Файл: Учебнометодическое пособие для изучения дисциплины физика часть 1 Физические основы механики. Электричество.doc

Федеральное агентство связи
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра физики
Учебно-методическое пособие для изучения дисциплины
ФИЗИКА

Часть 1

Физические основы механики.

Электричество.

Электромагнетизм.
Для студентов – заочников 1 курса
Направления: 09.03.02. «Информационные системы и технологии».

15.03.04. «Автоматизация технологических процессов и

производств»

МОСКВА 2018

План издания УМД на 2018/2019 уч. год

Учебно-методическое пособие для изучения дисциплины

ФИЗИКА

Часть 1

Физические основы механики.

Электричество.

Электромагнетизм.
Направления: 09.03.02. «Информационные системы и технологии».

15.03.04. «Автоматизация технологических процессов и

производств»

Составители: С.Н. Вальковский

А.П. Жилинский

И.Д. Самодурова

В.А. Оборотов


Издание утверждено на заседании кафедры. Протокол № 2 от

20.09. 2018 г.


Отв. редактор В.А. Оборотов

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Физика», входит в базовую часть цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин в государственных образовательных стандартах. Она служит для ознакомления студентов с современной физической картиной мира, для приобретения навыков экспериментального исследования физических явлений и процессов, для изучения теоретических методов анализа физических явлений, а также для обучения грамотному применению положений фундаментальной физики к научному анализу ситуаций, с которыми бакалавру придется сталкиваться при создании новых технологий. Кроме того, она способствует выработке у студентов основ естественнонаучного мировоззрения и ознакомления с историей развития физики и основных её открытий.

---

Цели и задачи освоения дисциплины «Физика»
Модернизация и развитие курса общей физики связаны с возрастающей ролью фундаментальных наук в подготовке бакалавра. Внедрение высоких технологий предполагает основательное знакомство как с классическими, так и с новейшими методами и результатами физических исследований. При этом бакалавр должен получить не только физические знания, но и навыки их дальнейшего пополнения, научиться пользоваться современной литературой, в том числе электронной.
Цели изучения физики:
1. Цель изучения физики - дать цельное представление о физических законах окружающего мира в их единстве и взаимосвязи, вооружить бакалавров необходимыми знаниями для решения научно-технических задач в теоретических и прикладных аспектах.

2. Наряду с освоением знаний о конкретных экспериментальных фактах, законах, теориях в настоящее время учебная дисциплина «Физика» приобрела исключительное гносеологическое значение. Именно эта дисциплина должна познакомить студентов с научными методами познания, научить их отличать гипотезу от теории, теорию от эксперимента.

3.Эта дисциплина должна провести демаркацию между научным и антинаучным подходом в изучении окружающего мира, научить строить физические модели происходящего и устанавливать связь между явлениями, привить понимание причинно-следственной связи между явлениями.
Задачи освоения дисциплины:
1. Создание базы для изучения общепрофессиональных и социальных дисциплин.

2. Умение применять положения фундаментальной физики при создании и реализации новых технологий в области инфокоммуникационных технологий и систем связи.

3. Создание фундамента для последующего обучения в магистратуре, аспирантуре.

4. Формирование у студентов подлинно научного мировоззрения.
В соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) к результатам освоения дисциплины «Физика» студент должен обладать следующими компетенциями:
а) общекультурными (ОК):

способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);

б) общепрофессиональными (ОПК):

способностью проводить инструментальные измерения, используемые в области информационных систем и технологий, а также в области автоматизации технологических процессов и производств (ОПК-6);

---

в) профессиональными (ПК):

способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы исследования с целью создания новых перспективных средств электросвязи и информатики (ПК-14).

Данное пособие способствует формированию у студентов указанных выше компетенций.
В результате изучения дисциплины «Физика» студент должен:

Знать: основные физические явления; фундаментальные понятия,

законы и теории классической и современной физики;
Уметь: применять физические законы для решения конкретных задач;
Владеть: навыками использования основных приемов обработки экспериментальных данных.
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Работа студента-заочника по изучению курса физики складывается из следующих видов работ: самостоятельного изучения физики по учеб­ным пособиям, работы в контакте с преподавателями кафедры физики, решения задач, выполнения контрольных и лабораторных работ, сдачи зачетов и экзаменов.

Самостоятельное изучение курса физики по учебным пособиям

Самостоятельная работа с учебными пособиями является главным видом работы студента-заочника. Здесь нужно иметь ввиду:

I. Изучать курс физики необходимо систематически в течение всего учебного процесса. Изучение физики в сжатые сроки перед экзаменом не даст глубоких и прочных знаний.

2. В качестве учебного пособия студенты могут исполь­зовать один из учебников, указанных в списке основной литературы. Кроме того, рекомендуется использовать конспекты лекций, имеющиеся по всем изучаемым разделам курса в Центре дистанционного обучения. В этих лекциях доступно и достаточно строго изложены все вопросы изучаемого курса физики.

