- •Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза.
- •2. Механическое движение как простейшая форма движения материи.
- •3. Элементы кинематики материальной точки.
- •4. Инерциальные системы отсчета. Динамика материальной точки и поступательного движения твердого тела.
- •5. Законы динамики материальной точки и системы материальных точек.
- •8. Энергия. Кинетическая энергия механической системы.
- •9. Теорема об изменении кинетической энергии. Работа переменной силы. Мощность.
- •10.Поле как форма материи. Понятие о градиенте скалярной функции координат.
- •11. Потенциальная энергия материальной точки во внешнем силовом поле и ее связь с силой, действующей на материальную точку. Потенциальная энергия системы.
- •12. Закон сохранения механической энергии. Диссипация энергии. Применение законов сохранения к столкновению упругих и неупругих тел. Энергия деформации.
- •13. Преобразования Галилея. Постулаты специальной теории относительности.
- •14. Преобразования Лоренца. Относительность длин и промежутков времени.
- •15. Интервал между событиями и его инвариантность по отношению к выбору инерциальной системы отсчета как проявление взаимосвязи пространства и времени.
- •16. Релятивистский закон сложения скоростей. Релятивистский импульс. Основной закон релятивистской динамики материальной точки.
- •17. Релятивистское выражение для кинетической энергии. Взаимосвязь массы и энергии. Соотношение между полной энергией и импульсом частицы.
- •18. Элементы кинематики вращательного движения. Угловая скорость и угловое ускорение, их связь с линейными скоростями и ускорениями точек вращающегося тела.
- •19. Момент силы относительно оси. Теорема Гюйгенса-Штейнера.
- •20. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Кинетическая энергия вращающегося тела.
- •21. Закон сохранения момента импульса вращательного движения твердого тела и его связь с изотропностью пространства.
- •22. Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции.
- •23. Гармонические механические колебания. Энергия гармонических колебаний.
- •24. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Маятники.
- •25. Сложение гармонических колебаний. Биения.
- •26. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение.
- •27. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Понятие о резонансе.
- •28. Свойства жидкостей и газов. Уравнения движения жидкости. Идеальная и вязкая жидкости. Гидростатика несжимаемой жидкости.
- •29. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.
- •30. Гидродинамика вязкой жидкости. Коэффициент вязкости. Формула Пуазейля.
- •31. Гидродинамическая неустойчивость. Турбулентность.
- •32. Упругие натяжения. Закон Гука. Модуль Юнга. Деформации растяжения и сжатия.
- •33. Статистический и термодинамический методы исследования.
- •34. Экспериментальные газовые законы. Уравнение Менделеева-Клапейрона.
- •35. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.
- •36. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование термодинамической температуры.
- •37. Число степеней свободы молекулы.
- •38. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям.
- •39. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения.
- •40. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
- •41. Законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения.
- •42. Внутренняя энергия идеального газа. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты.
- •43. Первое начало термодинамики.
- •44. Теплоемкость. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса.
- •45. Круговой процесс (цикл). Обратимые и необратимые процессы. Тепловые двигатели и холодильные машины.
- •46. Цикл Карно и его кпд для идеального газа.
- •47. Второе начало термодинамики. Независимость кпд цикла Карно от природы рабочего тела.
- •48. Энтропия идеального газа. Статистическое толкование второго начала термодинамики.
- •49. Отступления от законов идеальных газов. Реальные газы.
- •50. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными изотермами.
- •51. Критическое состояние. Внутренняя энергия реального газа.
- •52. Фазовые переходы I и II рода. Особенности жидкого и твердого состояний вещества.
Предмет физики. Методы физического исследования: опыт, гипотеза.
Неотъемлемым свойством материи и формой ее существования является движение. Физика — наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих формах движения материи и их взаимных превращениях. Изучаемые физикой формы движения материи (механическая, тепловая и др.) присутствуют во всех высших и более сложных формах движения материи.
Физика тесно связана и с техникой, причем эта связь имеет двусторонний характер. Физика выросла из потребностей техники (развитие механики у древних греков, например, было вызвано запросами строительной и военной техники того времени), и техника, в свою очередь, определяет направление физических исследований (например, в свое время задача создания наиболее экономичных тепловых двигателей вызвала бурное развитие термодинамики). С другой стороны, от развития физики зависит технический уровень производства. Физика — база для создания новых отраслей техники (электронная техника, ядерная техника).
Основным методом исследования в физике является опыт — основанное на практике чувственно-эмпирическое познание объективной действительности, т. е. наблюдение исследуемых явлений в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом явлений и многократно воспроизводить его при повторении этих условий. Гипотеза — это научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления и требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной теорией. Физические законы — устойчивые повторяющиеся объективные закономерности, существующие в природе. Эти единицы называются основными. Остальные называются производными. Система Интернациональная (СИ), которая строится на семи основных единицах — метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела — и двух дополнительных — радиан и стерадиан. Метр (м) — длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/3 Килограмм (кг) — масса, равная массе международного прототипа килограмма (платиноиридиевого цилиндра, бюро мер и весов в Севре, близ Парижа). Секунда (с) — время, равное 9,2 млрд периодам, основного состояния атома цезия-133. Ампер (А) — сила тока. Кельвин (К) — 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Моль (моль) — количество вещества системы, 12С массой 0,012 кг. Кандела (кд) — сила света. Радиан (рад) — угол.
2. Механическое движение как простейшая форма движения материи.
Механика — часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение — это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей.
Основные законы механики установлены итальянским физиком и астрономом Г. Галилеем, но окончательно сформулированы английским ученым И. Ньютоном. Механика Галилея—Ньютона называется классической механикой. В ней изучаются законы движения макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме. Законы движения макроскопических тел со скоростями, сравнимыми со скоростью с, изучаются релятивистской механикой, основанной на СТО(А. Эйнштейном).
Рассматривать движение макроскопических тел со скоростями, значительно меньшими скорости с. В классической механике общепринята концепция пространства и времени, разработанная И. Ньютоном и господствовавшая в естествознании на протяжении XVII—XIX вв.
Механика делится на три раздела: I) кинематику; 2) динамику; 3) статику. Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причины, которые это движение обусловливают. Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение. Статика изучает законы равновесия системы тел.