## Physics 1 for Students of Physics

### 203-1-1281

Credit points
5.00
Lecture hours
3.50
TA hours
3.00
Lab hours
0.00

#### Summary

Mathematical introduction: Coordinates, vector algebra, partial derivatives.
Particle kinematics: general concepts, velocity, acceleration, rotational motion.
Newton's laws, Galilean relativity, inertial and non-inertial frames
Particle dynamics: applications of Newton's laws, work, kinetic energy, momentum, angular momentum.
Potential energy, conservation laws.
Motion in a potential I: 1D potential, central forces, Keplerian motion.
Motion in a potential II: Oscillations. Mathematical addition: complex numbers.
Many particle systems, conservation laws, collisions.
Rigid body rotation I: Theory (angular velocity and acceleration, tensor of inertia, moment of inertia, torque, angular momentum, kinetic energy).
Rigid body rotation II: Applications (rolling, precession, gyroscopes).
Basics of special relativity
(Optional) Gravitation.

#### Syllabus

Introduction, units, experimental basics, scales in the Universe Ch 1 Ch 1
Estimation: guesstimates, dimensional analysis, scaling arguments Lecture notes
Kinematics: 1D, vector analysis, coordinates, Taylor expansion, kinematics in N dimensions, circular motion Ch 1, 6 Ch 2
Newton laws, reference frames, Galilean relativity, inertial and non-inertial frames Ch 2, 9 Ch 3, 4
Momentum conservation, system of particles, center of mass (discrete and continuum), varying mass Ch 4 Ch 6
Forces: contact, friction, drag, elementary, inertial, Hooke, elasticity Ch 3, 6, 9 Ch 4
Work and energy, conservative and non-conservative forces, energy conservation, potential energy, collisions 1D, 3D Ch 5, 6 Ch 5
Harmonic oscillator: simple, damped, forced, resonances, Q factor Ch 11 Ch 7
Angular momentum and rigid body: moment of momentum, spin, rotation axis, moment, motion including rotation Ch 7 Ch 8
Rigid body dynamics, roll with and without slip intertia tensor, Ch 8 Ch 8
(Optional) Euler equtions, moment-free dynamics, precession Ch 8 Ch 8
Motion in a central potential: effective potential, constants of motion, Keplerian motion Ch 10 Ch 9
Spectial relavitiy: Lorentz transformation, time dilation, length contraction Ch 12, 13 Ch 10, 11
Four-vectors: energy transform, Doppler effect, abberation, beaming
(Optional:) relativistic rocket
Secondary: Ch 13, 14 Ch 12, 13
Summary - -

#### Bibliography

Main source: An Introduction To Mechanics by Daniel Kleppner, Robert Kolenkow (Second Edition)
Additional source: Kittel, Mechanics, Berkeley Physics Course, QC 21.B4445
Supplementary source: "Thinking Physics", by Lewis Carroll Epstein

## פיסיקה 1 - לתלמידי פיסיקה

### 203-1-1281

נקודות זכות
5.00
שעות הרצאה
3.50
שעות תרגול
3.00
שעות מעבדה
0.00

#### תקציר

גדלים ויחידות. מערכת היחידות הבינלאומית S I. וקטורים. עקרון ההתמד של גלילאו - "חוק ניוטון הראשון". התנגשויות חד-ממדיות. שימור תנע. התמד -מסה. אינווריאנטיות ושימור המסה. הגדרת הכוח - חוק ניוטון השני והשלישי. עבודה. אנרגיה קינטית. כוחות משמרים ומבזבזים. אנרגיה פוטנציאלית ופוטנציאל. שימור אנרגיה. התנגשויות כלליות. פתרון בעיות: הקדמת שיקולי סימטריה ופיסיקה ואומדן סדרי גודל לחשבון נומרי, בדיקת ממדים ויחידות. מסגרות ייחוס התמדיות ומואצות. תנועה סיבובות. תנע זויתי.
התמד זויתי (מומנט התמד). כוח זויתי (מומנט כוח). סביבון, גירוסקופ, מצפן גירוסקופי. מסגרת ייחוס מסתובבת. משפט קוריוליס. כוחות מדומים. תאוצת כובד אפקטיבית. תנודות. מתנד הרמוני. מטוטלת. גרביטאציה (כבידה). שדה הכבידה (שדה גרביטציוני). מטען כבידה (מסה גרביטציונית), התמד (מסה אינרציאלית), משקל, כמות החומר. מושגים ראשוניים של יחסות פרטית: מהירות האור, התמרת לורנץ, דינאמיקה יחסותית.

#### סילבוס

Introduction, units, experimental basics, scales in the Universe Ch 1 Ch 1
Estimation: guesstimates, dimensional analysis, scaling arguments Lecture notes
Kinematics: 1D, vector analysis, coordinates, Taylor expansion, kinematics in N dimensions, circular motion Ch 1, 6 Ch 2
Newton laws, reference frames, Galilean relativity, inertial and non-inertial frames Ch 2, 9 Ch 3, 4
Momentum conservation, system of particles, center of mass (discrete and continuum), varying mass Ch 4 Ch 6
Forces: contact, friction, drag, elementary, inertial, Hooke, elasticity Ch 3, 6, 9 Ch 4
Work and energy, conservative and non-conservative forces, energy conservation, potential energy, collisions 1D, 3D Ch 5, 6 Ch 5
Harmonic oscillator: simple, damped, forced, resonances, Q factor Ch 11 Ch 7
Angular momentum and rigid body: moment of momentum, spin, rotation axis, moment, motion including rotation Ch 7 Ch 8
Rigid body dynamics, roll with and without slip intertia tensor, Ch 8 Ch 8
(Optional) Euler equtions, moment-free dynamics, precession Ch 8 Ch 8
Motion in a central potential: effective potential, constants of motion, Keplerian motion Ch 10 Ch 9
Spectial relavitiy: Lorentz transformation, time dilation, length contraction Ch 12, 13 Ch 10, 11
Four-vectors: energy transform, Doppler effect, abberation, beaming
(Optional:) relativistic rocket
Secondary: Ch 13, 14 Ch 12, 13
Summary - -

#### ביבליוגרפיה

Main source: An Introduction To Mechanics by Daniel Kleppner, Robert Kolenkow (Second Edition)
Additional source: Kittel, Mechanics, Berkeley Physics Course, QC 21.B4445
Supplementary source: "Thinking Physics", by Lewis Carroll Epstein
Last changed on April 25, 2022 by Bar Lev, Yevgeny (ybarlev)