Экзаменационная программа по физике для ИТАЭ, 2 семестр

Экзаменационная программа
по физике для ИТАЭ, 2 семестр
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Система отсчета. Закон движения
материальной точки. Вектор перемещения. Путь. Скорость и ускорение.
Вектор ускорения.
Закон движения тела в случае постоянного ускорения.
Нормальное и тангенциальное ускорение.
Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея. Сила. Масса. Законы
Ньютона. Силы, рассматриваемые в механике. Неинерциальные системы отсчета.
Система материальных точек. Внутренние и внешние силы. Импульс материальной
точки и импульс системы материальных точек. Закон сохранения импульса.
Система материальных точек. Центр масс системы материальных точек. Теорема о
движении центра масс системы материальных точек.
Работа в механике. Работа переменной силы. Мощность. Потенциальные силы.
Понятие поля сил. Критерий потенциальности поля.
Энергия. Различные формы энергии. Потенциальная энергия. Изменение
потенциальной энергии. Потенциальная энергия гравитационного взаимодействия и
упругой деформации.
Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Градиент
скалярного поля.
Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая
энергия системы материальных точек. Закон сохранения механической энергии.
Пример использования закона сохранения механической энергии.
Кинематические характеристики вращательного движения (угловое перемещение,
угловая скорость и угловое ускорение), их связь с линейными характеристиками
движения точек тела.
Момент силы относительно полюса и неподвижной оси. Основное уравнение
динамики вращательного движения абсолютно твердого тела.
Момент инерции материальной точки и абсолютно твердого тела. Примеры расчета
момента инерции. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
Момент импульса материальной точки, системы материальных точек относительно
полюса и неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса. Пример
использования закона сохранения момента импульса.
Работа при вращательном движении. Кинетическая энергия тела, вращающегося
относительно неподвижной оси.
Плоское движение абсолютно твердого тела. Подходы к описанию плоского движения
на примере качения диска.
Механические колебания. Гармонические колебания. Примеры свободных колебаний:
пружинный и математический маятники.
Свободные гармонические колебания на примере физического маятника.
Механическая энергия гармонических колебаний.
Собственные затухающие колебания.
Вынужденные колебания. Резонанс.
Статистический и термодинамический методы исследований. Термодинамические
параметры состояния системы. Равновесное состояние. Равновесный процесс.
Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа.
Изотермический, изохорический и изобарический процессы идеального газа.
Плотность идеального газа. Связь между давлением, концентрацией и температурой.
Основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеальных газов.
Связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекул и
температурой. Физический смысл температуры. Понятие числа степеней свободы
молекулы. Теорема Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы.
24. Макросистемы. Статистический метод исследования. Распределение молекул газа по
модулям скоростей (распределение Максвелла).
25. Функции распределения Максвелла молекул газа по модулям скоростей. Наиболее
вероятная, средняя и средняя квадратичная скорости молекул. Зависимость функции
распределения молекул газа по модулям скоростей от температуры.
26. Распределение Больцмана (барометрическая формула).
27. Внутренняя энергия идеального газа. Количество теплоты и работа. Первое начало
термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изобарическому и
изотермическому процессам.
28. Адиабатический процесс. Применение первого начала термодинамики к
изохорическому и адиабатическому процессам.
29. Теплоемкость. Политропный процесс. Изопроцессы как частные случаи политропного
процесса. Ограниченность классической теории теплоемкости.
30. Обратимые и необратимые процессы.
Тепловая машина и ее термический
коэффициент полезного действия.
31. Второе начало термодинамики. Его различные формулировки.
32. Энтропия. Основные свойства энтропии. Формулировка второго начала
термодинамики через энтропию. Статистический смысл второго начала
термодинамики.
33. Цикл Карно. Термический коэффициент полезного действия цикла Карно.
34. Понятие эффективного диаметра молекулы и эффективного сечения процесса
столкновений. Среднее число столкновений одной молекулы газа в единицу времени.
Средняя длина свободного пробега молекулы и ее зависимость от давления и
температуры.
35. Закон Фика. Описание процесса диффузии в молекулярно – кинетической теории
газов. Коэффициент диффузии.
36. Закон Фурье. Описание процесса теплопроводности в молекулярно – кинетической
теории газов. Коэффициент теплопроводности.
37. Закон Ньютона для внутреннего трения. Описание процесса внутреннего трения в
молекулярно – кинетической теории газов. Коэффициент вязкости.
38. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа (теоретические
и экспериментальные). Критические параметры реального газа. Эффект ДжоуляТомсона.
39. Принцип относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.
40. Следствия из преобразований Лоренца (относительность понятия одновременности,
длительность события, Лоренцево сокращение длины). Релятивистская энергия. Связь
массы и энергии.
Зав. кафедрой ОФиЯС
д.т.н.
А.В. Дедов