Темы практических занятий

1 2 3

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Национальный исследовательский университет «МЭИ»

____________________________________________________________________ _______________________________________

Направление подготовки: 08.03.01 Строительство

Наименование образовательной программы: Строительство

Уровень образования: бакалавриат

Форма обучения: очная

Рабочая программа дисциплины

ФИЗИКА

Блок	Блок 1 «Дисциплины (модули)»
Часть образовательной программы	Обязательная
Индекс дисциплины по учебному плану	Б1.О.02.03
Трудоемкость в зачетных единицах	1 семестр – 5
Часов (всего) по учебному плану	180
Лекции	1 семестр – 32
Практические занятия	1 семестр – 32
Лабораторные работы	1 семестр – 16
Консультации по курсовому проекту/ работе:
групповые	учебным планом не предусмотрены
индивидуальные	учебным планом не предусмотрены
Самостоятельная работа	1 семестр – 64
включая:
РГР	учебным планом не предусмотрены
курсовые проекты/работы	учебным планом не предусмотрены
Промежуточная аттестация:
экзамен	1 семестр – 2,5 часа
Контроль:
экзамен	1 семестр – 33,5 часа

Москва 2019

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Старший преподаватель кафедры физики им. В.А. Фабриканта				Б.В. Ермаков
(должность, ученая степень, ученое звание)		(подпись)		(расшифровка подписи)

Старший преподаватель кафедры физики им. В.А. Фабриканта				О.И. Лубенченко
(должность, ученая степень, ученое звание)		(подпись)		(расшифровка подписи)

Заведующий кафедрой физики им. В.А. Фабриканта				О.А. Евтихиева
(название кафедры)		(подпись)		(расшифровка подписи)

Руководитель образовательной программы

Зав. кафедрой ИТТБ, д.э.н., профессор				Л.Н. Доронкина
(должность, ученая степень, ученое звание)		(подпись)		(расшифровка подписи)

Согласовано:

Заведующий кафедрой ИТТБ				Л.Н. Доронкина
(название кафедры)		(подпись)		(расшифровка подписи)

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины является изучение основных физических объектов, явлений и законов.

Задачи дисциплины:

– получение фундаментального образования, способствующего дальнейшему развитию личности и освоению технических дисциплин;

– обучение анализу физической сущности явлений различной природы.

Формируемые у обучающегося компетенции и запланированные результаты обучения по дисциплине, соотнесенные с индикаторами достижения компетенций:

Код и наименование компетенции	Код и наименование индикатора достижения компетенции	Запланированные результаты обучения
ОПК-1 Способен решать задачи профессиональной деятельности на основе использования теоретических и практических основ естественных и технических наук, а также математического аппарата	ОПК-1.1 Выявление и классификация физических и химических процессов, протекающих на объекте профессиональной деятельности	знать: – основные физические явления, законы кинематики материальной точки и их математическое описание; уметь: – определять, какие законы механики обусловливают явления или процессы в устройствах различной физической природы, и выполнять применительно к ним простые технические расчёты;
	ОПК-1.2 Определение характеристик физического процесса (явления), характерного для объектов профессиональной деятельности, на основе теоретического (экспериментального) исследования	знать: – основные физические явления, законы динамики материальной точки и их математическое описание; уметь: – рассматривать возможные варианты решения задачи движения твердого тела, оценивая их достоинства и недостатки;
	ОПК-1.5 Выбор базовых физических и химических законов для решения задач профессиональной деятельности	знать: – основные физические явления, законы молекулярной физики и термодинамики и их математическое описание; уметь: – определять, какие законы молекулярной физики и термодинамики обусловливают явления или процессы в устройствах различной физической природы, и выполнять применительно к ним простые технические расчёты.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ВО

Дисциплина базируется на уровне среднего общего образования.

Результаты обучения, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении следующих дисциплин: «Гидромеханика», «Электроснабжение», «Теоретическая механика» и «Водоснабжение и водоотведение».

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Распределение трудоемкости раздела (в часах) по видам учебной работы

Содержание самостоятельной работы

(с указанием № источника по п. 5.1 и страниц в нем)

Контактная

СР

Конт-роль

Лек

Пр

Лаб

КПР

ИККП

ПА

Физические основы механики

–

[1], стр. 17–180 или [2], стр. 8–75, 84–85; [5], стр. 5–86; [3], стр. 4–29; [4], стр. 5–72

Элементы специальной теории относительности

–

[1], стр. 217–245 или [2] стр. 85–105

Основы молекулярной физики и термодинамики

–

[1], стр. 246–355, 400–415 или [2], стр. 106–171; [5], стр. 114–161; [3], стр. 34–51; [4], стр. 73–108

Экзамен

–

2,5

–

33,5

Экзамен проводится в устной форме по билетам согласно программе экзамена

Итого:

180

–

2,5

33,5

Примечание: Лек – лекции; Пр – практические занятия; Лаб – лабораторные работы; КПР – аудиторные консультации по курсовым проектам/работам; ИККП – индивидуальные консультации по курсовым проектам/работам; ПА – промежуточная аттестация; СР – самостоятельная работа студента.

