Программа курса физики для ТФ-01-08-13, 2 семестр

Программа курса физики
для ТФ-01-08-13, 2 семестр
1. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Тело отсчета. Система отсчета.
Кинематический закон движения материальной точки. Вектор перемещения. Скорость и
ускорение. Путь.
2. Вектор ускорения. Нормальное и тангенциальное ускорение. Кинематический
закон движения тела в случае постоянного ускорения. Границы применимости
классического способа описания движения точки.
3. Динамика материальной точки. Масса. Сила. Импульс тела, импульс силы.
Законы Ньютона.
4. Система материальных точек. Внутренние и внешние силы. Импульс
материальной точки и импульс системы материальных точек. Закон сохранения
импульса. Условия его применимости. Преобразования Галилея, механический принцип
относительности.
5. Система материальных точек. Центр масс системы материальных точек.
Теорема о движении центра масс системы материальных точек.
6. Понятие работы. Работа переменной силы. Потенциальные силы. Понятие
поля сил. Критерий потенциальности поля. Центральные силы.
7. Энергия. Различные формы существования энергии. Кинетическая энергия.
Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия системы
материальных точек.
8. Потенциальная энергия. Изменение потенциальной энергии. Потенциальная
энергия гравитационного взаимодействия и упругой деформации.
9. Потенциальная энергия. Связь между консервативной силой и потенциальной
энергией. Градиент скалярного поля.
10. Вращательное движение твердого тела. Кинетическая энергия тела,
вращающегося относительно неподвижной оси. Работа при вращательном движении.
11. Общефизический закон сохранения энергии. Закон сохранения механической
энергии. Пример использования закона сохранения механической энергии.
12. Поступательное и вращательное движения абсолютно твердого тела.
Кинематические характеристики вращательного движения (угловое перемещение, угловая
скорость и угловое ускорение), связь их с линейными характеристиками движения точек
тела.
13.
Вращательное движение абсолютно твердого тела.
Динамические
характеристики вращательного движения (момент инерции, момент силы, момент
импульса). Основное уравнение динамики вращательного движения.
14. Момент импульса точки, тела, системы тел. Закон сохранения момента
импульса, условие его применимости. Пример.
15. Основное уравнение динамики вращательного движения абсолютно твердого
тела. Кинетическая энергия вращающегося тела.
16. Механические колебания. Гармонические колебания. Представление
гармонических колебаний с помощью вращающегося радиус–вектора. Собственные
затухающие колебания.
17. Вынужденные колебания. Резонанс.
18. Статистический и термодинамический методы исследований. Параметры
состояния системы. Равновесное состояние. Равновесный процесс. Идеальный газ.
Уравнение состояния идеального газа.
19. Идеальный газ. Термодинамические параметры идеального газа. Уравнение
Менделеева–Клапейрона.
Плотность идеального газа.
Связь между давлением,
концентрацией и температурой.
20. Основное уравнение молекулярно – кинетической теории идеальных газов
(связь между давлением и средней кинетической энергией поступательного движения
молекул
газа).
21. Распределение молекул газа по модулям скоростей (распределение Максвелла).
Смысл функции распределения. Наиболее вероятная, средняя и средняя квадратичная
скорости молекул. Зависимость функции распределения от температуры.
22. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
23. Связь между средней кинетической энергией поступательного движения
молекул и температурой.
Физический смысл температуры.
Средняя и средняя
квадратичная скорости молекул газа.
24. Внутренняя энергия идеального газа. Понятие числа степеней свободы
молекулы. Теорема Больцмана о равном распределении энергии по степеням свободы.
Формула расчета внутренней энергии идеального газа.
25. Теплота и работа. Первое начало термодинамики. Расчет величин, входящих в
первое начало термодинамики.
Применение первого начала термодинамики к
изобарическому и изотермическому процессам.
26. Первое начало термодинамики (различные формулировки). Применение
первого начала термодинамики к изохорическому и адиабатическому процессу.
27. Политропические процессы в идеальном газе. Уравнение политропического
процесса. Изопроцессы – как частные случаи политропическогоо процесса. Связь между
теплоемкостью идеального газа в политропическом процессе и показателем политропы
Ограниченность классической теории теплоемкости.
28. Обратимые и необратимые процессы и циклы. Примеры таких процессов.
Тепловая машина и ее КПД. Холодильная машина. Цикл Карно и его КПД (без вывода).
29. Цикл Карно, КПД цикла Карно. Второе начало термодинамики. Его
различные формулировки.
30.
Энтропия – функция состояния термодинамической системы. Основное
свойство энтропии (формулировка второго начала термодинамики через энтропию).
Статистический смысл второго начала.
31. Понятие эффективного диаметра молекулы и эффективного сечения процесса
столкновений. Число столкновений одной молекулы газа в единицу времени. Средняя
длина свободного пробега молекулы и ее зависимость от давления и температуры.
32. Явления переноса в газах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и
вязкости. Качественное и количественное описание этих процессов в молекулярно –
кинетической теории газов.
33. Реальные газы. Уравнение Ван – дер – Ваальса. Изотермы реального газа
(теоретические и экспериментальные). Критические параметры реального газа.
34. Преобразования Лоренца. Постулаты Эйнштейна. Следствия из преобразований
Лоренца (относительность понятия одновременности, длительность события, Лоренцево
сокращение длины).
35. Релятивистская динамика. Второй закон Ньютона применительно к большим
скоростям. Релятивистская энергия. Связь массы и энергии.
Зав. кафедрой ОФиЯС
А.В. Дедов