Гидро-РП-Голубятников-Динамика гравитирующего газа (1268390)

Наименование и краткое содержание разделов и тем дисциплины (модуля), форма промежуточной аттестации по дисциплине (модулю)

Всего

(часы)

В том числе

Контактная работа (работа во взаимодействии с преподавателем), часы

из них

Самостоятельная работа обучающегося, часы

из них

Занятия лекционного типа

Занятия семинарского типа

Групповые консультации

Индивидуальные консультации

Учебные занятия, направленные на проведение текущего контроля успеваемости коллоквиумы, практические контрольные занятия и др.

Всего

Выполне-ние домашних заданий

Подготовка рефератови т.п..

Всего

Часть 1. НЬЮТОНОВСКАЯ МЕХАНИКА.

Закон Ньютона. Вывод уравнения Пуассона. Гравитационная сила в случае сферической симметрии.

Разложение потенциала вдали от конечного тела. Элементарные решения уравнения Лапласа. Теорема Гаусса. Потенциал однородной сферы и сферической оболочки.

Условия на сильных разрывах с учетом сосредоточенных масс. Разлет сферической оболочки.

Теория гравитационного удара. Слабые разрывы.

Принцип эквивалентности. Группы симметрии уравнений движения. Тензор гравитационных напряжений.

Интегральное определение энергии гравитационного поля. Локальное уравнение энергии. Аналогия с электромагнитным полем.

Уравнения сферически-симметричного движения, условия на разрывах.

Равновесие. Однородная жидкость, политропы, давление излучения. Интегральные свойства равновесия. Неравенства.

Устойчивость. Экстремум энергии при равновесии. Неустойчивость равновесия при γ < 4/3.

Точные решения задачи о равновесии газового шара при γ = 6/5 и γ = 2. Численное решение при γ = 4/3. Зависимости между интегральными параметрами шара.

Динамика пыли. Точные решения, типы движений. Задача о коллапсе однородного сферического пылевого облака.

Сферически-симметричные решения с разделением переменных. Задача о колебаниях однородного шара при γ = 5/3.

Формирование однородного равновесия и разлета газа при коллапсе пыли. Взрыв.

Гравитационный захват газа. Захват пыли. Расчет головной ударной волны методом тонкого ударного слоя. Торможение гравитирующего тела.

Звездный ветер и аккреция. Холодный ветер. Анализ перехода через скорость звука. Случаи γ = 5/3 и γ = 3/2.

72

36

0

0

0

0

36

0

0

36

Часть 2. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ МЕХАНИКА.

Пространство-время в ньютоновской механике. Преобразования Галилея. Системы отсчета. Галилеева структура геометрии, измерение расстояний и времени. Четырехмерная форма уравнений механики.

Создание теория относительности, решающие эксперименты. Преобразования Лоренца. Кинематическое уменьшение длины и увеличение времени. Собственное время.

Инварианты преобразований Лоренца. Геометрия пространства Минковского. Определение 4-скорости, разложение ее производных. Сопутствующая система отсчета, теория деформаций.

Механика материальной точки, кинетическая энергия. Движение в однородном силовом поле. Переменная масса.

Релятивистская газовая динамика. Тензор энергии-импульса, 4-мерная форма уравнений. Условия на разрывах. Звуковые волны.

Передача энергии-импульса при соударениях. Аккумуляция энергии-импульса ударными волнами.

Общая теория относительности. Пространство Римана. Тензор кривизны и его свойства. Уравнения гравитационного поля и уравнения энергии-импульса. Приближение слабого поля.

Сферически-симметричное гравитационное поле в пустоте. Изменение длины и времени. Уравнения геодезических, интегралы. Метрика Леметра. Сравнение с экспериментом.

Расширение Вселенной, ньютоновская теория. Однородные космологические модели Фридмана, их типы. Замкнутая вселенная. Космологическая сингулярность.

Геометрия гиперповерхностей, первая и вторая квадратичные формы. Совместность. Условия на сильных разрывах гравитационного поля.

Сферически-симметричное движение пыли. Задача о коллапсе однородного пылевого шара.

Формирование разлета Вселенной в результате неоднородного коллапса пыли. Устранение сингулярности, конечность массы Вселенной.

72

30

0

2

2

0

34

0

0

36

Промежуточная аттестация: экзамен

ХХХ

Х

2

ХХ

Итого

144

66

0

2

2

2

72

0

0

72

РЕЗУЛЬТАТ ОБУЧЕНИЯ

по дисциплине (модулю)

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТА ОБУЧЕНИЯ

по дисциплине (модулю) и

ШКАЛА оценивания

ПРОЦЕДУРЫ ОЦЕНИВАНИЯ

1

2

3

4

5

З1 (УК-1) Знать методы критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методы генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях

Отсутствие знаний

Фрагментарные знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач

Общие, но не структурированные знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы знания основных методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе междисциплинарных

Сформированные систематические знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе междисциплинарных

Индивидуальное собеседование

У1 (УК-1) Уметь анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

Отсутствие умений

Частично освоенное умение анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

В целом успешно, но не систематически осуществляемые анализ альтернативных вариантов решения исследовательских и практических задач и оценка потенциальных выигрышей/проигрышей реализации этих вариантов

В целом успешно, но содержащие отдельные пробелы анализ альтернативных вариантов решения исследовательских задач и оценка потенциальных выигрышей/проигрышей реализации этих вариантов

Сформированное умение анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

Практические контрольные задания

З1 (ОПК1)

Отсутствие знаний

Фрагментарные представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области математики и смежных областях

Неполные представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области математики и смежных областях

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области математики и смежных областях

Сформированные систематические представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области математики и смежных областях

Индивидуальное собеседование

У1 (ОПК1)

Отсутствие умений

Фрагментарное умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

В целом успешное, но не систематическое умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

В целом успешное, но содержащее отдельные пробелы умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

Сформированное умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

Практические контрольные задания

З (ПК-10)-1 Знать основные и специальные разделы механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, качественные и количественные методы исследования механических систем, современные тенденции в разработке моделей механики

Отсутствие знаний

Фрагментарные представления об основных и специальных разделах механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, методах исследования механических систем, современных тенденциях в механике

Неполные представления об основных и специальных разделах механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, методах исследования механических систем, современных тенденциях в механике

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы представления об основных и специальных разделах механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, методах исследования механических систем, современных тенденциях в механике

Сформированные систематические представления об основных и специальных разделах механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, методах исследования механических систем, современных тенденциях в разработке моделей механики

Индивидуальное собеседование

У (ПК-10)-1 Уметь физически корректно ставить задачи механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие процессы

Отсутствие умений

Фрагментарное умение физически корректно ставить задачи механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие процессы

В целом успешное, но не систематическое умение физически корректно ставить задачи механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие процессы

В целом успешное, но содержащее отдельные пробелы умение физически корректно ставить задачи механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие процессы

Сформированное умение физически корректно ставить задачи механики жидкостей газа и плазмы и механики многофазных сред, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о поведении сложных механических систем, анализировать протекающие процессы

Практические контрольные задания