Содержание:

1.1. Физические основы механики

1.1.1. Пояснения к рабочей программе

1.1.2. Основные формулы

1.1.3. Примеры решения задач по механике

1.2. Электричество и магнетизм

1.2.1. Пояснения к рабочей программе

1.2.2. Основные формулы

1.2.3. Примеры решения задач по электричеству и магнетизму

1.3. Колебания.Волны

1.3.1. Пояснения к рабочей программе

1.3.2. Основные формулы

1.3.3. Примеры решения задач по колебаниям и волнам

1.4. Оптика

1.4.1. Пояснения к рабочей программе

1.4.2. Основные формулы

1.4.3. Примеры решения задач по оптике

1.5. Статистическая физика и термодинамика

1.5.1. Пояснения к рабочей программе

1.5.2. Основные формулы

1.5.3. Примеры решения задач по статистической физике и термодинамике

1.6. Квантовая физика

1.6.1. Пояснения к рабочей программе

1.6.2. Основные формулы

1.6.3. Примеры решения задач по квантовой физике

1.1. Физические основы механики

1.1.1. Пояснение к рабочей программе

Физика, наряду с другими естественными науками, изучает объективные свойства окружающего нас материального мира. Физика исследует наиболее общие формы движения материи. Простейшей и наиболее общей формой движения является механическое движение. Механическим движением называется процесс изменения взаимного расположения тел в пространстве и с течением времени.

Классическая механика изучает движение макроскопических тел, совершаемых со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света в вакууме. Законы классической механики были сформулированы И. Ньютоном в 1687 году, но не утратили своего значения в наши дни. Движение частиц со скоростями порядка скорости света рассматривается в релятивистской механике, основанной на специальной теории относительности, а движения микрочастиц изучается в квантовой механике. Это значит, что законы классической механики имеют определенные границы применения.

Механика делится на три раздела: кинематику, динамику и статику. В разделе кинематика рассматриваются такие кинематические характеристики движения, как перемещение, скорость, ускорение. Здесь необходимо использовать аппарат дифференциального и интегрального исчисления. В контрольной работе - это задачи 101-110.

В основе классической динамики лежат три закона Ньютона. Здесь необходимо обратить внимание на векторный характер действующих на тела сил, входящих в эти законы (задачи 111-120).

Динамика охватывает такие вопросы, как закон сохранения импульса (задачи 121-130), закон сохранения полной механической энергии, работа силы (задачи 131-140).

При изучении кинематики и динамики вращательного движения следует обратить внимание на связь между угловыми и линейными характеристиками. Здесь вводятся понятия момента силы, момента инерции, момента импульса и рассматривается закон сохранения момента импульса (задачи 141-160).

1.1.2. Основные формулы

Скорость мгновенная: где - радиус-вектор материальной точки, t - время; - производная радиус-вектора материальной точки по времени.
Модуль вектора скорости: где s - расстояние вдоль траектории движения (путь)
Скорость средняя (модуль):
Ускорение мгновенное:
Модуль вектора ускорения при прямолинейном движении:
Ускорение при криволинейном движении: нормальное где R - радиус кривизны траектории, тангенциальное полное (вектор) (модуль)
Скорость и путь при движении: равномерном равнопеременном V₀- начальная скорость; а > 0 при равноускоренном движении; а < 0 при равнозамедленном движении.
Угловая скорость: где φ - угловое перемещение.
Угловое ускорение:
Связь между линейными и угловыми величинами:
Импульс материальной точки: где m - масса материальной точки.
Основное уравнение динамики поступательного движения (II закон Ньютона): где - результирующая сила, <>
Формулы сил: тяжести где g - ускорение свободного падения трения где μ - коэффициент трения, N - сила нормального давления, упругости где k - коэффициент упругости (жесткости), Δх - деформация (изменение длины тела).
Закон сохранения импульса для замкнутой системы, состоящей из двух тел: где - скорости тел до взаимодействия; - скорости тел после взаимодействия.
Потенциальная энергия тела: поднятого над Землей на высоту h упругодеформированного
Кинетическая энергия поступательного движения:
Работа постоянной силы: где α - угол между направлением силы и направлением перемещения.
Полная механическая энергия:
Закон сохранения энергии: силы консервативны силы неконсервативны где W1 - энергия системы тел в начальном состоянии; W2 - энергия системы тел в конечном состоянии.
Момент инерции тел массой m относительно оси, проходящей через центр инерции (центр масс): тонкостенного цилиндра (обруча) где R - радиус, сплошного цилиндра (диска) шара стержня длиной l, если ось вращения перпендикулярна стержню и проходит через его середину
Момент инерции тела относительно произвольной оси (теорема Штейнера): где - момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс, d - расстояние между осями.
Момент силы(модуль): где l - плечо силы.
Основное уравнение динамики вращательного движения: где - угловое ускорение, - результирующий момент сил.
Момент импульса: материальной точки относительно неподвижной точки где r - плечо импульса, твердого тела относительно неподвижной оси вращения
Закон сохранения момента импульса: где - момент импульса системы в начальном состоянии, - момент импульса системы в конечном состоянии.
Кинетическая энергия вращательного движения:
Работа при вращательном движении где Δφ - изменение угла поворота.