Obrazovni materijali iz opšte fizike (1 kurs)

PROGRAM

inovativni kurs opšte fizike za studente Fizičkog fakulteta (1. semestar, odsek „MEHANIKA“)

Komentari na pojedinačne teme kursa daju se u pdf formatu - za čitanje i štampanje štampane kopije pomoću programa Acrobat Reader. Kompjuterske simulacije (Java apleti) se izvode direktno u pretraživaču.

Tema 1: Uvod. Principi klasične fizike

Uvod. Mjesto fizike među prirodnim naukama. Odnos eksperimenta i teorije u fizici. Iskustvo kao izvor znanja i kriterijum istine. Heuristička moć fizičkih teorija. Granice primjenjivosti fizikalnih teorija. Princip korespondencije. Apstrakcije klasične mehanike. Apsolutizacija fizičkog procesa (nezavisnost od sredstava posmatranja) i mogućnost neograničenih detalja u njegovom opisu. Relacije nesigurnosti i granice primjenjivosti klasičnog opisa. Uloga matematike u fizici. Razlika između koncepata kojima se bavi čista matematika i eksperimentalna nauka. Fizički modeli i apstrakcije.

• Komentar na temu „Uvod. Principi klasične fizike" (7 strana)

Tema 2: Prostor i vrijeme. Referentni sistemi i koordinatni sistemi

Mjerenja vremenskih intervala i prostornih udaljenosti. Savremeni standardi vremena i dužine. Klasične (nerelativističke) ideje o prostoru i vremenu su pretpostavke o apsolutnoj prirodi simultanosti događaja, vremenskih intervala i prostornih udaljenosti. Svojstva prostora i vremena. Ujednačenost vremena. Homogenost i izotropnost prostora. Odnos između euklidske geometrije i geometrije realnog fizičkog prostora. Referentni sistem.

• (5 stranica)

Koordinatni sistemi. Odnos između cilindričnih i sfernih koordinata i kartezijanskih koordinata. Element dužine u krivolinijskim koordinatama. Jedinični vektori (orti) za kartezijanske, cilindrične i sferne koordinate. Transformacija koordinata tačaka pri prelasku iz jednog koordinatnog sistema u drugi.

Tema 3: Kinematika materijalne tačke.

Fizički modeli. Primjeri idealiziranih objekata i apstrakcija korištenih u fizici. Materijalna tačka kao fizički model. Mehaničko kretanje i njegov opis. Predmet kinematike. Osnovni pojmovi kinematike materijalne tačke. Radijus vektor. Kretanje. Putanja. Put. Prosječna brzina. Brzina. Vektor brzine kao derivacija radijus vektora. Smjer i trajektorija vektora brzine. Vektorski hodograf brzine. Ubrzanje. Ubrzanje tokom zakrivljenog kretanja. Centar zakrivljenosti i polumjer zakrivljenosti putanje. Dekompozicija ubrzanja na normalne i tangencijalne komponente.

• Komentar na temu „Prostor i vrijeme. Kinematika materijalne tačke" (5 strana)

Koordinatni oblik opisa kretanja. Određivanje brzine i ubrzanja iz date zavisnosti koordinata o vremenu. Određivanje koordinata na osnovu date zavisnosti brzine od vremena. Kretanje sa vezama. Jednodimenzionalno krivolinijsko kretanje. Broj stepeni slobode mehaničkog sistema.

Tema 4: Osnove klasične dinamike materijalne tačke

Osnove dinamike. Prvi Newtonov zakon i njegov fizički sadržaj. Dinamička ekvivalencija stanja mirovanja i kretanja pri konstantnoj brzini. Veza između zakona inercije i principa relativnosti. Njutnov drugi zakon. Sila i mehaničko kretanje. Fizička suština pojma sile u mehanici. Sile različite fizičke prirode i fundamentalne interakcije u fizici. Svojstva sile i metode mjerenja sila. Koncept inercijalne mase. Metode mjerenja mase. Fizički sadržaj Newtonovog drugog zakona. Istovremeno djelovanje više sila i princip superpozicije. Interakcija tijela i treći Newtonov zakon. Logička shema Newtonovih zakona i različite mogućnosti za njegovu konstrukciju.