Краткое содержание разделов

Семестр

1. Физические основы механики

Классическая физика и границы её применимости.

Предмет кинематики. Радиус-вектор. Кинематический закон движения материальной точки. Траектория. Путь. Кинематические параметры: перемещение, скорость, ускорение. Обратная задача кинематики точки. Частные случаи движения материальной точки: равномерное и равноускоренное движение. Характеристики криволинейного движения: радиус кривизны траектории, нормальное и тангенциальное ускорение.

Виды движения твёрдого тела: поступательное, вращательное, плоское. Угловые кинематические параметры: угловое перемещение, скорость, ускорение; частота, период вращения. Связь угловых и линейных кинематических параметров.

Предмет динамики. Законы Ньютона. Сила. Линия действия силы, силовая линия, равнодействующая (главный вектор), принцип независимости действия сил. Инерциальные системы отсчёта. Инертность. Масса. Внутренние и внешние силы. Центр масс механической системы. Теорема о движении центра масс. Импульс материальной точки, механической системы. II закон Ньютона в дифференциальной форме.

Момент силы относительно точки, оси. Момент инерции тела относительно оси. Теорема Гюйгенса-Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Момент импульса твёрдого тела относительно оси. Основное уравнение динамики вращательного движения в дифференциальной форме.

Закон изменения и сохранения импульса. Условия сохранения импульса механической системы

Момент импульса материальной точки, твёрдого тела относительно оси. Закон сохранения момента импульса.

Кинетическая энергия материальной точки, механической системы тел, твёрдого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси; твёрдого тела, совершающего плоское движение. Работа, мощность. Работа при вращательном движении твёрдого тела. Теорема об изменении кинетической энергии. Потенциальное поле. Потенциальные и непотенциальные силы. Потенциальная энергия материальной точки, механической системы. Связь силы и потенциальной энергии. Механическая энергия. Закон изменения и сохранения механической энергии. Консервативные и диссипативные силы. Абсолютно упругий, абсолютно неупругий удар.

Преобразования Галилея. Механический принцип относительности.

2. Элементы специальной теории относительности

Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца. Относительность одновременности, относительность длин и промежутков времени, интервал между двумя событиями и его инвариантность. Релятивистский закон сложения скоростей.

Динамика материальной точки. Релятивистский импульс. Релятивистское уравнение динамики материальной точки. Кинетическая энергия. Связь массы и энергии. Вектор энергии-импульса.

3. Основы молекулярной физики и термодинамики

Термодинамическая система (макросистема). Статистический и термодинамический методы исследования макросистем. Термодинамические параметры. Микросостояние и макросостояние термодинамической системы. Равновесное состояние. Термодинамический процесс. Равновесный, квазистатический процесс. Уравнение состояния.

Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Газовые законы. Основное уравнение МКТ идеального газа для давления. Молекулярно-кинетический смысл абсолютной температуры.

Внутренняя энергия термодинамической системы. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа. Количество теплоты. Политропный процесс идеального газа. Теплоёмкость. I начало термодинамики.

Тепловой двигатель и его КПД. Цикл Карно. Неравенство Клаузиуса. Энтропия. II начало термодинамики.

Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Распределение Больцмана.

Длина свободного пробега молекулы идеального газа. Неравновесные процессы. Кинетические явления (явления переноса): диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Эмпирические уравнения явлений переноса: закон Фика, закон Фурье, закон Ньютона для внутреннего трения. Коэффициенты диффузии, теплопроводности, вязкости, их выражения для идеального газа. Молекулярно-кинетическая теория явлений переноса.

Реальный газ.

Описание движения жидкости.

Темы практических занятий

Семестр

1. Кинематика материальной точки и твёрдого тела (3 часа)

2. Динамика материальной точки (3 часа)

3. Динамика твёрдого тела (5 часов)

4. Применение законов сохранения к задачам механики материальной точки и твёрдого тела (5 часов)

5. Уравнение состояния идеального газа (2 часа)

6. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа (2 часа)

7. I начало термодинамики. Теплоёмкость идеального газа (5 часов)

8. Тепловые машины и их КПД (4 часа)