Physics 1 for Students of Physics
203-1-1281
Course information
- 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
| Lecture | Main source | Additional source |
|---|---|---|
| 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
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
| Lecture | Main source | Additional source |
|---|---|---|
| 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)