• Komentar na temu “Osnove klasične dinamike” (7 stranica)

Tema 5: Direktni i inverzni problemi dinamike. Integracija jednačina kretanja

Drugi Newtonov zakon kao osnovna jednačina dinamike materijalne tačke. Koncept mehaničkog stanja. Direktan zadatak dinamike je da odredi sile iz poznatog kretanja. Pronalaženje zakona gravitacije iz Keplerovih zakona. Inverzni problem dinamike je određivanje kretanja na osnovu poznatih sila i početnog stanja. Primjeri integracije jednadžbi kretanja (kretanje čestice u konstantnom i vremenski ovisnom jednoličnom polju, kretanje u viskoznom mediju, kretanje nabijene čestice u jednoličnom magnetskom polju i u ukrštenim električnim i magnetskim poljima, kretanje pod utjecajem sila u zavisnosti od položaja čestice – prostorni oscilator i Kulonovo polje).

Algoritmi za numeričku integraciju jednačina kretanja. Kretanje materijalne tačke u prisustvu veza. Reakcione sile idealnih veza.

Tema 6: Fizičke veličine i sistemi jedinica. Dimenzionalna analiza

Mjerenja u fizici. Zahtjevi za standard fizičke veličine. Jedinice fizičkih veličina. Sistemi jedinica u mehanici. Principi konstruisanja sistema jedinica. Osnovne i izvedene jedinice. Standardi. Dimenzija fizičke veličine. Metoda dimenzionalne analize i njena primjena u fizičkim problemima.

• Komentar na temu „Fizičke veličine i sistemi jedinica. Dimenzijska analiza" (8 strana)

Tema 7: Tema: Preduslovi i postulati parcijalne teorije relativnosti

Inercijski referentni sistemi. Fizička ekvivalencija inercijalnih referentnih sistema (princip relativnosti). Galilejeve transformacije i transformacije brzina. Ograničena priroda klasičnih ideja o prostoru i vremenu. Princip relativnosti i elektrodinamika. Eksperimentalne činjenice koje ukazuju na univerzalnu prirodu brzine svjetlosti u vakuumu. Parcijalna teorija relativnosti je fizička teorija prostora i vremena. Postulati teorije relativnosti i njihov fizički sadržaj.

• Komentar na temu “Preduvjeti i postulati specijalne teorije relativnosti” (4 stranice)

Tema 8: Relativistička kinematika

Mjerenje vremenskih intervala i prostornih udaljenosti sa stanovišta teorije relativnosti. Koncept događaja. Relativnost simultanosti događaja. Sinhronizacija sata. Transformacija vremenskih intervala između događaja pri prelasku na drugi referentni sistem. Sopstveno vreme. Eksperimentalna potvrda relativističkog zakona transformacije vremenskih intervala. Relativnost prostornih udaljenosti između događaja. Vlastita dužina. Lorencova kontrakcija kao posljedica postulata teorije relativnosti. Relativistički Doplerov efekat.

• Komentar na temu “Relativistička kinematika” (8 strana)

Tema 9: Lorentzove transformacije i posljedice iz njih

Lorentzove transformacije. Relativistički zakon konverzije brzine. Relativna brzina i brzina zatvaranja. Aberacija svetlosti. Kinematske posljedice Lorentzovih transformacija.

