Билеты по физике

1 Основные понятия кинематики. Пространство. время, движение. Классическое, релятивистское и квантовое представления о движении макротел и микрочастиц. Перемещение, относительность движения, система отсчета. Свободные тела. Принцип инерции Галилея, область его применимости.

2. Принцип относительности для инерциальных систем отсчета. Виды преобразований при переходе от одной системы отсчета к другой и связанные с ними свойства пространства, времени и движения. Понятия кинематики – материальная точка, абсолютно твердое тело, число степеней свободы, способы задания движения, закон движения классической частицы, траектория.

3. Скорость перемещения частицы, ее ускорение. Координатный способ описания движения. Естественный способ описания движения. Нормальное и тангенциальное ускорение.

4. Вращательное движение, угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Связь между линейной и угловой скоростью при вращательном движении.

5 Преобразование Галилея. Принцип относительности Галилея. Классический закон сложения скоростей. Постулаты Эйнштейна. Эффект сокращения промежутков времени и длин отрезков при движении. Понятие о релятивистских и нерелятивистских движениях.

6. Преобразование Лоренца. Принцип относительности Эйнштейна. Релятивистский закон сложения скоростей.

7. Импульс и масса частицы. Понятие силы. Второй закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Закон действия сил. Внутренние и внешние силы. Уравнение движения системы частиц как целого.

8. Фундаментальные взаимодействия. Закон Гука. Силы реакции, силы трения. Закон Стокса.

9. Работа и мощность. Элементарная работа. Работа на конечном перемещении. Потенциальное поле. Связь между силой и потенциалом поля. Выражение работы потенциальной силы через потенциал (потенциальную энергию). Центрально симметричное потенциальное поле. Работа потенциальной силы в нейтральном поле. Потенциальная энергия.

10. Законы сохранения, их происхождение и связь со свойствами симметрии пространства – времени. Изолированная система. Закон сохранения импульса. Второй закон Ньютона для системы частиц как единого целого.

11. Закон сохранения центра инерции. Реактивное движение. Формула Циолковского. Кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в потенциальном поле. Диссипация энергии. Анализ характера движения частицы в потенциальном поле. Финитное и инфинитное движение.

12. Основные положения кинематики твердого тела. Определение скорости точки твердого тела при его произвольном движении. Момент импульса частицы. Момент силы относительно точки. Момент импульса и момент

силы в потенциальном центра як но симметричном поде.

13. Уравнение вращательного движения твердого тела (вывод). Момент инерции. Вычисление моментов инерции простейших тел. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия твердого тела при вращательном движении (вывод).

14. Уравнение движения физического маятника и его закон движения. Математический маятник

15. Закон сохранения момента импульса. Собственный момент импульса твердого тела. Спин. Движение частицы в центральном силовом поде. Траектория. Эффективная потенциальная энергия. Анализ характера движения

16. Свободные колебания. Закон и уравнение колебательного движения. Период, частота, амплитуда колебания Комплексная форма представления колебания. Колебания пружинного маятника, его уравнение движения Скорость и ускорение колеблющейся частицы. Энергия колебаний. Кинетическая и потенциальная энергии (на примере пружинного маятника), их зависимости от смешения

17. Затухающие колебания, их уравнение движения, закон движения. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность, их физический смысл. Вынужденные колебания. Уравнение движения, законы движения. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты. Резонанс.

18. Сложение колебаний. Биения. Когерентные колебания. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.

19. Волны. Общие характеристики волновых процессов (амплитуда, частота, длина волны, волновое число, фазовая скорость). Уравнение волны. Сложение когерентных волн. Интерференция, Стоячие волны Эффект Доплера, его использование.

20. Статистический и термодинамический методы описания состояния макротела. Термодинамическое равновесие. Параметры состояния (плотность, давление, температура). Уравнение состояния. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа (вывод).

21. Вероятность, среднее значение и флуктуации физических величии. Барометрическая формула. Распределим Больцмана. Распределение Максвелла. Вероятнейшая, среднеквадратичная и средняя скорости теплового движения молекул.

22. Уравнение Менделеева - Клапейрона. Закон Авогадро и Дальтона. Изопроцессы. Уравнение состояния идеального газа в изопроцессах и их диаграммы состояния.

23. Тепловые процессы, обратимые и необратимые. Функции состояния и функции процесса. Внутренняя энергия системы. Закон распределения энергии теплового движения по степеням свободы молекул. Первое начало термодинамики. Теплоемкость (удельная, молярная). Работа газа как функция процесса,

24 Теплоемкость как функция процесса. Вывод Сv, и Сp, Формула Майера. Физический смысл универсальной газовой постоянной. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Диаграмма адиабатического процесса. Работа газа в изопроцессах (изохорическом, изобарическом, изотермическом, адиабатическом).

25. Энтропия и ее свойства. Микроскопический смысл энтропии. Второе начало термодинамики. Следствия из второго начала термодинамики. Круговые процессы. Цикл Карно. КПД тепловой машины.

26 Общая характеристика кинетических процессов. Стационарные процессы. Плотность потока переноса. Законы Фука, Фурье и Ньютона для процессов переноса. Выражение кинетических коэффициентов (диффузии, теплопроводности, вязкости) через микроскопические величины.

27. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа. Фазовые переходы первого и второго рода. Критическая точка. Тройная точка.