Список вопросов к экзамену по физике
для студентов 1 курса (спец. ЭиЭ, ТиТ)
1 семестр 2011/12 уч.г.
1. Механическое движение как простейшая форма движения материи. Представления о свойствах пространства и времени, лежащие в основе классической механики. Границы применимости классической механики.
2. Элементы кинематики материальной точки. Скорость и ускорение точки как производные радиуса вектора по времени.
3. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории.
4. Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями точек вращающегося тела.
5. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела. Сила. Закон инерции и инерциальные системы отсчета. Закон динамики материальной точки (II и III законы Ньютона).
6. Закон сохранения импульса и его применение при воздействии на систему материальных точек только внутренних сил; только внешних сил. Центр масс механической системы. Координаты центра масс и закон его движения.
7. Работа консервативных и неконсервативных сил. Определение работы силы через интеграл, графически и через изменение энергии.
8. Кинетическая и потенциальная энергии. Понятие о градиенте потенциала. Закон сохранения механической энергии. Диссипация энергии. Консервативные и неконсервативные силы.
9. Поле как форма материи, осуществляющая силовое взаимодействие между частицами вещества. Вес и невесомость. Потенциальная энергия тяготения.
10. Применение законов сохранения к абсолютно неупругому удару. Энергия, идущая на деформацию. Примеры неупругого удара.
11. Применение законов сохранения к абсолютно упругому удару. Частные случаи (m1 = m2; m2 >> m1) и их конкретные проявления.
12. Динамика вращательного движения абсолютно твердого тела. Момент силы. Основной закон вращательного движения. Момент инерции.
13. Момент инерции. Зависимость момента инерции твердого тела от его характеристик. Теорема Штейнера и ее применение на конкретном примере.
14. Кинетическая энергия вращательного движения. Закон сохранения момента импульса и его проявление.
15. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в поступательно движущейся неинерциальной системе. Эквивалентность сил инерции и гравитационных сил.
16. Силы инерции во вращающейся системе отсчета и их проявление. Сила Кориолиса.
17. Преобразование координат Галилея. Механический принцип относительности.
18. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.
19. Релятивистское изменение размеров тел и промежутков времени.
20. Элементы релятивистской динамики. Закон взаимосвязи массы и энергии. Изменение массы тела со скоростью. Границы применимости классической механики.
21. Термодинамический и молекулярно-кинетический методы исследования. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы, и их изображение на термодинамической диаграмме.
22. Идеальный газ как модель. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа для давления и его сравнение с уравнением Менделеева-Клайперона. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.
23. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа.
24. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость.
25. Первое начало термодинамики и применение его к изопроцессам. Работа в изопроцессах.
26. Применение первого начала термодинамики к адиабатному процессу. Уравнение Пуассона. Работа газа в адиабатном процессе.
27. Теплоемкость. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса. Свободная и связанная энергия.
28. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям. Наиболее вероятная средняя квадратичная и средняя арифметическая скорости молекул. Опытное подтверждение.
29. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.
30. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
31. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Коэффициент диффузии.
32. Опытные законы теплопроводности и внутреннего трения. Коэффициенты теплопроводности и внутреннего трения.
33. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы) и их изображение на термодинамической диаграмме. Принцип Томпсона. Тепловые двигатели и холодильные машины.
34. Принцип Томсона. Цикл Карно и его КПД, работа за цикл. Ход цикла Карно на термодинамической диаграмме.
35. Второе начало термодинамики. Молекулярно-кинетическая картина равновесных состояний. Энтропия идеального газа.
36. Отступление от законов идеальных газов. Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Эффективный диаметр молекул.
37. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
38. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными. Критическое состояние.
39. Фазовые переходы I и II рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
40. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.