Молодежь и наука - третье тысячелетие: Материалы студенческой научно-практической конференции с международным участием

27 Ю. И. Беженцева, Д. А. Плакса Факультет математики, физики и информатики, V курс (очная форма обучения) Научный руководитель – Ю. В. Бобылев ОБ ИЗУЧЕНИИ ВАРИАЦИОННЫХ ПРИНЦИПОВ МЕХАНИКИ В КУРСЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ В ПЕДВУЗЕ Курс теоретической физики в педагогическом вузе изучается на завершаю- щем этапе формирования соответствующих компетенций будущего учителя фи- зики. Данный курс направлен на развитие фундаментальных знаний, которые бу- дут обеспечивать взаимосвязь физического мира и законов, которые его описы- вают. Формирование полного представления о физической картине мира напря- мую зависит от качества преподаваемого материала. А это значит, что курс тео- ретической физики в педвузе должен излагаться простым и доступным языком, но при этом не терять глубины и содержательности. «Классическая механика» является первым и обязательным разделом курса теоретической физики в педагогическом вузе для направления «физика». Задача классической механики заключается в том, чтобы освоить новый математиче- ский аппарат, с помощью которого студенты могли перейти к другим разделам теоретической физики. Например, с помощью принципа наименьшего действия можно перейти к волновой механике. В педагогических вузах, по сравнению с вузами другой направленности, на изучение курса теоретической физики отводится гораздо меньше часов, поэтому следует с большим вниманием отнестись к подбору материала. В связи с этим для углубления и расширения понимания предмета целесообразно ввести в учебную программу элективные курсы. Они обеспечивают повышение уровня освоения выбранного раздела теоретической физики, служат формированию умений для ре- шения практически значимых задач и укрепляют связь со смежными разделами. Рассмотрим более подробно роль элективных курсов и их взаимосвязь с ос- новными курсами, на примере двух тем «дифференциальные вариационные принципы механики» и «интегральные вариационные принципы механики» в курсе теоретической механики в педагогическом вузе. В целом, принципы механики отражают общие закономерности механиче- ских явлений. Благодаря им можно получить уравнения системы, определяющие ее движение. Эти принципы разделяют на невариационные, которые определяют общее свойство для всех движений, и вариационные, дающие признак, отличаю- щий действительное движение от других возможных. Невариационные принципы применимы к любым механическим системам, находящимся под действием приложенных к ним сил. Примером может служить второй закон Ньютона. Применение данных принципов ограничивается только рамками механики, так как в их выражении используется понятие силы, которое является чисто механическим положением. Вариационный принцип дает признак, отличающий истинное движение от других возможных. Этот принцип состоит в том, что для истинного движения