• Komentar na temu “Lorentzove transformacije i posljedice iz njih” (7 stranica)

Tema 10: Geometrija prostor-vremena

Interval između događaja. Geometrijska interpretacija Lorentzovih transformacija. Četvorodimenzionalni prostor-vrijeme Minkovskog. Svetlosni konus. Svjetske linije. Vremenski i prostorni intervali između događaja. Uzročnost i klasifikacija intervala. Apsolutna prošlost, apsolutna budućnost i apsolutno daleka. Interpretacija relativnosti simultanosti događaja, relativnosti vremenskih intervala i udaljenosti pomoću Minkowski dijagrama. Četiri vektora u prostoru Minkovskog. Četvedimenzionalni radijus vektor događaja.

• Komentar na temu “Geometrija prostor-vremena” (11 strana)

Tema 11: Osnove relativističke dinamike

Relativistički impuls čestice. Relativistička energija. Kinetička energija i energija mirovanja. Masa i energija. Ekvivalencija energije i relativističke mase. Energija vezivanja atomskih jezgara. Pretvorbe energije mirovanja u nuklearnim reakcijama. Reakcije fisije teških jezgara i fuzije lakih jezgara. Odnos između energije i impulsa čestice. Transformacija energije i impulsa čestice pri prelasku u drugi referentni sistem. Četverovektorska čestica energije i impulsa. Jednostavni problemi relativističke dinamike. Kretanje čestice u jednoličnom konstantnom polju, kretanje nabijene čestice u jednoličnom magnetskom polju.

• Komentar na temu “Osnove relativističke dinamike” (10 strana)

Tema 12: Impuls, ugaoni moment, energija. Zakoni o očuvanju

Zamah materijalne tačke i zakon njene promjene. Impuls sile. Zamah materijalne tačke. Trenutak snage. Zakon promjene ugaonog momenta. Očuvanje ugaonog momenta kada se čestica kreće u središnjem polju sila. Sektorska brzina i zakon površina (drugi Keplerov zakon).

• Komentar na temu “Ugaoni moment i sektorska brzina” (2 stranice)

Pojam rada sile u mehanici. Svojstva rada kao fizička veličina. Moć sile. Kinetička energija čestice. Ukupni rad sile i promjena kinetičke energije čestice. Polje potencijalne sile. Potencijalna energija čestice. Linije polja i ekvipotencijalne površine. Odnos između sile i potencijalne energije. Primjeri potencijalnih polja sila.

Mehanička energija materijalne tačke. Zakon promjene mehaničke energije čestice kada se kreće u polju potencijalne sile. Disipativni i konzervativni mehanički sistemi. Rad reakcionih sila idealnih veza. Veza između očuvanja mehaničke energije konzervativnog sistema i reverzibilnosti njegovog kretanja u vremenu i sa uniformnošću vremena. Primjeri primjene zakona održanja mehaničke energije u fizičkim problemima.

Tema 13: Dinamika sistema materijalnih tačaka

Centar mase sistema. Impuls sistema čestica. Odnos između količine kretanja sistema i brzine centra mase. Spoljne i unutrašnje sile. Zakon promjene impulsa sistema. Očuvanje količine gibanja zatvorenog sistema tijela u interakciji. Zakon kretanja centra masa. Kretanje tijela promjenljive mase. jednadžba Meščerskog. Mlazni pogon. Formula Ciolkovskog. Ideja o višestepenim raketama. Problem sa dva tela. Smanjena masa.

Zamah sistema tijela. Odnos između ugaonog momenta sistema u različitim referentnim sistemima i u odnosu na različite tačke. Zakon promjene ugaonog momenta sistema tijela u interakciji. Momenti unutrašnjih i spoljašnjih sila. Jednadžba momenata o pokretnom polu. Očuvanje ugaonog momenta zatvorenog sistema.

Zakoni održanja i principi simetrije u fizici. Odnos između zakona održanja za zatvoreni sistem tijela i svojstava simetrije fizičkog prostora. Očuvanje količine kretanja i homogenosti prostora. Očuvanje ugaonog momenta i izotropija prostora.

