Уроки физики...
moralg — 29.09.2020 На 77-м году жизни оказался вновь востребованным. В качестве профессора на 0,5 ставки на той кафедре, которую сам же и создавал в 1988-м в ВолГУ. Нагрузка в первом семестре - курс Механики для первокурсников физфака. И лекции и практические занятия.Общепринятый стандарт этого курса - механика материальной точки и твердого тела. Но вольности в университетах не возбраняются. И потому расширил его на механику сплошных сред (жидкости и газа) и ряд других тем. В результате получился курс основ физики с объяснением (буквально на пальцах) многих конкретных физических явлений и процессов и с минимумом формул.
С учетом угроз ковидной эпопеи написал умеренно краткий конспект курса и после каждой лекции рассылаю его студентам по частям. И подумал - не пропадатиь же добру? Почему бы не опубликовать этот конспект у себя в ЖЖ? Пожалуй, начну. Малыми порциями.
Программа этого курса - под катом. А после ее прочтения - опрос.
1. Размерности физических величин. Как можно решать задачи зная только размерности величин (метод размерностей). Оценка методом размерностей: а) частоты колебаний математического маятника, б) скорости ветровых волн, в) скорости волн цунами, г) длины свободного пробега молекул в газе.
2. Заметки о роли волн цунами в истории человечества (уничтожение минойской цивилизации, исход Моисея с соплеменниками из египетского рабства).
3. Опыт как база для построения адекватной теории – примеры опытов Галилея, вывода закона всемирного тяготения из 3-го закона Кеплера, опытов Майкельсона и Морли, логики построения концепции темной энергии и других. Вытекающие из опытов ограничения на виды уравнения движения и 2-й закон Ньютона.
4. Принцип инерции. Инерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея.
5. Законы Ньютона. Импульс. Эквивалентность первого закона Ньютона принципу инерции Галилея. Уравнения движения и примеры численных методов решения уравнений движения.
6. Закон сохранения импульса как следствие 1-го и 3-го законов Ньютона. Примеры законов сохранения компонент импульса в некоторых полях и связь этих законов со свойствами однородности пространства.
7. Закон сохранения энергии. Идеология потенциала. Потенциальная энергия в частных случаях (шарик на пружинке, математический маятник, поде тяготения и другие). Типы фундаментальных взаимодействий в природе включая сильное и слабое взаимодействия и их свойства.
8. Форма закона сохранения энергии в потоках слабосжимаемых сплошных сред (уравнение Бернулли). Механизм возбуждения ветровых волн (неустойчивость Кельвина-Гельмголца).
9. Малые колебания. Затухающие колебания. Резонансы.
10. Природа майского 2010 года танца Волгоградского моста. Примеры иных резонансов – качели, орбитальные резонансы Галилеевых спутников Юпитера и экзопланетных систем.
11. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса как следствие 1-го и 2-го законов Кеплера. Движение в центральном поле (включая типы орбит в гравитационном поле).
12. Движение частицы в равномерно вращающейся системе отсчета. Центробежная сила и ее влияние на форму вращающихся небесных тел. Сила Кориолиса. Влияние силы Кориолиса на берега рек и морские течения. Опыты на детской карусели. Волны Россби и возбуждение циклонов и антициклонов в атмосферах планет.
13. Природа приливных сил. Приливные захваты спутников планетами солнечной системы. Способ выполнения закона сохранения момента импульса в системах планета + спутник. Приливная эволюция системы Земля – Луна и ее следствия, в том числе – удлинение земных суток.
14. Движение твердого тела. Центр инерции, Угловая скорость. Кинетическая энергия твердого тела. Тензор инерции. Момент импульса твердого тела. Уравнения движения твердого тела.
15. Базовые основания релятивистской механики. Преобразования Лоренца. Принцип соответствия. Измерения длин и промежутков времени в разных системах отсчета. Энергия и импульс в релятивистской механике, в том числе – для частиц с нулевой массой.
16. Необходимость переосмысления закона всемирного тяготения Ньютона. Базовые принципы Общей теории относительности Эйнштейна. Основные предсказания ОТО Эйнштейна и их первые наблюдательные подтверждения (гравитационное линзирование, аномальная прецессия перигелия Меркурия). Черные дыры и их свойства.
Начиная сей проект хотел бы понять уровень потенциального
интереса к нему. И потому опрос:
|
</> |