3. При чтении учебного пособия желательно составлять конспект, в котором записывать законы и формулы, выражающие эти законы, определения физических величин и единиц их измерения, делать чертежи и решать типовые задачи.

4. Самостоятельную работу по изучению курса физики рекомендуется подвергать систематическому самоконтролю. Для этого после изучения очередного раздела курса следует ответить на контрольные вопросы, предназначенные для подготовки к экзамену.

Решение задач

Систематическое решение задач - необходимое условие успешного изучения курса физики. Решение задач помогает уяснить смысл физи­ческих законов, закрепляет в памяти формулы, прививает навыки практического применения теоретических знаний. При решении задачи рекомендуется следующее:

---

I. После слова "дано" выписать все величины с их числовыми зна­чениями, которые будут использованы в процессе решения задачи. Числовые значения, исключая те случаи, когда определяются безраз­мерные отношения, тут же переводить в систему СИ, проставляя рядом соответствующие наименования. После слова "найти" выписать все искомые величины .

2. Указать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи, и привести их словесную формулировку. Разъяс­нить смысл буквенных обозначений, входящих в исходную формулу. Если такая формула является частным случаем фундаментального зако­на, то ее необходимо вывести из этого закона.

3. Сделать чертеж или график, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно). Выполнить его надо аккуратно, при помощи карандаша, циркуля, линейки, лекал. На чертеже или графике чернилами должны быть нане­сены обозначения всех буквенных величин, которые используются в расчетных формулах и могут быть пояснены чертежом.

4. Каждый этап решения задачи сопровождать краткими. но исчерпы­вающими пояснениями.

5. Физические задачи весьма разнообразны, и дать единый рецепт их решения невозможно. Однако, как правило, физические задачи следует решать в общем виде, т.е. выразить искомую величину в буквен­ных обозначениях величин, заданных в условии задачи, и взятых из таблицы. При этом способе не производятся вычисления промежуточных величин; числовые значения подставляются только в окончательную (рабочую) формулу, выражающую искомую величину. Рабочая формула должна быть записана в рационализованной форме, все величины, входящие в нее, выражены в единицах СИ.

6. Подставить в рабочую формулу наименования единиц (в которых выражены заданные числовые значения) и, путем упрощающих действий с ними, убедиться в правильности наименования искомой величины.

7. Подставить в рабочую формулу числовые значения, выраженные в единицах одной системы, рекомендуется - в СИ. Несоблюдение этого правила приводит к неверному результату. Исключение из этого правила допускается лишь для тех однородных величин, которые вхо­дят в виде сомножителей в числитель и знаменатель формулы с одина­ковыми показателями степени. Такие величины можно выразить в любых единицах, но обязательно в одинаковых.

8. Произвести расчетные действия с величинами, подставленными в рабочую формулу, записать в ответе числовое значение и сокращен­ное наименование единиц измерения искомой величины.

---

9. При подстановке в рабочую формулу, а также при выражении ответа числовые значения величин записывать как произведение де­сятичной дроби с одной значащей цифрой перед запятой на десять в соответствующей степени. Например, вместо 3520 надо записать 3,52^.10³ вместо 0,00129 записать 1,29^.10^-3 и т.д. Рекомендуемая запись числовых значений облегчает расчетные действия с ними, яв­ляется более компактной и наглядной.

10. Оценить правдоподобность числового ответа. В ряде случаев такая оценка помогает своевременно обнаружить ошибочность получен­ного результата и устранить ее. Например, коэффициент полезного действия тепловой машины не может быть больше единицы, электричес­кий заряд не бывает меньше электронного заряда е = 1,6^.10^-19 Кл, скорость тела не может превзойти скорость света в вакууме с = 3^.10⁸ м/с и т.д.

Чтобы приобрести необходимые навыки в решении задач и подгото­виться к выполнению контрольной работы, следует после изучения очередного раздела курса физики внимательно разобрать помещенные ниже примеры решения типовых задач.

Выполнение контрольных работ

Студенты в процессе изучения курса физики выполняют две кон­трольные работы по следующим разделам :

контрольная работа № I «Механика», «Электростатика, постоянный ток и электромагнетизм»;

контрольная работа № 2 «Колебания и волны»; «Элементы квантовой и статистической физики».

При выполнении контрольных работ студенту необходимо руководст­воваться следующим:

I. Все контрольные работы выполняются только по условиям задач данного пособия. Замена какой-либо контрольной работы другой, взятой из аналогичного пособия, но другого года из­дания, не допускается.

2. Контрольные работы выполняются в обычной школьной тетради в клетку, на первой странице которой наклеивается специальный бланк, выдаваемый деканатом.

3. Контрольная работа выполняется чернилами темного цвета (черного или синего). Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля. Каждая следующая задача должна начинать­ся с новой страницы. Условия задач переписываются полностью без сокращений. Задачи нумеруются теми же номерами, которые указаны в контрольном задании.

4. Решение задач выполняется в соответствии с правилами, изло­женными в разделе "Решение задач" (см. с. 5-6). В задачах, отме­ченных звездочкой, необходимо сделать поясняющий чертеж или график.

---