Tema 14: Energija mehaničkog sistema. Sudari čestica

Kinetička energija sistema čestica. Dekompozicija kinetičke energije sistema na zbir kinetičke energije kretanja sistema kao celine i kinetičke energije kretanja u odnosu na centar mase. Neelastični sudari i kinetička energija relativnog kretanja. Promjena kinetičke energije sistema i rada svih sila koje djeluju na čestice koje ulaze u njega.

Potencijalne sile interakcije između čestica sistema. Rad spoljnih i unutrašnjih potencijalnih sila pri promeni konfiguracije sistema. Potencijalna energija čestica u vanjskom polju i potencijalna energija interakcije između čestica sistema. Mehanička energija sistema međusobno povezanih tijela i zakon njene promjene. Konzervativni i disipativni sistemi tela u interakciji. Očuvanje energije i reverzibilnost kretanja.

• Kompjuterska simulacija („Izvanredna kretanja u sistemima sa tri tijela“)

Sudari elastičnih čestica. Primjena zakona održanja energije i impulsa na procese sudara. Sudari makroskopskih tijela i atomski sudari. Laboratorijski referentni sistem i sistem centra mase. Granični ugao raspršenja upadne čestice na lakšu stacionarnu česticu. Ugao raspršenja i ugao disperzije čestica nakon sudara. Prijenos energije tijekom elastičnih sudara. Usporavanje neutrona. Uloga sudara u procesima relaksacije i uspostavljanja toplotne ravnoteže. Ograničenja mogućnosti prijenosa energije kada postoji velika razlika u masama sudarajućih čestica.

Tema 15: Gravitacija. Kretanje pod uticajem gravitacionih sila. Dinamika prostora

Gravitaciona interakcija. Zakon univerzalne gravitacije. Gravitaciona masa. Jačina gravitacionog polja. Princip superpozicije. Linije sila i tok intenziteta gravitacionog polja. Kontinuitet dalekovoda. Gaussova teorema. Gravitaciono polje sferne ljuske i čvrste lopte. Gravitaciona interakcija sfernih tijela. Eksperimentalno određivanje gravitacione konstante. Cavendish iskustvo. Potencijalna energija tačke u gravitacionom polju. Gravitaciona energija sfernog tijela.

Kretanje u gravitacionom polju. Zakoni kretanja planeta, kometa i vještačkih satelita. Keplerovi zakoni. Vektorski hodograf brzine. Primjena zakona održanja energije i ugaonog momenta na proučavanje Keplerovog kretanja. Kosmičke brzine. Kružna brzina. Brzina otpuštanja.

• Komentar na temu „Kretanje u gravitacionom polju. Kosmička dinamika" (13 strana)

Uznemireni Keplerovi pokreti. Utjecaj atmosferskog kočenja i oblika planete na orbitu umjetnog satelita. Precesija ekvatorijalne orbite.

Problem tri tijela – tačna parcijalna rješenja i približna rješenja (konjugirani konusni presjeci). Sfera gravitacionog djelovanja planete. Osnove prostorne dinamike. Treća i četvrta brzina bijega.

• Kompjuterska simulacija („Izvanredna kretanja u sistemima sa tri tijela“)

Tema 16: Kinematika krutog tijela

Broj stupnjeva slobode krutog tijela. Paralelno prevođenje i rotacija. Ojlerova teorema. Eulerovi uglovi. Pojedine vrste kretanja krutog tijela. Kretanje naprijed. Rotacija oko fiksne ose. Pokret zavrtnja. Ravno kretanje krutog tijela. Dekompozicija ravninskog kretanja na translaciono kretanje i rotaciju. Vektor ugaone brzine. Trenutna os rotacije. Izraz linearne brzine tačaka krutog tijela kroz vektor radijusa i vektor ugaone brzine. Ubrzanje tačaka krutog tijela. Rotacija oko fiksne tačke. Sabiranje rotacija. Dekompozicija ugaone brzine na komponente. Opšti slučaj kretanja krutog tijela.

Tema 17: Osnove dinamike krutog tijela

Momenti vanjskih sila i uvjeti ravnoteže (statika). Pronalaženje reakcionih sila i statički neodređenih sistema. Princip virtuelnih pokreta.

