Основные кинематические характеристики движения мат точки.
Способы описания движения мат точки.
Описание перемещения, скорости и ускорения в векторной и координатной форме.
Криволинейное движение мат точки.
Движение мат точки по окружности.
Векторы угловой скорости и углового ускорения.
Кинематика твёрдого тела. Поступательное движение твёрдого тела.
Вращательное движение твёрдого тела вокруг неподвижной оси.
Плоскопараллельное движение твёрдого тела.
Инерциальные системы отсчёта. Преобразования Галилея. Инварианты преобразований. Классический закон сложения скоростей. Механический принцип относительности.
Взаимодействия и силы. Силы в механике. Первый закон Ньютона.
Масса тела. Второй и третий законы Ньютона. Интерпретация третьего закона Ньютона при взаимодействии движущихся электрических зарядов.
Неинерциальные системы отсчёта. Силы инерции. Центробежная сила инерции. Кориолисова сила инерции.
Закон всемирного тяготения. Энергия гравитационного взаимодействия.
Система мат точек и её импульс. Уравнение движения системы мат точек.
Центр масс системы мат точек. Теорема о движении центра масс системы мат точек. Система центра масс.
Закон сохранения импульса для изолированной системы.
Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Формула Циалковского.
Движение искусственных спутников Земли, 1, 2 и 3-ья космические скорости, 20. Работа постоянной и переменной силы. Потенциальные силы. Мощность. 21. Кинетическая энергия мат точки и твердого тела в различных случаях его движения. Теорема об изменении кинетической энергии. 22. Потенциальная энергия и закон ее изменения. Нормировка потенциальной энергии. Связь силы с потенциальной энергией. 23. Закон сохранения энергии в механике. Общефизический смысл закона сохранения энергии. 24. Момент импульса. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса. 25. Момент инерции твердого тела относительно оси. Теорема Штейнера-Гюйгенса. 26. Основные уравнения динамики поступательного и вращательного движения твердого тела. Динамика плоского движения. 27. Сила трения. Сухое и вязкое трение. Трение покоя, трение скольжения Трение качения. 28. Типы упругих деформаций. Связь между деформацией и напряжением. Закон Гука. Пластические деформации. Диаграмма растяжения. Предел прочности
29.Стационарное движение жидкости. Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности струи.
30.Уравнение Бернулли. Полная энергии потока.
31. Лиминарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Обтекание тел жидкостью и газом. Подъёмная сила и лобовое сопротивление. Эффект Магнуса.
32.Ламинарное течение в трубах. Формула Пуазейля.
33.Столкновения. Упругие и неупругие. Коэффициент восстановления относительной скорости.
34.Предмет, задачи и методы молекулярной физики. Статистический, термодинамический и динамический методы описания мат тел. Модели мат точки, твёрдого тела и мат тела.
35. Модель идеального газа. Массы атомов и молекул. Количество вещества. Число Авогадро и его опытное определение. 36. Основные положения МКТ и их опытное обоснование. 37. Давление с точки зрения МКТ. Основные уравнения МКТ газов. Закон Дальтона. 38. Понятие температуры. Шкала температур. Шкала Кельвина. Термометры. 39. Опытные газовые законы. 40. Уравнение состояния идеального газа.
40. Уравнение состояния идеального газа .
41 . Распределение Максвелла. Характерные скорости. 42. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. 43. Работа. Теплота. Внутренняя энергия идеального газа. 44. 1-ое начало термодинамики и его применение к различным процессам. 45. Теплоемкость. Уравнение Майера. Недостатки классической теории теплоемкости. 46. Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты. 47. Уравнение политропного процесса. 48. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы. 49. Циклические процессы. КПД цикла. Цикл Карно. 50. Циклы Отто и Дизеля. 51. 2-ое начало термодинамики и его различные формулировки. Статистически смысл 2-го начала термодинамики. 52. Энтропия. Ее физический смысл. Вычисление изменения энтропии в различных процессах. 53. Холодильная машина и нагреватель. Ее эффективность. 54. Теоремы Карно. Неравенство Клаузиуса. 55. Свойства вещества при температуре близкой к О К. 3-ье начало термодинамики. 56. Ионная и ковалентная связи. Силы Ван- дер-Ваальса. Потенциал Леннарда-Джонсона. 57. Переход из газообразного состояния в жидкое. Область 2-х фазных состояний. Критическое состояние и его свойства. Экспериментальные изотермы. 58. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы газа Ван-дер- Вальса. 59. Фазовые переходы 1-ого рода. Уравнение Клайперона-Клаузиуса. Фазовые переходы 2 го рода. 60. Поверхностное натяжение. Свободная поверхностная энергия. Давление под искривленной поверхностью. Капиллярные явления. 61. Кинематические характеристики молекулярного движения: поперечное сечение, средняя длина свободного пробега, частота столкновений. 62. Общее уравнение переноса. Теплопроводность, диффузия и вязкость.
63. Строение кристаллов. Точечные дефекты в кристаллах. Краевые и винтовые дислокации. 64. Теплоемкость твердых тел.
1
Кинематика – раздел механики, в котором изучается механическое движение, но не рассматриваются причины, вызывающие это движение
Положение материальной точки в пространстве описывается тремя координатами. Если положение точки изменяется с течением времени, то ее координаты становятся функциями времени. Закон движения в таком случае задается тремя функциями − зависимостями трех координат от времени:
Система функций (1) полностью определяет движение материальной точки, то есть позволяет найти ее положение в произвольный момент времени. Основное отличие движения в пространстве от движения вдоль заданной прямой заключается в наличии трех координат. Поэтому следует говорить о трех скоростях, трех ускорениях, которые определяются полностью аналогично одномерному случаю. Так, вместо скорости движения вдоль оси можно (и нужно) определить три скорости движения вдоль трех осей, вместо ускорения − три ускорения вдоль трех осей:
Дальнейшая процедура построения законов движения полностью аналогична рассмотренному одномерному движению. В модели равномерного движения все три скорости постоянны, а закон движения имеет вид
При равноускоренном движении, когда все три ускорения постоянны, скорости изменяются по линейному закону, а координаты описываются квадратичными функциями:
Таким образом, координатный способ описания движения в пространстве принципиально ничем не отличается от описания движения вдоль прямой − только уравнений (и начальных условий) становится в три раза больше. Координатный способ описания движения является универсальным. Однако он имеет несколько существенных недостатков. Прежде всего, он очень громоздкий − требует написания большого числа однотипных формул, часто отличающихся только индексами (подобно уравнениям (2)). Еще более существенным недостатком этого метода является необходимость «привязываться» к конкретной системе отсчета. Поэтому в кинематике (да и во всей физике) часто используется векторный метод описания механического движения (и других физических явлений). Возможно, что не все знакомы с основами векторного исчисления, поэтому на время прервем последовательное изложение физических проблем и сделаем небольшое математическое отступление.
2
Кинематика – раздел механики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующие эти движения.
Материальная точка - тело, размерами которого в данной задачи можно пренебречь.
Механическое движение тела - изменение положения этого тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Механическое движение относительно. Движение одного и того же тела относительно разных тел оказывается различным.
Описать движение тела – это значит указать способ определения его положения в пространстве в любой момент времени. В кинематике существует три способа описания движения материальной точки в пространстве.
Рассмотрим их: