Физика Программа к экзамену 1 ч

Образец экзаменационного билета

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Институт информационных технологий

Экзаменационный билет № 3

Дисциплина_физика_______________________________

Летняя экзаменационная сессия 2011/2012 уч. года

1. Фазовая и групповая скорость волн. Волновой пакет.

2. Теорема Гаусса для вакуума и диэлектрика. Применение теоремы Гаусса для расчёта напряженности поля в вакууме и диэлектрике.

3 Тест. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний маятника имеет вид , где x=x(t) – смещение маятника из положения равновесия в метрах, t - время в секундах. Определите логарифмический декремент затухания.

1) 0,1 ; 2) 0,4; 3) 0,6; 4) 1,1; 5) 2,2

Зав.кафедрой_________________ Преподаватель_________________

Дата утверждения _15.05.2012___

Вопросы к экзамену по физике.

Кинематика. Материальная точка. Твердое тело. Система отсчета. Кинематика материальной точки. Путь. Перемещение. Скорость и ускорение. Их проекции на координатные оси. Угол между векторами скорости и ускорения. Вычисление пройденного пути. Тангенциальное и нормальное ускорения. Кинематика твердого тела. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Угловые скорость и ускорение. Связь между угловыми и линейными кинематическими величинами.

Динамика материальной точки. Границы применимости ньютоновской механики. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Масса и импульс. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Третий закон Ньютона. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Галилея. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес. Упругие силы. Силы трения и сопротивления. Закон Гука.

Законы сохранения. Силы внутренние и внешние. Замкнутая система. Закон сохранения импульса. Центр масс. Уравнение движения центра масс. Работа и мощность. Кинетическая энергия частицы. Консервативные силы. Потенциальная энергия частицы в поле. Энергия упругой деформации. Полная механическая энергия частицы. Законы ее изменения и сохранения. Связь между потенциальной энергией и силой поля. Закон сохранения механической энергии системы. Общефизический закон сохранения энергии. Моменты импульса частицы относительно точки и оси. Момент силы. Пара сил. Уравнение моментов. Момент импульса системы. Закон сохранения момента импульса.

Механика твердого тела. Момент импульса тела относительно неподвижной оси. Момент инерции. Расчёт моментов инерции относительно оси вращения, проходящей через центр тяжести, для различных тел. Теорема Штейнера. Уравнение динамики твёрдого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Плоское движение твердого тела. Уравнение динамики плоского движения. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела (ось вращения неподвижна). Работа внешних сил при вращении твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении. Аналогия между поступательным и вращательным движением.

Колебания. Уравнение свободных колебаний без трения: пружинный, физический и математический маятник (малые колебания). Гармонический осциллятор. Сложение гармонических колебаний. Фигуры Лиссажу. Биения. Энергия гармонического осциллятора. Уравнение затухающих колебаний и его решение. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Уравнение вынужденных колебаний и его решение. Резонанс. Резонансная кривая.

Волны. Распространение волн в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Длина волны. Волновое число. Волновое уравнение. Скорость волны. Уравнение плоской стоячей волны. Сферическая волна. Стоячие волны. Фазовая и групповая скорость волн. Волновой пакет. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии. Вектор Умова.

Специальная теория относительности (СТО). Постулаты СТО. Преобразования Лоренца. Релятивистский закон преобразования скорости. Относительность понятия одновременности. Относительность длин и промежутков времени. Релятивистские выражения для полной и кинетической энергии частицы. Взаимосвязь массы и энергии. Энергия покоя.

Основы молекулярной физики и термодинамики. Макроскопическая система. Статистический и термодинамический методы исследования. Уравнение молекулярно-кинетической теории для давления газа. Средняя энергия молекулы. Физический смысл температуры. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Закон равнораспределения энергии. Первое начало термодинамики. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла. Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул. Распределение молекул во внешнем поле (распределение Больцмана). Распределение Максвелла-Больцмана. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Закон возрастания энтропии. Макро- и микросостояния. Статистический смысл энтропии. Энтропия и необратимость. Третье начало термодинамики.

Электростатическое поле в вакууме. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Принцип суперпозиции сил. Электростатическое поле. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции полей. Расчет электростатического поля системы точечных зарядов. Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса и ее применение к расчету полей. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Потенциал. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь потенциала и напряженности поля. Электрический момент диполя. Момент сил, действующий на диполь. Энергия диполя в электрическом поле. Сила, действующая на диполь. Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение заряда в проводнике. Электроемкость уединенного проводника. Взаимная емкость двух проводников. Конденсаторы. Соединения конденсаторов. Потенциальная энергия системы зарядов. Энергия уединенного проводника и конденсатора. Энергия электрического поля. Плотность энергии. Пондеромоторные силы.

Электрическое поле в диэлектрике. Типы диэлектриков. Связанные и сторонние заряды. Поляризованность. Диэлектрическая восприимчивость. Вектор электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость. Электрическое смещение. Теорема Гаусса для вектора электрического смещения. Поле в диэлектрике. Сегнетоэлектрики и их свойства. Диэлектрический гистерезис. Пьезоэлектрики.

Постоянный электрический ток. Сила и плотность тока. Закон Ома для однородного проводника. Сопротивление проводника. Сверхпроводимость. Сторонние силы. ЭДС. Циркуляция вектора напряжённости сторонних сил по замкнутому контуру. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Обобщенный закон Ома в дифференциальной форме. Закон Джоуля-Ленца (в интегральной и дифференциальной формах). Работа и мощность тока.