вопросы к экзамену по физике,первый семестр
.docВопросы к экзамену по физике (ч. I, 2011 г).
-
Кинематика поступательного движения. Системы отсчета. Траектория, длина пути, перемещение. Скорость и ускорение. Средняя, средняя путевая, мгновенная скорость. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение.
-
Кинематические характеристики вращательного движения вокруг неподвижной оси: угловая скорость, угловое ускорение.
-
Динамика поступательного движения. Законы Ньютона. (Савельев И.В. Т.1 § 7, 9, 11). Основные физические величины и их размерности. (Савельев И.В. Т.1 § 10). Виды сил в механике. (Савельев И.В. Т.1 § 13–16).
-
Кинетическая и потенциальная энергия. Механическая работа и мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Работа в поле этих сил. Закон сохранения энергии.
-
Импульс механической системы. Закон сохранения импульса.
-
Момент силы относительно точки и относительно оси вращения.
-
Момент импульса материальной точки относительно точки и относительно оси вращения. Момент импульса тела относительно оси. Закон сохранения момента импульса.
-
Основной закон динамики вращательного движения. Моменты инерции однородных тел правильной геометрической формы. Теорема Штейнера о параллельных осях.
-
Кинетическая энергия, работа и мощность при вращательном движении. Сопоставление основных формул и законов поступательного и вращательного движения.
-
Кинематика гармонических колебаний. Величины, характеризующие гармонические колебания: период, частота, амплитуда, фаза. Связь между периодом колебаний и циклической частотой. Зависимости смещения, скорости и ускорения от времени. Соответствующие графики.
-
Уравнение гармонических колебаний в дифференциальной форме. Зависимость смещения от времени. Связь между циклической частотой и массой колеблющейся точки. Энергия гармонических колебаний (кинетическая, потенциальная и полная). Соответствующие графики.
-
Математический и физический маятники. Формулы для периода малых колебаний. (Савельев И.В. Т.1 § 54).
-
Сложение гармонических колебаний одинакового направления и одинаковой частоты. Векторная диаграмма. (Савельев Т.1 § 55).
-
Сложение двух одинаково направленных колебаний с близкими частотами. Биения. Амплитуда и частота биений. Период биений. (Савельев И.В. Т.1 § 56).
-
Сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми и с кратными частотами. Фигуры Лиссажу. (Савельев И.В. Т.1 § 57).
-
Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний в дифференциальной форме. Зависимость смещения и амплитуды затухающих колебаний от времени. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент колебаний. (Савельев И.В. Т.1 § 58).
-
Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний в дифференциальной форме. Смещение, амплитуда и частота вынужденных колебаний. Явление резонанса. График зависимости амплитуды от частоты.
-
Волны. Распространение волн в упругой среде. Поперечные и продольные волны. Фронт волны и волновые поверхности. Длина волны. Уравнение бегущей волны. (Савельев Т.2 § 93-95).
-
Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны. Амплитуда стоячей волны. (Савельев И.В. Т.2 § 99)
-
Два подхода к изучению макросистем: молекулярно-кинетический и термодинамический. Основные параметры макросистем. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева). (Савельев И.В. Т.1 § 79–81, 86).
-
Уравнение состояния реального газа (уравнение Ван-дер-Ваальса). Теоретическая изотерма Ван-дер-Ваальса и экспериментальная изотерма реального газа. Критическое состояние вещества. (Савельев И.В. Т.1 § 91, § 123–124).
-
Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа. Два способа изменения внутренней энергии. Количество теплоты. Теплоемкость. Связь удельной и молярной теплоемкостей.
-
Работа при изменении объема. Первое начало термодинамики. Формула Майера. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеального газа.
-
Классическая теория теплоемкости идеального газа. Теорема Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекулы. Вычисление внутренней энергии идеального газа и его теплоемкостей через число степеней свободы. (Савельев И.В. Т.1 § 97).
-
Применение первого начала термодинамики к адиабатическому процессу. Уравнение Пуассона. (Савельев И.В. Т.1 § 88).
-
Тепловой двигатель. Цикл Карно. КПД теплового двигателя. Теорема о сумме приведенных теплот. Энтропия. (Савельев И.В. Т.1 § 104, 105).
-
Содержание второго и третьего начала термодинамики.
-
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
-
Распределение молекул во внешнем потенциальном поле сил. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. (Савельев И.В. Т.1 § 92, 100).
-
Распределение молекул идеального газа по скоростям. Опыт Штерна. (Савельев И.В. Т.1 § 99). Распределение Максвелла. (Савельев И.В. Т.1 § 98). Вычисление средней арифметической, средней квадратичной и наиболее вероятной скоростей.
-
Среднее число столкновений молекул идеального газа в единицу времени. Средняя длина свободного пробега молекул идеального газа.
-
Явления переноса. Формальное уравнение явлений переноса. Диффузия, внутренне трение, теплопроводность. Физическое истолкование и единицы измерения коэффициентов переноса.
-
Электрическое поле. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона.
-
Вектор напряженности электрического поля. Поле точечного заряда (шара). Принцип суперпозиции полей. Графическое изображение электрических полей.
-
Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса в электростатике и ее применение для расчета электрических полей. Поле бесконечно заряженной плоскости, двух параллельных плоскостей, поле линейного заряда, поле заряженной сферы и заряженного шара. (Савельев И.В. Т.2 § 14)
-
Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда (шара). Потенциал поля, созданного системой зарядов. Связь между напряженностью и потенциалом. Градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности.
-
Проводники в электрическом поле. Условия равновесия зарядов на проводнике. Напряженность и потенциал поля внутри проводника при равновесии зарядов. Поле вблизи поверхности заряженного проводника. Вектор электрического смещения (электрической индукции). Теорема Кулона (связь между индукцией поля и поверхностной плотностью заряда).
-
Электрическая емкость уединенного проводника и конденсатора. Факторы, от которых она зависит. Электроемкость уединенного шара, плоского, сферического и цилиндрического конденсатора. Емкость батареи конденсаторов.
-
Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии. Сила взаимодействия между пластинами конденсатора.
-
Диэлектрики в электрическом поле. Полярные и неполярные диэлектрики. Электрический диполь. Дипольный момент. Поляризация диэлектриков. Поляризуемость. Вектор поляризованности.
-
Связь между вектором поляризованности и поверхностной плотностью связанных зарядов. Соотношение между основными векторами электрического поля в диэлектрике.
-
Сегнетоэлектрики. Диэлектрический гистерезис. Пьезоэффект. Применение диэлектриков в технике. (Савельев И.В. Т.2 § 23)
-
Электрический ток. Условия поддержания тока в цепи. Сила тока и плотность тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока. (Савельев И.В. Т.2 § 31, 33)
-
Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводника. Зависимость сопротивления от температуры. Явление сверхпроводимости. (Савельев И.В. Т.2 § 34)
-
Закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома для полной цепи. (Савельев И.В. Т.2 § 34, 35)
-
Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа и их применение к расчету цепей. Дополнительное сопротивление и шунт. (Савельев И.В. Т.2 § 36)
-
Мощность тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца. (Савельев И.В. Т.2 § 38)