6. Экзаменационные вопросы

1. Механическое движение. Основная задача классической механики. Понятие материальной точки (М.Т.) и траектории ее движения. Путь, перемещение. Относительность движения. Система отсчета. Способы задания М.Т. в пространстве.

2. Кинематика поступательного движения. Основные характеристики прямолинейного движения - скорость, ускорение, путь, перемещение. Общая формула пути. Графическое представление. Анализ для равнопеременного движения.

3. Криволинейное движение материальной точки. Основные характеристики движения. Нормальная и тангенциальная составляющая полного ускорения.

4. Уравнение движения материальной точки. Анализ конкретных случаев движения с учетом возможных значений нормальной и тангенциальной составляющей ускорения.

5. Кинематика вращательного движения. Движение материальной точки поокружности. Угловые характеристики движения - путь, перемещение, скорость, ускорение. Направление этих векторов. Связь угловых и линейных величин.

6. Сила. Виды сил в механике. Законы Ньютона. Основной закон динамики поступательного движения в дифференциальной форме. Принцип независимости действия сил.

7. Понятие механической системы. Внутренние и внешние силы. Импульс материальной точки, замкнутой системы. Закон сохранения и изменения импульса.

8. Абсолютно твердое тело. Вращение АТТ вокруг неподвижной оси. Момент силы и момент инерции АТТ.

9. Теорема Штейнера. Момент инерции тел правильной геометрической формы: тонкостенный цилиндр (обруч, кольцо), сплошной цилиндр (диск), полый цилиндр (кольцевой диск). Вывод формул.

10. Вывод формулы момента инерции для стержня относительно оси вращения проходящей: а - через один из его концов; б - через центр масс.

11. Механическая работа. Ее выражение через криволинейный интеграл. Графическое представление. Анализ конкретных случаев. Мощность.

12. Кинетическая энергия тела, механической системы. Ее связь с работой внутренних и внешних сил.

13. Консервативные и неконсервативные силы. Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия. Ее связь с силой.

14. Консервативные и неконсервативные системы. Закон сохранения полной механической энергии системы материальных точек. Примеры.

15. Кинетическая энергия вращательного движения АТТ. Ее связь с работой.

16. Работа, совершаемая силой при вращательном движении.

17. Основное уравнение динамики вращательного движения.

18. Момент импульса АТТ. Закон сохранения момента импульса. Примеры.

19. Гармонические колебания. Понятие амплитуды, фазы и частоты колебаний. Зависимость смещения, скорости и ускорения колеблющейся величины от времени. Анализ. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Графический метод изображения гармонических колебаний.

20. Механические гармонические колебания материальной точки. Связь между силой и смещением материальной точки. Зависимость механической энергии колеблющейся точки от времени. Анализ.

21. Вывод дифференциального уравнения свободных гармонических колебаний на примере пружинного маятника. Зависимость периода колебаний от жесткости пружины и массы груза.

22. Сложение гармонических колебаний одинакового направления с равными частотами. Анализ частных случаев.

23. Сложение гармонических колебаний одинакового направления со слегка отличающимися частотами. Биения.

24. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Анализ конкретных случаев.

25. Свободные затухающие колебания. Вывод дифференциального уравнения, его анализ. Время релаксации, декремент затухания, добротность.

26. Свободные затухающие колебания пружинного маятника.

27. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение.

28. Основные положения молекулярно-кинетической теории идеального газа. Статистический метод исследования. Параметры микро- и макросостояний.

29. Уравнение состояния идеального газа. Закон Авогадро. Закон Дальтона. Уравнение Менделеева-Клайперона.

30. Изопроцессы, их уравнения, графики. Анализ.

31. Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.

32. Основные положения классической статистики. Понятие о стационарном распределении молекул по модулю скоростей. Функция распределения Максвелла и ее физический смысл.

33. График функции распределения и его зависимость от температуры газа. Наиболее вероятная, среднеарифметическая и среднеквадратичная скорости молекул.

34. Зависимость давления от высоты. Вывод барометрической формулы. График.

35. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул газа. Эффективный диаметр молекул.

36. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, внутреннее трение. Коэффициенты переноса. Их зависимость от давления.

37. Термодинамическая система. Термодинамический процесс. Параметры состояния. Условия равновесия термодинамической системы. Степени свободы системы. Закон Больцмана о равномерном распределении энергии хаотического движения по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа.

38. Теплопередача. Работа газа при изменении его объема. Первое начало термодинамики.

39. Теплоемкость: удельная, молярная. Теплоемкость при постоянном давлении и объеме. Ее зависимость от числа степеней свободы. Уравнение Майера.

40. Работа газа при изобарном и изохорическом процессах. Изменение внутренней энергии.

41. Работа газа при изотермическом процессе. Изменение внутренней энергии.

42. Адиабатический процесс. Вывод уравнения адиабаты. Коэффициент Пуассона.

43. Работа идеального газа при адиабатическом процессе.

44. Круговой процесс. Цикл. Обратимый и необратимый процессы. 2-е начало термодинамики в формулировке Планка и Клаузиуса.

45. Принцип работы тепловой и холодильной машины. 2-е начало термодинамики в формулировке Кельвина-Планка.

46. Цикл Карно. Его к.п.д. для идеального газа. Термодинамическая шкала температур.

47. Термодинамическая вероятность, ее свойства. Статистическое толкование 2-го начала термодинамики.

48. Понятие энтропии. Ее свойства. Энтропия обратимого и необратимого процессов. Неравенство Клаузиуса. Физический смысл энтропии.

49. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Физический смысл поправок. Сравнение теоретических изотерм с экспериментальными изотермами.

50. Фазовые переходы. Метастабильные состояния. Критическое состояние вещества.

51. Энергия взаимодействия между молекулами и агрегатные состояния вещества. Газы. Жидкости. Ближний и дальний порядок. Особенности жидкого состояния.

52. Поверхностное натяжение. Смачивание. Давление обусловленное кривизной поверхности жидкости. Капиллярные явления. Поверхностно-активные вещества.

53. Гидродинамика. Ламинарное и турбулентное движение. Закон Бернулли.