Список понятий и законов для защиты на коллоквиуме

Коллоквиум по механике

(для зачета необходимо воспроизвести не менее 75% определений за 15-20 минут)

А) Основные кинематические понятия

1. Скорость линейная и угловая

2. Ускорение линейное и угловое

3. Ускорение тангенциальное

4. Ускорение нормальное

5. Связь тангенциального и нормального ускорений с полным линейным ускорением

6. Связь тангенциального и нормального ускорений с угловым ускорением и угловой скоростью

Б) Основные кинематические законы

1. Кинематический закон скорости в общем виде для поступательного и вращательного движений

2. Кинематический закон скорости для частных случаев равномерного и равнопеременного движений

3. Кинематический закон пути (или координаты) для поступательного и вращательного движений в общем виде

4. Кинематический закон пути (или координаты) для частных случаев равномерного и равнопеременного движений

В) Основные динамические понятия

1. Масса и момент инерции тела

2. Импульс и момент импульса тела

3. Кинетическая энергия движения тела (для поступательного и вращательного движений)

4. Сила и момент силы

5. Импульс силы и импульс момента силы

6. Работа силы и работа момента силы

7. Потенциальная энергия взаимодействия тел

- в поле силы тяжести Земли

-для гравитационного взаимодействия в общем случае

- для упругого взаимодействия

Г) Основные динамические законы

1. Основной закон динамики (Второй закон Ньютона) для поступательного и вращательного движений.

2. Другие варианты основного закона динамики:

- теоремы об изменении импульса и момента импульса тела

- теоремы об изменении кинетической энергии тела при поступательном и вращательном движениях

3. Законы для разных видов сил:

-закон Всемирного тяготения

- закон Гука

- закон Кулона-Амонтона (для сухого трения)

- закон Стокса (для вязкого трения)

4. Законы сохранения:

- закон сохранения суммарного импульса системы взаимодействующих тел

- закон сохранения суммарного момента импульса системы взаимодействующих тел

- закон сохранения полной механической энергии в системе взаимодействующих тел

Коллоквиум по электромагнетизму

(для зачета необходимо воспроизвести не менее 75% определений за 15 минут)

А) Основные характеристики и свойства электростатического поля

1. Напряженность

2. Потенциал

3. Связь между напряженностью и разностью потенциалов в общем виде и для частного случая однородного поля

4. Графическое изображение (силовые линии и эквипотенциальные поверхности) и свойства электростатического поля

5. Формулы для вычисления напряженности и потенциала для частных случаев (поле, созданное точечным зарядом, равномерно заряженной нитью и равномерно заряженной плоскостью)

6. Работа при перемещении заряда в электростатическом поле (два варианта: через напряженность и через разность потенциалов)

Б) Основные характеристики и свойства магнитного поля

1. Индукция магнитного поля

2. Графическое изображение и свойства магнитного поля

3. Вычисление индукции магнитного поля, созданного бесконечно малым элементом тока ( закон Био-Савара-Лапласа)

4. Формулы для вычисления индукции для частных случаев (поле, созданное током, текущим по прямому проводнику, по кольцевому проводнику, по длинному соленоиду )

5. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле

В) Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях

1.Сила, действующая на заряженную частицу со стороны электрического поля.

2. Особенности движения заряженной частицы в продольном и поперечном электрическом поле

3.Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля (сила Ампера)

4.Сила, действующая на заряженную частицу со стороны магнитного поля (сила Лоренца)

5. Особенности движения заряженной частицы в продольном и поперечном магнитном поле

Г) Взаимосвязь электрического и магнитного полей

1. Явление электромагнитной индукции (сущность явления и закон)

2. Явление самоиндукции (сущность явления и закон)

3. Явление магнитоэлектрической индукции (гипотеза Максвелла)

4. Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в вакууме

Справочные материалы по обработке экспериментальных результатов

Оценка приборных погрешностей

В зависимости от типа измерительного прибора приборные погрешности определяются одним из следующих способов: По цене деления (с) измерительного прибора Δхпр= с Для простейших приборов По классу точности (γ) измерительного прибора Для стрелочных электроизмерительных приборов По паспорту прибора - Для сложных цифровых приборов

Оценка случайных погрешностей прямых измерений

где (n) - количество измерений, проводимых в одинаковых условиях - среднее арифметическое из (n) измерений τα,n - коэффициент Стьюдента, зависящий от количества измерений, из которых вычислялись среднее значение, и доверительной вероятности α, с которой экспериментатор собирается представить полученный результат. На кафедре физики ЧитГУ принята доверительная вероятность α=0,95 (95%). Таблица коэффициентов Стьюдента для доверительной вероятности α=0,95 n τ 3.18 2.78 2.57 2.45 2.36 2.31 2.26 2.23 2.20 2.18 2.13 2.09 2.06 2.02

Оценка полных погрешностей прямых измерений

Если Δхсл>Δхпр в 3 или более раз, то полная погрешность принимается равной случайной (Δхполн=Δхсл). Если Δхпр>Δхсл в 3 или более раз, то полная погрешность принимается равной приборной (Δхполн=Δхпр).

Оценка погрешностей косвеных измерений

Если величина z представлена в виде функции z=f(x,y,…) (*), где х,у,… - результаты прямых измерений, то уравнение (*) называется рабочей формулой, а погрешность Δz связана с полными погрешностями прямых измерений следующим правилом: (**), где - частные производные от рабочей формулы по переменным, совпадающим с величинами, полученными в результате прямых измерений. Если рабочая формула является степенной функцией: z = cxαyβ…,где α и β могут быть целыми или дробными, положительными или отрицательными, то правило (**) легко преобразовать к виду ,где , - относительные погрешности

Представление окончательного результата

Промежуточные расчеты искомой величины производятся с точностью до трех-четырех значащих цифр, а ее погрешности до двух значащих цифр. Окончательный результат необходимо... представить в стандартной форме округлить по правилам указать точность измерений (относительную погрешность) Абсолютная погрешность округляется до одной значащей цифры с избытком, если вторая значащая цифра больше 2. Основной результат округляется до той десятичной позиции, в которой появляется погрешность. Основной результат округляется с избытком, если отбрасываемая цифра больше 5, и с недостатком, если она меньше 5. Если отбрасываемая цифра равна 5, то действует приоритет четной цифры. В стандартной форме основной результата представляется в виде произведения числа, большего единицы, но меньшего десяти и 10 в нужной степени. Десятичный множитель для основного результата и погрешности выносится за скобки. Пример: В процессе расчетов был получен результат (196,5*10-17±3,44*10-21)Кл В окончательном виде он должен быть представлен так: q=(1,96±0,04)10-19 Кл   Для оценки точности измерений указывается относительная погрешность в процентах: В приведенном примере