Dinamika rotacije oko fiksne ose. Moment inercije. Momenti inercije homogenih tijela (štap, disk, lopta, konus, šipka itd.). Momenti inercije oko paralelnih osa (Huygens–Steinerova teorema). Kinetička energija rotirajućeg krutog tijela. Fizičko klatno. Smanjena dužina i centar zamaha. Svojstvo reverzibilnosti.

Dinamika ravnog kretanja krutog tijela. Primjena jednadžbe momenata u odnosu na pokretni pol. Kotrljanje cilindra niz nagnutu ravan. Maksvelovo klatno. Kinetička energija krutog tijela u kretanju u ravnini.

Tema 18: Slobodna rotacija simetričnog vrha

Ugaoni moment apsolutno krutog tijela i njegov odnos sa vektorom ugaone brzine. Tenzor inercije. Glavne osi inercije. Slobodna rotacija oko glavnih osi inercije. Stabilnost slobodne rotacije oko glavnih osi inercije. Slobodna rotacija simetričnog vrha. Regularna precesija (nutacija). Geometrijska interpretacija slobodne precesije za izduženi i spljošteni simetrični vrh. Pokretni i nepokretni aksoidi.

Zakoni kretanja u neinercijalnim referentnim sistemima. Inercijalne sile u translatorno pokretnim neinercijalnim sistemima. Princip relativnosti, prvi Newtonov zakon i porijeklo inercijalnih sila. Referentni okviri koji slobodno padaju u gravitacionom polju. bestežinsko stanje. Princip ekvivalencije. Proporcionalnost inercijalnih i gravitacionih masa. Eksperimenti Galilea, Newtona, Bessela, Eotvosa i Dickea. Lokalna priroda principa ekvivalencije. Plimne sile u neujednačenom gravitacionom polju.

• Komentar na temu „Inercijalne sile i gravitacija. Princip ekvivalencije." (6 strana)

Tema 21: Rotirajući referentni okviri

Zakoni kretanja u rotirajućim referentnim okvirima. Ubrzanje i Coriolisovo ubrzanje. Centrifugalne i Coriolisove inercijalne sile. Odstupanje linije viska od pravca prema centru Zemlje. Dinamika kretanja materijalne tačke u blizini Zemljine površine uzimajući u obzir Zemljinu rotaciju. Integracija jednačina slobodnog kretanja metodom uzastopnih aproksimacija. Odstupanje tijela koje slobodno pada od vertikale. Foucaultovo klatno. Ugaona brzina rotacije ravni ljuljanja na polu i u proizvoljnoj tački na Zemlji.

Tema 22: Osnove mehanike deformabilnih tijela

Deformacije kontinuuma. Homogena i nehomogena deformacija. Elastična i plastična deformacija. Granica elastičnosti i zaostala deformacija. Deformacije i mehanička naprezanja. Elastične konstante. Hookeov zakon.

Vrste elastičnih deformacija. Jednoosna napetost i kompresija. Youngov modul i Poissonov omjer. Deformacija savijanja. Energija elastično deformisanog tijela. Superpozicija deformacija. Smična deformacija. Odnos između modula smicanja materijala i Youngovog modula i Poissonovog omjera.

Torziona deformacija cilindrične šipke (elastična nit). Modul torzije. Deformacija svestrane (hidrostatičke) kompresije. Izraz modula zapremine u terminima Youngovog modula i Poissonovog omjera.

Tema 23: Mehanika tečnosti i gasova

Zakoni hidrostatike. Pritisak u tečnosti i gasu. Masene i površinske sile. Hidrostatika nestišljivog fluida. Ravnoteža tečnosti i gasa u gravitacionom polju. Barometrijska formula. Ravnoteža tijela u tečnosti i gasu. Stabilnost ravnoteže. Plivanje tel. Plutajuća stabilnost. Metacentar.

