(3-й семестр обучения)

Состав дисциплины: лекции 12 ч, практические занятия 6 ч, лабораторные занятия 8 ч, экзамен по курсу физики.

1.1. Программные (экзаменационные) вопросы

  1. Механическое движение. Поступательное движение: траектория; кинематические параметры – радиус-вектор, перемещение, путь, средняя и мгновенная скорость.

  2. Мгновенное ускорение точки. Разложение полного ускорения на нормальное и тангенциальное. Классификация видов движения.

  3. Кинематические уравнения поступательного движения.

  4. Вращательное движение. Кинематические параметры: угловой путь, угловая скорость, угловое ускорение. Связь линейных и угловых кинематических параметров.

  5. Кинематические уравнения вращательного движения.

  6. Динамика поступательного движения. Понятия массы, силы, импульса тела, импульса силы. Взаимодействие тел: виды сил в механике.

  7. Инерциальные системы отсчета (ИСО). Принцип относительности Галилея и его следствия.

  8. Законы Ньютона. Основное уравнение динамики поступательного движения.

  9. Закон сохранения импульса (ЗСИ). Явления отдачи.

  10. Момент силы, момент инерции тела, момент импульса тела. Закон динамики вращательного движения.

  11.Закон сохранения момента импульса (ЗСМИ). Примеры проявления и использования ЗСМИ.

  12. Работа силы и момента силы. Мощность.

  13. Понятие механической энергии. Кинетическая энергия тела при поступательном и вращательном движении.

  14. Понятие потенциальной энергии. Градиент потенциальной энергии. Примеры вычисления потенциальной энергии.

  15. Закон сохранения механической энергии (ЗСМЭ).

  16. Применение законов сохранения импульса и механической энергии для упругого центрального удара шаров.

  17. Применение законов сохранения импульса и механической энергии для неупругого удара тел. КПД при неупругом ударе.

  18. Неинерциальные системы отсчета (НИСО). Силы инерции при поступательном движении.

  19. Центробежная сила инерции. Сила Кориолиса. Применение сил инерции (опыт Фуко, сепаратор, закон Бэра и др.). Свойства сил инерции. Принцип эквивалентности (сил инерции и гравитационных).

  20. Свободные механические колебания. Дифференциальное уравнение, закон колебаний. Пружинный, математический и физический маятник, период колебаний.

  21. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты.

  22. Кинетическая, потенциальная и полная энергия гармонического колебания.

  23. Затухающие колебания. Дифференциальное уравнение, закон колебаний. Логарифмический декремент затуханий.

  24. Вынужденные колебания. Механический резонанс.

    25. Специальная теория относительности (СТО). Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность времени и масштабов в СТО. Релятивистский закон сложения скоростей.

  26. Масса, импульс и энергия свободного тела в СТО. Взаимосвязь массы и энергии покоя.

  27. Идеальный газ. Уравнение Клапейрона – Менделеева. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) газов. Молекулярно-кинетическое толкование температуры. Средняя квадратичная скорость.

  28. Понятие вероятности, функция распределения . Распределение молекул по скоростям – распределение Максвелла. Наиболее вероятная скорость молекул.

  29. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

  30. Явления переноса. Среднее число соударений и средняя длина свободного пробега молекулы.

  31. Диффузия в газе, закон Фика, коэффициент диффузии. Объяснение диффузии молекулярно-кинетической теорией.

  32. Внутреннее трение (вязкость) в газе, закон Ньютона, коэффициент вязкости. Объяснение вязкости молекулярно-кинетической теорией.

  33. Молекулярная теплопроводность в газе, закон Фурье, коэффициент теплопроводности. Объяснение теплопроводности в рамках МКТ.

  34. Понятие степеней свободы молекулы. Теорема о равномерном распределении энергии молекулы по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

  35. Термодинамические понятия – теплота и работа газа. Количество теплоты. Молярная и удельная теплоемкости газа.

  36. Вычисление работы идеального газа в различных изопроцессах.

  37. Первое начало термодинамики. Применение первого начала к изопроцессам: изохорному, изобарному, изотермическому и адиабатному процессу.

  38. Вычисление молярной теплоемкости газа в изохорном и изобарном процессах. Теорема Майера.

  39. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона.

  40. Идеальная тепловая машина Карно. Цикл Карно и его КПД.

  41. Тепловая машина. Второе начало термодинамики и его различные формулировки.

  42. Понятие энтропии. Неравенство Клаузиуса. Второе начало термодинамики, как закон возрастания энтропии.

  43. Вычисление приращения энтропии в изопроцессах.

  44. Статистический смысл энтропии. Формула Больцмана.

  45. Реальный газ. Причины непригодности уравнения Клапейрона –Менделеева. Уравнение состояния реального газа – уравнение Ван-дер-Ваальса.

  46. Теоретические и экспериментальные изотермы реального газа. Метастабильные состояния.

  47. Электрический заряд, его свойства. Законы сохранения и квантования заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Характеристики неточечных зарядов.

 48. Электростатическое поле (ЭСП), его характеристики – напряженность, индукция и потенциал. Графическое изображение полей. Поле точечного заряда. Сложение электрических полей.

  49. Методы вычисления напряженности. Применение принципа суперпозиции для расчета ЭСП, создаваемых неточечными зарядами.

  50. Поток напряженности электрического поля. Теорема Остроградского – Гаусса. Примеры применения теоремы Гаусса для расчета электростатических полей.

  51. Работа сил электростатического поля по перемещению точечного заряда. Потенциальность электростатического поля. Циркуляция вектора напряженности. Выражение работы через разность потенциалов.

  52. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом. Градиент потенциала. Вычисление потенциала ЭСП, создаваемых неточечными зарядами.

  53. Микроскопическое строение диэлектриков. Жесткий и мягкий диполь в однородном и неоднородном электростатическом поле.

  54. Поляризация диэлектрика. Вектор поляризации, диэлектрическая восприимчивость. Поверхностные связанные заряды.

  55. Электрическое поле в диэлектрике. Физический смысл относительной диэлектрической проницаемости. Связь векторов поляризации, напряженности и индукции.

  56. Сегнетоэлектрики, диэлектрический гистерезис, домены. Пьезо­электрический эффект.

  57. Проводники. Условия равновесия зарядов в проводнике. Распределение избыточных зарядов на поверхности проводника.

  58. Проводники во внешнем электростатическом поле. Возникновение наведенного заряда на поверхности проводника.

  59. Электроемкость проводника. Емкость шара. Емкость конденсатора, системы конденсаторов.

  60. Энергия системы точечных зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. Энергия ЭП. Плотность энергии ЭП.

  61. Постоянный электрический ток. Основные понятия: сила тока, ЭДС, напряжение, разность потенциалов, сопротивление проводников и полупроводников.

  62. Закон Ома в интегральной форме для однородного и неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи. Закон Ома в дифференциальной форме.

  63. Работа постоянного тока в проводнике. Мощность. КПД источника тока в электрической цепи. Закон Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной форме.

  64. Классическая электронная теория электропроводности. Вывод закона Ома в дифференциальной форме и закона Джоуля – Ленца. Недостатки классической теории.

  65. Правила Кирхгофа. Их применение для расчета сопротивления цепи при параллельном и последовательном соединении проводников.