1 курс (2-ой семестр ) Вопросы к коллоквиуму по теме ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ , ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ И ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА ВОКРУГ НЕПОДВИЖНОЙ ОСИ 1. Основные понятия и формулы кинематики (материальная точка, траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение). 2. Основные законы динамики. Понятие силы и массы. Виды сил в механике. 3. Импульс. Закон сохранения импульса. 4. Механическая работа и мощность. Механическая энергия. Закон сохранения энергии в механики. 5. Угловая скорость, угловое ускорение, частота и период вращения. Связь между линейной скоростью и угловой, линейным ускорением и угловым. 6. Момент инерции тела относительно оси вращения. Его физический смысл. От каких факторов он зависит? Момент инерции тел правильной геометрической формы. Теорема о параллельных осях (теорема Штейнера). 7. Момент силы относительно точки и оси вращения. 8. Основной закон динамики для вращательного движения. 9. Работа при вращательном движении. Кинетическая энергия вращающегося тела. 10. Момент импульса вращающейся точки относительно центра вращения и относительно оси. Момент импульса твердого тела относительно оси. 11. Закон сохранения момента импульса. Примеры. 12. Составить таблицу сравнения основных формул поступательного и вращательного движений. Вопросы к коллоквиуму по теме ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 1. Что называется гармоническим колебательным движением? 2. Второй закон Ньютона в дифференциальной форме для гармонических колеб. 3. Законы изменения смещения, скорости, ускорения, силы. Графики. 4. Величины, характеризующие гармонические колебания (период, амплитуда, частота, циклическая частота, фаза, начальная фаза). 5. Связь между частотой и силовой постоянной. 6. Кинетическая, потенциальная и полная энергия при простом гармоническом колебании. 7. Физический и математический маятники. Формула периода колебаний. 8. Затухающие колебания. Второй закон Ньютона в дифференциальной форме для затухающих колебаний. 9. Закон изменения смещения при затухающих колебаниях. График смещения. Закон смещения амплитуды. Коэффициент затухания и его связь с коэффициентом сопротивления. 10. Логарифмический декремент затухания колебаний и его экспериментальное определение. 11. Механизм образования и распространения волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. 12. График поперечной волны. Показать, как колеблются точки среды в волне. Сравнить график волны с графиком гармонического колебания одной точки. 13. Что называется длинной волны (два определения). 14. Что называется фронтом волны и волновой поверхностью? 15. Вывести уравнение бегущей волны. 16. Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. 17. График стоячей волны. Показать, как колеблются точки среды в стоячей волне. Что такое узлы и пучности? Длинна стоячей волны. Вопросы к коллоквиуму по теме ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ. I НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ К ИДЕАЛЬНОМУ 1. Понятие идеального газа. Основное уравнение кинетической теории идеального газа. 2. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Различие формы записи уравнения. Физический смысл и численное значение универсальной газовой постоянной. Константа Больцмана. 3. Изопроцессы идеального газа. Каким законам они подчиняются? Графическое изображение этих законов в осях (P,V), (V,T), (P,T). Физический смысл абсолютной температуры. 4. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. 5. сопоставить ход адиабаты и изотермы в системе координат (P,V). Почему адиабата идет круче изотермы? 6. Внутренняя энергия идеального газа и ее выражение через число степеней свободы его молекул. 7. Теплоемкость идеального газа. Что называется удельной теплоемкостью? Молярной теплоемкостью? Соотношение между ними. 8. Что такое CV и CP? Почему CP>CV? 9. Связь между молекулярными теплоемкостями CP и CV . Как эти теплоемкости выражаются через число степеней свободы молекул газа? 10. Определение отношения CP/CV методом Клемана и Дезорма. Какие процессы имели место в данной работе? Иллюстрируйте их соответствующими графиками и поясните вывод расчетной формулы. 11. Первое начало термодинамики для идеального газа и его применение к различным изопроцессам. 12. Распределение молекул во внешнем потенциальном поле сил. Барометрическая формула. 13. Распределение молекул идеального газа по скоростям (распределение Максвелла). Вычисление средней арифметической, средней квадратичной и наиболее вероятной скоростей. 14. Основное уравнение молекулярно- кинетической теории газа. 15. Теорема Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекулы. Вычисление внутренней энергии идеального газа и его теплоемкостей через число степеней свободы. Недостатки классической теории теплоемкостей идеального газа. 16. Средняя длина свободного пробега и среднее число столкновений молекул идеального газа в единицу времени. Вопросы к коллоквиуму по теме ЭЛЕКТРОСТАТИКА 1. Электрический заряд. Электрическое поле. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Вектор напряженности ( E ). Потенциал поля ( ). Напряженность и потенциал поля, созданного точечным зарядом (шаром). Связь между напряженностью и потенциалом. 2. Графическое изображение электрических полей с помощью силовых и эквипотенциальных линий. 3. Вектор индукции ( D ). Поток вектора индукции ( N ).Теорема Гаусса в электростатике. Применение теоремы Гаусса к расчету полей заряженных: шара; проволоки; плоскости и двух плоскостей. Принцип суперпозиции полей. 4. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциальный характер электрического поля. Разность потенциалов. 5. Электрический диполь Дипольный момент. Поле диполя (напряженность и потенциал). Провести сравнение с полем точечного заряда. 6. Поведение и энергия диполя во внешнем электрическом поле. 7. Проводники в электрическом поле. Электризация проводников (рассмотреть на примере шара в однородном электрическом поле). Электростатическая защита. 8. Поле вблизи поверхности заряженного проводника. Теорема Кулона (связь между напряженностью (индукцией) поля и поверхностной плотностью заряда). 9. Электроемкость проводника. Факторы, от которых она зависит. Емкость шара. Конденсаторы. Формула емкости плоского и сферического конденсатора. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов в батарею. 10. Энергия и плотность энергии электрического поля. Силы взаимодействия между заряженными пластинами в плоском конденсаторе. 11. Диэлектрики в электрическом поле. Явление поляризации. Вектор поляризации ( P ). Связь между векторами напряженности ( E характеризующими поле в среде. ) индукции ( D ) и поляризации ( P ), Вопросы к коллоквиуму по теме ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЭЛЕКТРОЛИТАХ И ГАЗАХ. 1. Электрический ток. Условия поддержания тока в цепи. Сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила источника тока. Статическое, динамическое и энергетическое толкование ЭДС. 2. Закон Ома а) для однородного участка цепи ;б) для неоднородного участка цепи ; в) для полной цепи ; г) в дифференциальной форме. Обоснование закона Ома методом классической электронной теории. Закон Джоуля-Ленца для участка цепи. 3. Объяснение свойств проводимости твердых тел с точки зрения зонной теории.. Зоны в металлах, диэлектриках и полупроводниках. Механизм проводимости в полупроводниках. Роль примеси в механизме проводимости. 4.Сопротивление проводника. Удельное сопротивление и удельная проводимость. Зависимость сопротивления проводника и полупроводника от температуры.. 5. Законы Кирхгофа для разветвленных цепей. Составить системы уравнений по законам Кирхгофа для схем на рис. 1-4. 6. Электрический ток в жидкостях. Электролитическая диссоциация. Закон Ома для электролитов. Зависимость удельного сопротивления электролитов от температуры и концентрации.