Вопросы. Физика

Вопросы по физике 1 часть

1. Предмет механики. Механическое движение. Пространственно-временная система отсчета. Материальная точка. Примеры.

2. Предмет кинематики. Основные понятия – радиус-вектор, вектор перемещения, средняя скорость , мгновенная скорость, среднее и мгновенное ускорение. Траектория материальной точки: рассмотреть пример

3. Прямая и обратная задачи кинематики. Рассмотреть пример когда ускорение постоянный вектор.

4. Ускорение нормальное и тангенциальное и полное.

5. Кинематика вращательного движения. Вращение вокруг неподвижной оси. Связь линейной и угловой скоростей; угловое ускорение- связь с тангенциальным ускорением.

6. Понятие степеней свободы. Число степеней свободы абсолютно твердого тела.

7. Предмет динамики. Законы динамики Ньютона.

8. Закон сохранения импульса для системы материальных точек(частиц).

9. Принцип относительности, преобразования Галилея. Инварианты в механике Ньютона.

10. Импульс силы. Объяснить результат демонстрационного опыта: на нити висит груз, к которому привязана еще одна нить. Нижнюю нить дергают – один раз резко, а другой раз – медленно. Что происходит – дать объяснение.

11. Теорема о движении центра масс системы материальных точек.

12. Движение тела с переменной массой. Реактивное движение.

13. Работа силы, мощность мгновенная, средняя. Теорема о кинетической энергии.

14. Консервативные силы. Рассмотреть пример силы тяжести. Потенциальная энергия. Теорема о потенциальной энергии. Закон сохранения механической энергии.

15. Момент силы. Как рассчитать момент нескольких сил? Момент пары сил. Момент импульса. Уравнение моментов для материальной точки и для системы материальных точек.

16. Закон сохранения момента импульса. Секториальная скорость и закон ее сохранения.

17. Момент инерции материальной точки, системы материальных точек абсолютно твердого тела.

18. Пример расчета момента инерции стержня относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно стержню. Теорема Штейнера.

19. Вывод формул для работы и мощности сил, вращающих АТТ. Кинетическая энергия тела совершающего плоское движение.

20. Явление вынужденной прецессии ( на примере велосипедного колеса)

21. Объяснить устойчивость тележки, движущейся по канатику с закрепленным на ней гироскопом в демонстрационном опыте.

22. Постулаты СТО. Относительный характер одновременности. Замедление хода движущихся часов на примере опыта с«фотонным маятником».

23. Сокращение длины движущегося стержня. Преобразования Лоренца для координат и времени- все с выводом.

24. Сложение скоростей в СТО.

25. Динамика СТО. Релятивистская масса. Второй закон Ньютона в СТО Вывод формулы для кинетической и полной энергии частицы в СТО.

Вопросы по второй части курса: механика, колебания, волны. Элементы термодинамики.

1. Механика гармонических колебаний.

2. Физический, математический маятники. Колебательный контур. Как примеры систем в которых совершаются гармонические колебания.

3. Начальные условия в задаче о гармоническом осцилляторе.

4. Энергия гармонических колебаний.

5. Сложение однонаправленных и перпендикулярных колебаний.

6. Затухающие колебания.

7. Вынужденные колебания.

8. Резонанс. Энергия вынужденных колебаний.

9. Волны в упругой среде. Типы волн.

10. Уравнение бегущей волны (вывод).

11. Волновое уравнение.

12. Скорость распространения поперечной волны (струна).

13. Скорость распространения продольной волны.

14. Энергия плоской монохроматической волны. Объемная плотность энергия, поток энергии, плотность потока энергии.

15. Стоячие волны.

16. Эффект Доплера.

17. Предмет термодинамики.(принцип энергии, состояние термодинамической системы, равновесные и неравновесные процессы, макроскопическая работа, работа при изотермическом процессе в идеальном газе). Первое начало термодинамики.

18. Теплоемкость. Соотношение Майера в общем виде. Соотношение Майера для идеального газа.

19. Уравнение адиабаты для идеального газа.

20. Второе начало термодинамики. Формулировки Томсона и Клаузиуса. (бонус – доказать их эквивалентность)

21. Энтропия: теорема Карно (формулировка, бонус – доказательство т.Карно). Для цикла Карно доказать равенство приведенных теплот. Обобщение на случай произвольного квазистационарного процесса..Понятие энтропии.

22. Формулировка второго начала термодинамики основанная на понятии «этропия». Примеры расчета энтропии идеального газа и газа расширяющегося в пустоту.

23. Энтропия и информация: а) определение объема информации.б) энтропия и информация. Принцип Ландауэра. Какое ограничение на работу вычислительных устройств он накладывает?