Вопросы к экзамену 1

Вопросы к экзамену по физике (ч. I, 2011 г).
1. Кинематика поступательного движения. Системы отсчета.
Траектория, длина пути, перемещение. Скорость и ускорение.
Средняя, средняя путевая, мгновенная скорость. Нормальное,
тангенциальное и полное ускорение.
2. Кинематические характеристики вращательного движения
вокруг неподвижной оси: угловая скорость, угловое ускорение.
3. 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).
4. Кинетическая и потенциальная энергия. Механическая работа
и мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Работа в
поле этих сил. Закон сохранения энергии.
5. Импульс механической системы. Закон сохранения импульса.
6. Момент силы относительно точки и относительно оси
вращения.
7. Момент импульса материальной точки относительно точки и
относительно
оси
вращения.
Момент
импульса
тела
относительно оси. Закон сохранения момента импульса.
8. Основной закон динамики вращательного движения. Моменты
инерции однородных тел правильной геометрической формы.
Теорема Штейнера о параллельных осях.
9. Кинетическая энергия, работа и мощность при вращательном
движении. Сопоставление основных формул и законов
поступательного и вращательного движения.
10. 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.
11. 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.
12. Математический и физический маятники. Формулы для
периода малых колебаний. (Савельев И.В. Т.1 § 54).
13. Сложение гармонических колебаний одинакового направления
и одинаковой частоты. Векторная диаграмма. (Савельев Т.1 § 55).
14. Сложение двух одинаково направленных колебаний с
близкими частотами. Биения. Амплитуда и частота биений.
Период биений. (Савельев И.В. Т.1 § 56).
15. Сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний с
одинаковыми и с кратными частотами. Фигуры Лиссажу.
(Савельев И.В. Т.1 § 57).
16. 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).
17. Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний
в дифференциальной форме. Смещение, амплитуда и частота
вынужденных
колебаний.
Явление
резонанса.
График
зависимости амплитуды от частоты.
18. 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).
19. Образование стоячих волн. Уравнение стоячей волны.
Амплитуда стоячей волны. (Савельев И.В. Т.2 § 99)
20. Два подхода к изучению макросистем: молекулярнокинетический и термодинамический. Основные параметры
макросистем. Уравнение состояния идеального газа (уравнение
Клапейрона-Менделеева). (Савельев И.В. Т.1 § 79–81, 86).
21. Уравнение состояния реального газа (уравнение Ван-дерВаальса).
Теоретическая
изотерма
Ван-дер-Ваальса
и
экспериментальная изотерма реального газа. Критическое
состояние вещества. (Савельев И.В. Т.1 § 91, § 123–124).
22. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального
газа. Два способа изменения внутренней энергии. Количество
теплоты.
Теплоемкость.
Связь
удельной
и
молярной
теплоемкостей.
23. Работа
при
изменении
объема.
Первое
начало
термодинамики. Формула Майера. Применение первого начала
термодинамики к изопроцессам идеального газа.
24. 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).
25. Применение
первого
начала
термодинамики
к
адиабатическому процессу. Уравнение Пуассона. (Савельев И.В.
Т.1 § 88).
26. Тепловой двигатель. Цикл Карно. КПД теплового двигателя.
Теорема о сумме приведенных теплот. Энтропия. (Савельев И.В.
Т.1 § 104, 105).
27. Содержание второго и третьего начала термодинамики.
28. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
29. Распределение молекул во внешнем потенциальном поле сил.
Барометрическая
формула.
Распределение
Больцмана.
(Савельев И.В. Т.1 § 92, 100).
30. 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.
31. Среднее число столкновений молекул идеального газа в
единицу времени. Средняя длина свободного пробега молекул
идеального газа.
32. Явления переноса. Формальное уравнение явлений переноса.
Диффузия, внутренне трение, теплопроводность. Физическое
истолкование и единицы измерения коэффициентов переноса.
33. Электрическое поле. Электрический заряд и его свойства.
Закон Кулона.
34. Вектор напряженности электрического поля. Поле точечного
заряда (шара). Принцип суперпозиции полей. Графическое
изображение электрических полей.
35. 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)
36. 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.
37. 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).
38. Электрическая
емкость
уединенного
проводника
и
конденсатора. Факторы, от которых она зависит. Электроемкость
уединенного шара, плоского, сферического и цилиндрического
конденсатора. Емкость батареи конденсаторов.
39. Энергия электростатического поля. Объемная плотность
энергии. Сила взаимодействия между пластинами конденсатора.
40. Диэлектрики в электрическом поле. Полярные и неполярные
диэлектрики. Электрический диполь. Дипольный момент.
Поляризация
диэлектриков.
Поляризуемость.
Вектор
поляризованности.
41. Связь между вектором поляризованности и поверхностной
плотностью связанных зарядов. Соотношение между основными
векторами электрического поля в диэлектрике.
42. Сегнетоэлектрики. Диэлектрический гистерезис. Пьезоэффект.
Применение диэлектриков в технике. (Савельев И.В. Т.2 § 23)
43. Электрический ток. Условия поддержания тока в цепи. Сила
тока и плотность тока. Сторонние силы. ЭДС источника тока.
(Савельев И.В. Т.2 § 31, 33)
44. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление
проводника. Зависимость сопротивления от температуры.
Явление сверхпроводимости. (Савельев И.В. Т.2 § 34)
45. Закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома для
неоднородного участка цепи. Закон Ома для полной цепи.
(Савельев И.В. Т.2 § 34, 35)
46. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа и их применение к
расчету цепей. Дополнительное сопротивление и шунт.
(Савельев И.В. Т.2 § 36)
47. Мощность тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца.
(Савельев И.В. Т.2 § 38)