Структура навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Модуль 1.

Тема 1. Механічний рух. Кінематичні характеристики механічного руху. Відносність механічного руху. Принцип відносності Галілео Галілея. Інерціальні системи відліку. Закон інерції. Рівномірний прямолінійний рух. Шлях. Швидкість. Переміщення. Прискорення.

Тема 2. Взаємодія тіл. Сила. Другий закон Ньютона. Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту. Рівномірний рух по колу. Його кінематичні характеристики. Доцентрове прискорення. Принцип незалежності рухів. Третій закон Ньютона.

Тема 3. Імпульс. Закон збереження імпульсу. Інерція. Рух центра інерції замкненої системи. Механічна робота і енергія. Потужність.Закон всесвітнього тяжіння Потенціальні сили. Потенціальна енергія матеріальної точки в гравітаційному полі Землі.

Тема 4. Кінетична енергія. Закон збереження механічної енергії в замкненій системі з консервативними силами.Коливальний рух та його характеристики. Амплітуда. Період. Частота. Фаза. Затухаючі коливання. Декремент затухання.

Тема 5. Рівняння коливань математичного маятника. Закон збереження енергії для математичного маятника.Фізичний маятник. Рівняння коливань фізичного маятника. Визначення «g» за допомогою фізичного маятника.

Тема 6. Обертальний рух абсолютно твердого тіла. Його характеристики. Момент сили. Момент пари сил. Правило моментів.Момент інерції абсолютно твердого тіла. Теорема Штейнера. Кінетична енергія обертального руху. Момент кількості руху. Закон збереження моменту кількості руху.

Тема 7. Центр інерції і центр ваги твердого тіла. Пружні деформації. Закон Гука. Модуль Юнга. Підхід Ньютона та Лагранжа до опису руху рідин. Рух нестискуємої ідеальної рідини. Лінії та трубки течії.Рівняння неперервності нестискуємої рідини.Рівняння Бернуллі.

Тема 8. В’язка течія реальних рідин. Коефіцієнт в’язкості. Загальне рівняння течії в’язких рідин. Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Гідростатичний тиск. Закон Паскаля. Формула Пуазейля.

Тема 9. Основні положення МКТ. Експериментальні докази існування молекул. Взаємодія молекул в реальних тілах(тверді, рідкі та газоподібні тіла). Основні задачі термодинаміки. Теплота та механічна енергія. Теплоємність (молярна, питома, об’ємна і т. п.)Перше «начало» термодинаміки. Термодинамічно рівноважний стан. Рівняння стану.

Тема 10. Ідеальний газ. Закони ідеальних газів. Об’єднаний газовий закон. Рівняння Клапейрона-Менделеєва. Парціальний тиск. Закон Дальтона. Робота по розширенню ідеального газу для ізотермічного процесу. Робота по розширенню ідеального газу для адіабатичного процесу. Рівняння адіабати.

Тема 11. Політропні процеси. Формула Пуасона. Ізобарна та ізохорна теплоємності газів. Зв’язок CP і CV зі ступенями вільності молекул. Метод Клемана-Дезорма визначення Cp/Cv. Циклічні процеси. Корисна механічна робота в циклічному процесі.

Тема 12. ККД термодинамічного циклу. Цикл Карно. ККД циклу Карно. Ентропія. Закон зростання ентропії. Друге «начало» термодинаміки. Пароутворення і кипіння. Температура кипіння та залежність її від тиску.

Тема 13. Рівновага в системі пар - рідина. Пароутворення. Насичуюча та ненасичуюча пара. Кипіння. Прихована теплота пароутворення. Поверхневі явища. Взаємодія молекул в системі рідина-тіло, рідина-газ. Поверхневий натяг. Коефіцієнт поверневого натягу. Його означення. Додатковий тиск в краплині рідини за рахунок поверхневого натягу.

Тема 14. Капілярні явища. Реальні гази. Закон Ван-дер-Ваальса для реальних газів. Ізотерми Ван-дер-Ваальса. Формула тиску ідеального газу в МКТ. Термодинамічна теорія розчинів. Хімічний потенціал. Хімічна рівновага. Хімічні реакції.

Тема 15. Закон діючих мас. Правило фаз Гібса. Кінетична теорія ідеальних газів. Другий віріальний коефіцієнт. Характер теплового руху молекул. Газокінетична формула тиску газу на стінку.Статистичний розподіл Максвела.Статистичний оператор. Розподіл Гібса.Розподіл Больцмана. Барометрична формула.

