УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДЫ, ОБЩЕСТВА И ЧЕЛОВЕКА «ДУБНА»

ФИЛИАЛ «УГРЕША»

Программа курса по физике для студентов, специализирующихся по дисциплине «Экология и природоведение»

Раздел 1. Механика

1. Вводная. Предмет физики. Материя, ее виды и формы существования. Физический объект. Физическое явление. Физический закон. Методы физических исследований. Физика и современное естествознание.

2 Системы отсчета. Векторные величины. Сложение и умножение векторов. Радиус-вектор. Декартовы координаты. Проекции вектора на оси координат. Скорость и ускорение точечной массы. Кинематика материальной точки в векторной форме, переход к уравнениям в проекциях на оси координат.

3. Силы. Инерциальные системы отсчета. Динамика материальной точки. Второй закон механики. Импульс материальной точки. Импульс силы.

4. Механическая система и ее центр масс. Третий закон механики. Уравнение изменения импульса механической системы. Закон сохранения импульса замкнутой системы.

5. Вращательное движение. Угловая скорость и ускорение (центростремительное и тангенциальное).

6. Момент силы. Момент импульса материальной точки и механической системы. Момент инерции материальной точки и механической системы. Уравнение для моментов инерции и силы. Закон сохранения момента замкнутой механической системы.

7. Работа и кинетическая энергия. Консервативные силы. Работа в потенциальном поле. Потенциальная энергия тяготения и упругих деформаций. Связь между потенциальной энергией и силой. Закон сохранения механической энергии.

8. Неинерциальные системы отсчета. Законы Ньютона в неинерциальной системе отсчета. Инерциальная сила для поступательного и вращательного движения.

8. Гармонические колебания. Векторная диаграмма. Сложение гармонических колебаний. Свободные незатухающие колебания. Энергия и импульс гармонического осциллятора. Фазовая траектория. Математический и физический маятник.

6. Свободные затухающие колебания. Декремент и логарифмический декремент колебаний. Вынужденные колебания. Установившиеся вынужденные колебания. Механический резонанс.

7. Статика жидкостей и газов – законы Архимеда и Паскаля. Движение жидкостей и газов. Уравнение Бернулли. Ламинарные и турбулентные течения. Трубки Пито для измерения скорости потока. Образование подъемной силы крыла при движении относительно среды. Вязкость. Формула Стокса. Число Рейнольдса.

8. Специальная теория относительности (СТО) – законы движения тел со скоростями, близкими или соизмеримыми со скоростью света.

9. Понятие об общей теории относительности (ОТО)

Раздел 2. Термодинамика и молекулярная физика

1. Термодинамический метод изучения макроскопических тел. Равновесные термодинамические системы. Уравнение состояния. Термодинамические процессы на примере газов. Температура и энтропия в термодинамике идеального газа.

2. Теплота и работа. Внутренняя энергия. Первое начало термодинамики. Изотермический, изобарический, изохорический процессы. Работа идеального газа в изопроцессах. Адиабатический процесс.

3. Циклические процессы, работа цикла. Коэффициент полезного действия. Цикл Карно.

4. Уравнение состояния для идеального газа. Молярная и удельная теплоемкость газа и ее зависимость от числа степеней свободы молекулы газа.

5. Уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов. Причины отличия от уравнения состояния идеального газа.

6. Статистический метод изучения макроскопических тел. Число возможных состояний системы. Эргодическая гипотеза. Понятие о статистических распределениях. Статистическая энтропия и ее связь с термодинамической энтропией. Физический смысл энтропии.

7. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики. Статистическое обоснование энтропии. Формула Больцмана.

8. Распределение Максвелла. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Распределение Максвелла-Больцмана.

9. Эффективное сечение молекул. Число соударений и длина свободного пробега молекул. Теплопроводность и вязкость газов. Диффузия в газе. Понятие о техническом вакууме. Молекулярное течение разреженных газов.

10. Природа молекулярных взаимодействий. Эффект Джоуля-Томпсона.

11. Трансформация уравнения Ван-дер-Ваальса для фазовых переходов. Основные фазовые состояния вещества.

12. Основные представления о строении жидкостей. Поверхностное натяжение. Формулы Лапласа. Капиллярные явления.

13. Испарение и кипение жидкостей. Давление насыщенных паров.

14. Твердые тела – кристаллические и аморфные.