Stacionarni protok fluida. Polje brzine pokretnog fluida. Strujni vodovi i cijevi. Jednačina kontinuiteta. Idealna tečnost. Bernulijev zakon. Dinamički pritisak. Tečnost curi iz rupe. Toričelijeva formula. Viskoznost tečnosti. Stacionarni laminarni tok viskoznog fluida kroz cijev. Poiseuilleova formula. Laminarno i turbulentno strujanje. Reynoldsov broj. Hidrodinamička sličnost. Strujanje tečnosti i gasa oko tela. Povucite i podignite. D'Alembertov paradoks. Odvajanje toka i formiranje vrtloga. Sila dizanja krila aviona. Magnus efekat.

Tema 24: Osnove fizike oscilacija

Oscilacije. Predmet teorije oscilacija. Klasifikacija vibracija prema kinematičkim karakteristikama. Klasifikacija prema fizičkoj prirodi procesa. Klasifikacija prema načinu pobude (prirodne, prinudne, parametarske i autooscilacije). Kinematika harmonijskih oscilacija. Vektorski dijagrami. Odnos između harmonijske vibracije i ravnomjernog kružnog kretanja. Sabiranje harmonijskih vibracija. Premlaćivanje. Lissajous figure.

Prirodne oscilacije harmonijskog oscilatora. Energetske transformacije tokom vibracija. Fazni portret linearnog oscilatora. Izohronizam linearnog oscilatora. Prigušenje vibracija pod viskoznim trenjem. Smanjenje slabljenja. Dobra kvaliteta. Kritično slabljenje. Aperiodični način rada. Prigušenje vibracija tokom suvog trenja. Zona stagnacije. Greške pokazivačkih mjernih instrumenata.

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova

visoko stručno obrazovanje

"Državni građevinski univerzitet Rostov"

Odobreno

Glava Odsjek za fiziku

__________________/N.N. Kharabaev/

Nastavno-metodički priručnik

BILJEŠKE S PREDAVANJA iz fizike

(za sve specijalitete)

Rostov na Donu

Nastavno-metodički priručnik. Bilješke sa predavanja iz fizike (za sve specijalnosti). – Rostov n/a: Rost. stanje gradi. univ., 2012. – 103 str.

Sadrži bilješke s predavanja iz fizike, zasnovane na udžbeniku T.I. Trofimova „Kurs fizike“ (Izdavačka kuća Visoke škole).

Sastoji se od četiri dijela:

I. Mehanika.

II. Molekularna fizika i termodinamika.

III. Elektricitet i magnetizam.

IV. Talasna i kvantna optika.

Namijenjeno nastavnicima i studentima kao teorijska pratnja predavanjima, praktičnim i laboratorijskim časovima u cilju dubljeg razumijevanja osnovnih pojmova i zakona fizike.

Sastavio: prof. N.N.Kharabaev

vanr. E.V.Chebanova

prof. A.N. Pavlov

Urednik N.E. Gladkikh

Templan 2012, pos. Potpisano za pečat

Format 60x84 1/16. Papir za pisanje. Risograf. Akademik-ed.l. 4.0.

Tiraž 100 primjeraka. Red

_________________________________________________________

Uređivačko-izdavački centar

Rostov državni univerzitet građevinarstva

334022, Rostov na Donu, ul. socijalista, 162

© Rostov State

Univerzitet građevinarstva, 2012

Dio I. Mehanika

Tema 1. Kinematika translacijskog i rotacijskog kretanja. Kinematika translatornog kretanja

Položaj materijalne tačke A u Dekartovom koordinatnom sistemu u datom trenutku je određen sa tri koordinate x, y I z ili radijus vektor– vektor povučen od početka koordinatnog sistema do date tačke (slika 1).

Kretanje materijalne tačke određeno je u skalarnom obliku kinematičkim jednadžbama: x = x(t),y = y(t),z = z(t),

ili u vektorskom obliku po jednadžbi: .

Putanja kretanje materijalne tačke - linija opisana ovom tačkom dok se kreće u prostoru. Ovisno o obliku putanje, kretanje može biti pravolinijsko ili zakrivljeno.

Materijalna tačka koja se kreće proizvoljnom putanjom u kratkom vremenskom periodu D t pomeriti se sa pozicije A na poziciju IN, prošavši stazu D s, jednaka dužini dionice putanje AB(Sl. 2).

Rice. 1 Fig. 2

Vektor nacrtan iz početne pozicije pokretne tačke u trenutku vremena t do konačne pozicije tačke u trenutku (t+ D t), zove kretanje, to je .

Vektor prosječne brzine naziva se omjer pomaka i vremenskog perioda D t tokom kojeg se desio ovaj pokret:

Smjer vektora prosječne brzine poklapa se sa smjerom vektora pomaka.

Trenutna brzina(brzina kretanja u trenutku t) naziva se granica omjera pomaka i vremenskog intervala D t, tokom kojeg je došlo do ovog kretanja, sa tendencijom D t na nulu: = ℓim Δt →0 Δ/Δt = d/dt =

Vektor trenutne brzine je usmjeren duž tangente povučene u datoj tački na putanju u smjeru kretanja. Kako vremenski interval teži D t veličina vektora pomaka teži nuli kao vrijednost putanje D s, tako da se modul vektora v može definirati kroz putanju D s: v = ℓim Δt →0 Δs/Δt = ds/dt =

Ako se brzina kretanja tačke menja tokom vremena, tada se brzina promene brzine kretanja tačke karakteriše kao ubrzanje.

Srednje ubrzanje‹a› u vremenskom intervalu od t prije ( t+D t) je vektorska veličina jednaka omjeru promjene brzine () i vremenskog perioda D t, tokom kojeg je došlo do ove promjene: =Δ/Δt

Trenutačno ubrzanje ili ubrzanje kretanje tačke u trenutku t naziva se granica omjera promjene brzine i vremenskog perioda D t, tokom kojeg je došlo do ove promjene, sa tendencijom D t na nulu:

,

gdje je prvi izvod funkcije s obzirom na vrijeme t,

Predstavljamo vam kurs predavanja iz opšte fizike, koji se održava na Moskovskom institutu za fiziku i tehnologiju (državni univerzitet). MIPT je jedan od vodećih ruskih univerziteta koji obučava stručnjake iz oblasti teorijske i primenjene fizike i matematike. MIPT se nalazi u gradu Dolgoprudni (Moskovska oblast), dok su neke od univerzitetskih zgrada geografski locirane u Moskvi i Žukovskom. Jedan od 29 nacionalnih istraživačkih univerziteta.

Posebnost obrazovnog procesa na MIPT-u je takozvani “Phystech sistem”, koji ima za cilj obuku naučnika i inženjera za rad u najnovijim oblastima nauke. Većina studenata studira na smeru „Primenjena matematika i fizika“

Predavanje 1. Osnovni pojmovi mehanike

Ovo predavanje će se fokusirati na osnovne pojmove kinematike, kao i krivolinijsko kretanje.

Predavanje 2. Newtonovi zakoni. Mlazni pogon. Rad i energija

Newtonovi zakoni. Težina. Force. Puls. Mlazni pogon. jednadžba Meščerskog. Ciolkovsky equation. Rad i energija. Polje sile.

Predavanje 3. Kretanje u polju centralnih sila. Momentum

Polje sile (nastavak prethodnog predavanja). Kretanje u polju centralnih snaga. Kretanje u polju potencijalnih sila. Potencijal. Potencijalna energija. Konačno i beskonačno kretanje. Čvrsto tijelo (početak). Centar inercije. Trenutak snage. Trenutak impulsa.

