Направление 230100. Механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм

1. Вектор, проекция вектора, операции с векторами, физический смысл первой и второй производной.

2. Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Поступательное движение.

3. Радиус-вектор. Траектория. Длина пути. Вектор перемещения.

4. Средняя скорость. Вектор мгновенной скорости материальной точки.

5. Ускорение материальной точки. Тангенциальное и нормальное ускорение. Вектор полного ускорения.

6. Вращательное движение. Угловые характеристики движения: векторы угла поворота, угловой скорости и углового ускорения.

7. Связь линейных и угловых характеристик движения.

8. Динамика материальной точки. Инертность. Масса, сила, импульс тела.

9. Законы Ньютона. Движение по инерции.

10. Преобразование координат и скоростей Галилея. Инерциальная система отсчета.

11. Механический принцип относительности Галилея.

12. Закон сохранения импульса.

13. Понятие энергии. Виды энергии. Механическая энергия.

14. Работа силы. Элементарная работа. Работа переменной силы. Работа равнодействующей сил. Графическое изображение работы силы.

15. Мощность.

16. Кинетическая энергия поступательного движения (для материальной точки и системы точек).

17. Связь работы с кинетической энергией.

18. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия.

19. Закон Гука. Потенциальная энергия упруго деформированного тела.

20. Закон сохранения энергии в механике.

21. Абсолютно упругий удар двух тел. Абсолютно неупругий удар двух тел.

22. Абсолютно твердое тело. Поступательное движение абсолютно твердого тела. Центр масс.

23. Определение момента инерции как физической величины. Момент инерции материальной точки и произвольного тела.

24. Момент инерции тела вращения (диска) относительно оси симметрии.

25. Теорема Штейнера. Пример применения теоремы Штейнера для определения момента инерции сложного тела.

26. Момент силы относительно точки. Плечо силы.

27. Момент импульса (для материальной точки и для произвольного тела).

28. Основной закон динамики вращательного движения.

29. Закон сохранения момента импульса.

30. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела.

31. Кинетическая энергия катящегося твердого тела.

32. Работа и мощность при вращательном движении.

33. Аналогия величин, описывающих поступательное и вращательное движение.

34. Специальная теория относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их следствия для расстояния и времени. Релятивистская масса. Релятивистский импульс. Полная энергия.

35. Основные положения молекулярной физики. Броуновское движение.

36. Количество вещества. Молекулярная и молярная масса. Концентрация и плотность газа.

37. Оценка размеров молекул.

38. Идеальный газ. Давление идеального газа.

39. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

40. Средняя энергия поступательного движения молекул. Температура.

41. Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Менделеева-Клапейрона.

42. Распределение Максвелла по скоростям молекул. Наиболее вероятная, средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости молекул. Оценка тепловых скоростей молекул.

43. Барометрическая формула. Слои вещества.

44. Распределение Больцмана по потенциальным энергиям.

45. Вакуум.

46. Явления переноса в газах. Поток молекул через площадку.

47. Диффузия.

48. Направленное движение жидкостей (газов). Внутреннее трение (вязкость).

49. Теплопроводность.

50. Термодинамическая система. Параметры состояния газовой системы. Термодинамическое равновесие. Термодинамический процесс.

51. Изопроцессы.

52. Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней свободы молекул.

53. Работа в термодинамике. Графическое изображение работы.

54. Работа газа при изопроцессах.

55. Количество теплоты.

56. Первое начало термодинамики. Вечный двигатель первого рода.

57. Теплоемкость газа (для изопроцессов). Уравнение Майера.

58. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Работа и теплоемкость газа при адиабатном процессе.

59. Тепловые машины. Циклический процесс. Полезная работа. КПД тепловой машины.

60. Цикл идеальной тепловой машины Карно. КПД идеальной тепловой машины.

61. Второе начало термодинамики. Вечный двигатель второго рода.

Функции векторных полей

62 Виды полей. Линии вектора. Поток вектора. Дивергенция вектора. Теорема Остроградского-Гаусса. Циркуляция вектора. Ротор вектора. Теорема Стокса. Градиент скалярной функции.

Электричество.

63. Электрический заряд. Элементарный заряд. Точечный заряд. Плотность заряда. Закон сохранения заряда. Инвариантность заряда.

64. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Напряженность электрического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Силовые линии поля.

65. Работа сил электростатического поля по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов. Потенциал. Потенциал точечного заряда. Потенциал поля, созданного системой зарядов.

66. Связь между потенциалом и напряженностью. Эквипотенциальные поверхности.

67. Поток и дивергенция вектора напряженности электрического поля.

68. Электрический диполь. Электрический момент диполя. Потенциальная энергия диполя в электростатическом поле.

69. Диэлектрики. Типы диэлектриков. Поляризация вещества. Вектор поляризованности. Сторонние и связанные заряды. Напряженность электрического поля в диэлектрике. Электрическое смещение (электрическая индукция). Диэлектрическая восприимчивость и проницаемость.

70. Проводники в электростатическом поле. Индуцированные заряды. Экранирование поля. Зарядка проводников и диэлектриков.

71. Электроемкость, единицы емкости. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Энергия конденсатора. Зарядка и разрядка конденсатора.

72. Энергия электрического поля. Плотность энергии электрического поля.

Электрический ток

63. Электрический ток. Сила и плотность тока. Линии тока. Уравнение непрерывности для электрического тока. Сопротивление.

64. Закон Ома в интегральной и дифференциальной форме. Виды соединения резисторов.

65. Сторонние силы. ЭДС источника. Замкнутая цепь.

66. Закон Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.

Магнетизм.

63. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Единицы измерения. Силовые линии магнитного поля. Принцип суперпозиции.

64. Магнитный поток (поток вектора магнитной индукции). Дивергенция вектора магнитной индукции.

65. Магнитное поле вокруг проводников с током. Закон Био-Савара-Лапласа. Правило правого винта.

66. Действие магнитного поля на движущиеся заряды. Сила Лоренца. Правило левой руки.

67. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера.

68. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

69. Циркуляция и ротор вектора магнитной индукции.

70. Контур с током в магнитном поле. Магнитный диполь. Магнитный дипольный момент. Потенциальная энергия магнитного диполя в магнитном поле.

71. Магнитное поле в веществе. Намагниченность. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Напряженность магнитного поля.

72. Циркуляция вектора напряженности магнитного поля.

73. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. ЭДС электромагнитной индукции (закон Фарадея). Полный магнитный поток (потокосцепление). Токи Фуко.

74. Самоиндукция. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида. Взаимная индукция.

75. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Теория электромагнитного поля Максвелла.

90. Вихревое электрическое поле (электромагнитная индукция по Максвеллу).

91. Ток смещения. Закон полного тока.

92. Система уравнений Максвелла в дифференциальной и интегральной форме.