ЭЛЕМЕНТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ (ЧАСТНОЙ) ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

ВВЕДЕНИЕ

Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль физики в развитии техники и влияние техники на развитие физики. Важнейшие проблемы физики как фундаментальной науки. Физика как одна из теоретических основ инженерных дисциплин. Использование физических методов для разработки технологических процессов, аппаратов и установок.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

Предмет и разделы классической механики. Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представления о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической механики. Идеализированные объекты (модели), используемые в механике. Виды механического движения. Основные понятия кинематики поступательного движения: система отсчета, траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение и его тангенциальная и нормальная составляющие.

Динамика поступательного движения материальной точки. Основные понятия динамики поступательного движения: масса, сила, импульс тела, работа силы, энергия, I закон Ньютона. Понятия об инерциальных системах отсчета. II закон Ньютона. Масса как мера инертных свойств тела при поступательном движении. Независимость массы тела от скорости его движения. III закон Ньютона. Понятие взаимодействия в физике. Виды сил в механике: сила упругости, сила трения, сила тяготения. Законы, определяющие величины этих сил. Понятие о гравитационном поле как о среде, через которую осуществляется гравитационное взаимодействие. Поле и вещество - два вида материи, их общие и отличительные свойства. Масса тела - мера его гравитационных свойств.

Импульс тела. Закон сохранения импульса и его связь с однородностью пространства. Принцип реактивного движения и его значение для освоения космоса.

Работа силы (постоянной и переменной). Мощность. Энергия как всеобщая мера движения и взаимодействия. Механическая энергия и её компоненты. Кинетическая энергия тела и ее связь с работой всех сил, действующих на него. Понятие о деления сил на потенциальные и непотенциальные. Работа потенциальной силы и ее связь с потенциальной энергией. Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия. Потенциал и напряженность гравитационного поля, связь между ними. Понятие о градиенте скалярной функции координат. Закон сохранения механической энергии. Всеобщий закон сохранения и превращения энергии как проявление неуничтожимости материи и движения и его связь с однородностью времени. Упругий и неупругий удар тел.

Элементы механики жидкостей. Уравнение неразрывности. Движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Вязкая жидкость. Ламинарный и турбулентный режимы ее течения. Движение тел в жидкостях и газах.

Элементы кинематики и динамики вращательного движения абсолютно твердого тела. Угловой путь, угловая скорость, угловое ускорение и их связь с соответствующими линейными величинами. Момент силы относительно оси. Момент инерции материальной точки относительно оси. Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции - мера инертных свойств тела при вращательном движении. Момент импульса тела относительно оси.

Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса и его связь с изотропностью пространства. Кинетическая энергия вращающегося тела.

Преобразование координат Галилея. Абсолютность пространственных интервалов, линейных размеров тел в классической механике. Закон преобразования скоростей в классической механике. Механический принцип относительности. Общие представления о неинерциальных системах отсчета и силах инерции. Границы применимости классической механики как физической теории.

ЭЛЕМЕНТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ (ЧАСТНОЙ) ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Постулаты специальной теории относительности. Преобразование координат Лоренца. Элементы релятивистской кинематики: относительность одновременности, промежутков времени и линейных размеров. Интервал между событиями и его инвариантность по отношению к различным инерциальным системам отсчета. Релятивистский закон преобразования скоростей.

Элементы релятивистской динамики: зависимость массы тела от скорости его движения, релятивистский импульс, основной закон релятивистской динамики, взаимосвязь массы и энергии (масса тела - мера энергосодержания), энергия покоя тела, кинетическая энергия тела. Соотношение между энергией тела (частицы) и его импульсом. Энергия связи системы.

Соотношение между классической механикой инерциальных систем отсчета и специальной теорией относительности. Принцип соответствия. Границы применимости специальной теории относительности.

Понятие об общей теории относительности. Принцип эквивалентности. Общая теория относительности и понятие о космологических теориях.