List of the Subjects 

CORE: MECHANICS 

___________________________________________________

PHYSICS-C II:  MECHANICS 

(Credits: Theory-04,  Practicals-02)       

Theory:  60 Lectures 

___________________________________________________

Topics Covered in the Notes 

Fundamentals  of  Dynamics:  Reference  frames.  Inertial  frames,  Review  of  Newton’s Laws  of  Motion.  Galilean  transformations.  Galilean  invariance.  Momentum  of  variablemass  system:  motion  of  rocket.  Motion  of  a  projectile  in  uniform  gravitational  field. Dynamics  of  a  system  of  particles.  Centre  of  Mass.  Principle  of  conservation  of momentum.  Impulse.        

                                                          (7  Lectures)    

Work  and  Energy:  Work  and  Kinetic  Energy  Theorem.  Conservative  and  nonconservative  forces.  Potential  Energy.  Energy  diagram.  Stable  and  unstable  equilibrium. Elastic  potential  energy.  Force  as  gradient  of  potential  energy.  Work  &  Potential  energy. Work done by  non-conservative forces. Law of conservation of Energy.                                                              (5  Lectures) 

Collisions:  Elastic  and  inelastic  collisions  between  particles.  Centre  of  Mass  and Laboratory  frames.         

                                                           (4  Lectures) 

Rotational  Dynamics:  Angular  momentum  of  a  particle  and  system  of  particles. Torque.  Principle  of  conservation  of  angular  momentum.  Rotation  about  a  fixed  axis. Moment  of  Inertia.  Calculation  of  moment  of  inertia  for  rectangular,  cylindrical  and spherical  bodies.  Kinetic  energy  of  rotation.  Motion  involving  both  translation  and rotation.         

                                                           (12 Lectures) 

Elasticity:  Review  of  relation  between  Elastic  constants.  Twisting  torque  on  a  Cylinder or Wire (only  qualitative discussion).   

                                                            (2  Lectures) 

Gravitation:  Law  of  gravitation.  Gravitational  potential  energy.  Inertial  &  gravitational mass.  Potential and field due to spherical shell and solid sphere.    

                                                             (3 Lectures) 

Central  force  Motion:  Motion  of  a  particle  under  a  central  force  field.  Two-body problem and its reduction to one-body  problem and its solution.  The energy  equation and energy  diagram.  Kepler’s  Laws.  Satellite in circular orbit  &  applications.   

                                                           (6 Lectures) 

Oscillations:  Review  of  SHM  (Simple  Harmonic  Oscillations.  Differential  equation  of SHM  and  its  solution.  Kinetic  energy,  potential  energy,  total  energy  and  their  time average  values).  Damped  oscillation.  Forced  oscillations:  Transient  and  steady  states; Resonance, sharpness of resonance; power dissipation and Quality  Factor.    

                                                           (7 Lectures)     

Non-Inertial  Systems:  Non-inertial  frames  and  fictitious  forces.  Uniformly  rotating frame.  Laws  of  Physics  in  rotating  coordinate  systems.  Centrifugal  force.  Coriolis  force and its applications.  

                                                          (4 Lectures) 

Special  Theory  of  Relativity:  Michelson-Morley  Experiment  and  its  outcome. Postulates  of  Special  Theory  of  Relativity.  Lorentz  Transformations.  Simultaneity  and order  of  events.  Lorentz  contraction.  Time  dilation.  Relativistic  transformation  of velocity,  frequency  and  wave  number.  Relativistic  addition  of  velocities.  Variation  of mass  with  velocity.  Massless  Particles.  Mass-energy  Equivalence.  Relativistic  Doppler effect. Relativistic Kinematics. Transformation of Energy  &  Momentum.  

                                                          (10 Lectures) 

Reference Books: 

• An introduction to mechanics, D.  Kleppner, R.J. Kolenkow, 1973, McGraw-Hill. 
• Mechanics,  Berkeley  Physics, vol.1,  C.  Kittel,  W.  Knight, et.al. 2007, Tata  McGraw-Hill. 
• Physics, Resnick, Halliday  and Walker 8/e. 2008, Wiley.   
• Analytical Mechanics, G.R. Fowles and G.L. Cassiday. 2005, Cengage Learning. 
• Feynman Lectures,  Vol.I, R.P.Feynman, R.B.Leighton, M.Sands, 2008, Pearson Education 
• Mechanics, D.S. Mathur, S.Chand and Company  Limited, 2000.
• University  Physics. F.W  Sears, M.W Zemansky,  H.D Young 13/e, 1986, Addison Wesley 
• Physics  for  scientists  and  Engineers  with  Modern  Phys.,  J.W.Jewett,  R.A.Serway, 2010,Cengage Learning .
• Theoretical Mechanics,  M.R. Spiegel, 2006, Tata McGraw Hill.