Predavanje 4. Koenigova teorema. Sudari. Osnovni koncepti specijalne relativnosti

Koenigova teorema. Centar inercije. Smanjena masa. Apsolutno elastičan udar. Neelastični udar. Energija praga. Specijalna teorija relativnosti (početak). Osnove specijalne teorije relativnosti. Događaj. Interval. Intervalna invarijantnost.

Predavanje 5. Relativistički efekti. Relativistička mehanika

Specijalna teorija relativnosti (nastavak). Lorentzove transformacije. Relativistička mehanika. Jednačina kretanja u relativističkom slučaju.

Predavanje 6. Ajnštajnov princip relativnosti.

Specijalna teorija relativnosti (nastavak). Princip. Rotacijsko kretanje krutog tijela. Gravitaciono polje (početak). Gaussova teorema u gravitacionom polju.

Predavanje 7. Keplerovi zakoni. Moment inercije oko ose

Gravitaciono polje (nastavak). Centralno simetrično polje. Problem sa dva tela. Keplerovi zakoni. Konačno i beskonačno kretanje. Čvrsto tijelo (nastavak). Moment inercije oko ose.

Predavanje 8. Kretanje krutog tijela

Čvrsto tijelo (nastavak). Moment inercije. Ojlerova teorema o opštem kretanju krutog tela. Huygens-Steinerova teorema. Rotacija krutog tijela oko fiksne ose. Ugaona brzina. Rolling.

Predavanje 9. Tenzor i elipsoid inercije. Žiroskopi

Čvrsto tijelo (nastavak). Namotavanje tela. Tenzor inercije. Elipsoid inercije. Glavne osi inercije. Žiroskopi (početak). Žiroskop od tri stepena. Vrh sa fiksnom točkom. Osnovni omjer žiroskopa.

Predavanje 10. Osnovni odnos žiroskopije. Fizičko klatno

Žiroskop (nastavak). Nutacija. Oscilacije (početak). Fizičko klatno. Fazna ravan. Dekrement logaritamskog prigušenja. Faktor kvaliteta

Predavanje 11. Oscilatorno kretanje

Oscilacije (nastavak). Prigušene oscilacije. Suvo trenje. Prisilne vibracije. Oscilatorni sistem. Rezonancija. Parametarske oscilacije.

Predavanje 12. Prigušene i neprigušene oscilacije. Neinercijalni referentni okviri

Oscilacije (nastavak). Neprigušene oscilacije. Prigušene oscilacije. Fazni portret. Opis talasa. Neinercijalni referentni sistemi (poreklo). Inercijske sile. Rotirajući referentni okviri.

Predavanje 13. Neinercijalni referentni sistemi. Teorija elastičnosti

Neinercijalni referentni sistemi (nastavak). Izraz za apsolutno ubrzanje sistema koji se proizvoljno kreće. Foucaultovo klatno. Teorija elastičnosti (početak). Hookeov zakon. Youngov modul. Energija elastične deformacije štapa. Poissonov omjer.

Predavanje 14. Teorija elastičnosti (nastavak). Hidrodinamika idealnog fluida

Teorija elastičnosti (nastavak). Svestrano istezanje. Svestrana kompresija. Jednosmjerna kompresija. Brzina širenja zvuka. Hidrodinamika (početak). Bernulijeva jednačina za idealni fluid. Viskoznost.

Predavanje 15. Kretanje viskoznog fluida. Magnus efekat

Hidrodinamika (nastavak). Kretanje viskoznog fluida. Viskozna sila trenja. Protok tekućine u okrugloj cijevi. Snaga protoka. Kriterijum laminarnog toka. Reynoldsov broj. Stokes formula. Protok vazduha oko krila. Magnus efekat.

Nadamo se da ste cenili predavanja Vladimira Aleksandroviča Ovčinkina, kandidata tehničkih nauka, vanrednog profesora Odeljenja za opštu fiziku na MIPT.

Za referencu, u maju 2016. MIPT je ušao u top 100 najprestižnijih univerziteta na planeti u britanskom časopisu Times Higher Education.