Тема 16. Статистичне означення ентропії.Рівновага рідини та насичуючої пари.Критичні параметри рідини. Переохолоджена пара та перегріта рідина.Рівняння Клапейрона-Клаузиуса. Діаграма стану. Потрійна точка.

Модуль 2.

Тема 1. Природа електрики. Електростатична взаємодія. Закон Кулона.Електростатичне поле. Напруженість електричного поля. Лінії напруженості електричного поля.Потік вектора напруженості електричного поля через замкнуту поверхню. Теорема Остроградського-Гауса.Принцип суперпозиції електричних полів. Розрахунок полів системи зарядів.Поле нескінченної рівномірно зарядженої площини.

Тема 2. Електричне поле нескінченного рівномірно зарядженого циліндра.Поле рівномірно зарядженої кулі.Принцип суперпозиції електричних полів. Розрахунок полів системи зарядів.Робота електростатичних сил по переміщенню пробного заряду. Потенціал поля точкового заряду.Електричне поле диполя.Розподіл електростатичного потенціалу навколо диполя.

Тема 3. Електричне поле в середовищах. Діелектрична проникність. Електростатична індукція.Енергія взаємодії електричних зарядів.Електостатичний потенціал. Одиниці виміру.Зв'язок потенціалу на напруженості електричного поля.Поляризація діелектриків. Електричне поле в речовині.Конденсатори електрики.

Тема 4. Зв’язок між зарядом та потенціалом провідника у вакуумі. Електроємність плоского конденсатора. Електроємність сферичного конденсатора. Електроємність циліндричного конденсатора. Зв’язок між зарядом та потенціалом провідника в діелектричному середовищі. Паралельне та послідовне з’єднання конденсаторів. Батареї конденсаторів.

Тема 5. Енергія зарядженого конденсатора. Електричний струм в металах. Закон Ома. Послідовне та паралельне з’єднання конденсаторів. Конденсатори електрики. Зв’язок між зарядом та напругою. Струм у металах та напівпровідниках. Електричний струм у газах і електролітах. Друге правило Кірхгофа.

Тема 6. Коефіцієнт потужності уколі змінного струму. Закон Джоуля –Ленця для постійного струму.Диференціальна форма законів Ома та Джоуля-Ленця.Сторонні сили. ЕРС. Закон Ома для повного кола.Перше та друге правила Кірхгофа.Електричний струм в газах та розчинах електролітів.Електроліз. Закони електролізу. Число Фарадея.

Тема 7. Змінний електричний струм. Гармонійні струми.Діаграмний метод опису гармонічних струмів. Потужність тепловиділення змінного струму на активному опорі. Діюче значення струму.Ємкісний опір в колі змінного струму.Потужність в колі змінного струму.

Тема 8. Закон Ома для кола змінного струму з активним, індуктивним та ємкісним опором.Коливальний контур. Формула Томпсона. Трансформатори електрики.LC-контур.Формула Томпсона. Вихрове електричне поле. Струми Фуко.Сила Лоренця.

Тема 9. Магнітна дія електричного струму. Магнітне поле. Напруженість та магнітна індукція. Закон електромагнітної індукції. Фізичний зміст індукції магнітного поля. Лінії індукції магнітного поля. Правило «свердлика». Сили, що діють на провідник зі струмом у магнітному полі.

Тема 10. Правило «лівої руки».Самоіндукція. Коефіцієнт самоіндукції. Магнітне поле елемента струму. Закон Біо-Савара-Лапласа.Пара- та діамагнетики.Магнітна взаємодія струмів. Закон Ампера.Рух електрона в магнітному полі.

Тема 11. Сила Лоренця.Енергія магнітного поля.Змінне магнітне поле. Потік магнітної індукції. Електромагнітна індукція.Індуктивність контура та індуктивний опір.Магнітний момент витка зі струмом. Взаємодія магнітних диполів.Струми провідності та “молекулярні струми” в речовині. Намагнічування тіл.

Тема 12. Парамагнетики, діамагнетики та феромагнетики.Природа діа- та парамагнетизму.Магнітне поле соленоїда. Природа діамагнетизму та феромагнетизму.Електромагнітне поле у вакуумі. Виникнення та природа електромагнітних хвиль (ЕМХ). Фазова швидкість ЕМХ.Рівняння Максвела для електромагнітного поля в середовищах.

Структура навчальної дисципліни