорема Пуассона. 5.3. Канонические преобразования. Вариационный принцип в гамильтоновой механике. Производящие функции канонических преобразований. 5.4. Инвариантность скобок Пуассона относительно канонических преобразований. Теорема Лиувилля. Уравнение Лиувилля. 5.5. Уравнение Гамильтона-Якоби. 5.3. Содержание разделов практических занятий. 1. Динамика лагранжевых систем. Метод баланса энергии. Метод фазовой плоскости. Режимы возможных движений. Закон движения в квадратурах. Составление функции Лагранжа. Потенциальные системы. Обобщенно-потенциальные системы. Циклические переменные и первые интегралы движений уравнений Лагранжа. 2. Движение частиц в полях. Движение частиц в центрально- симметричном поле. Эффективная потенциальная энергия при движении в ЦСП. Траектория и закон движения частицы в ЦСП. Движение частиц в магнитном поле. 3. Малые колебания консервативных систем. Малые колебания с одной степенью свободы, частота колебаний. Малые колебания с несколькими степенями свободы. «Линеаризация» функции Лагранжа, спектр собственных частот 4. Движение твердого тела. Тензор инерции, приведение к диагональному виду. Углы Эйлера и соотношения Эйлера. Функция Лагранжа при движении твердого тела. 5. Уравнения Гамильтона. Первые интегралы уравнений Гамильтона. Скобки Пуассона. Производящие функции. Условия каноничности преобразований. Диагонализация гамильтониана с помощью производящих функций. Составление уравнений Гамильтона-Якоби. Метод разделения переменных, уравнения траектории и закон движения. 6. Лабораторный практикум. Не предусмотрен. 7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 7.1. Рекомендуемая литература. а) основная литература:
б) дополнительная литература:
8. Вопросы для контроля
9. Критерии оценок
10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки Курсовые работы не предусмотрены Программа составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 011800 «Радиофизика» Автор программы _________________ Канаков О.И. Программа рассмотрена на заседании кафедры 01 апреля 2011 г. протокол № 11 Заведующий кафедрой ___________________ Шалфеев В.Д. Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года протокол № 05/10 Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н. |
Радиофизический факультет Дисциплины 02 «Полупроводниковые лазеры в оптической связи и измерительных системах» | Радиофизический факультет Дисциплины р12 «Взаимодействие электронных потоков с электромагнитными полями» | ||
Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента, преподается в 9 семестре | Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к дисциплинам специализации федерального компонента, преподается в 6 и 7 семестрах | ||
Радиофизический факультет ... | Радиофизический факультет Цель курса – сформировать у студентов представления о квантовомеханических закономерностях, лежащих в основе современной физики и... | ||
Радиофизический факультет Целью преподавания дисциплины «Дискретная математика» является подготовка специалистов к деятельности в сфере разработки, исследования... | Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на расширение знаний электродинамики плазменных процессов, обусловленных ионизационной нелинейностью... | ||
Радиофизический факультет Цель изучения дисциплины состоит в освоении студентами методологии и технологии моделирования (в первую очередь компьютерного) информационных... | Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на углубленное изучение методов физики твердого тела, знакомство с некоторыми современными проблемами... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Факультет русской филологии и журналистики. Факультет истории и юриспруденции. Факультет татарской и сопоставительной филологии.... | Радиофизический факультет Дисциплина базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, полупроводниковой электроники, электродинамики и... | ||
Радиофизический факультет Большое внимание в курсе уделено сопутствующему математическому описанию указанных процессов и их использованию для расчета основных... | Радиофизический факультет Дисциплина «Физическая электроника» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла основной образовательной программы... | ||
Радиофизический факультет Основное внимание при чтении лекций уделяется приближенным методам решения задач распространения и рассеяния скалярных волн в средах... | Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на изучение разделов аналитической геометрии и высшей алгебры, необходимых для понимания других... |