- •1. Кинематическое описание движения. Перемещение, скорость.
- •2. Ускорение при криволинейном движении: нормальное и тангенциальное ускорение. Плоское вращение. Угловая скорость, ускорение.
- •3. Связь между векторами скорости и угловой скорости материальной точки. Нормальное, тангенциальное и полное ускорение.
- •4. Степени свободы и обобщенные координаты. Число степеней свободы абсолютно твердого тела.
- •5. Основная задача динамики. Понятие состояния в механике. Законы Ньютона.
- •6. Система единиц си. Границы применимости классической механики.
- •7. Импульс, закон сохранения импульса. Применение закона сохранения импульса к абсолютно неупругому удару. Движение тел с переменной массой.
- •Движение тел с переменной массой.
- •8. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •9. Момент силы. Основное уравнение динамики вращательного движения.
- •10. Силы в природе. Силы сухого и вязкого трения.
- •11. Упругая сила, закон Гука.
- •12. Консервативные и неконсервативные силы в механике. Потенциальная энергия.
- •13. Кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механике.
- •14. Закон всемирного тяготения. Движение в центральном поле. Космические скорости. Законы Кеплера.
- •15. Уравнение движения абсолютно твердого тела. Центр масс, примеры вычисления центра масс.
- •16. Плоское вращение абсолютно твердого тела и его кинетическая энергия.
- •17. Момент инерции тела и его физический смысл. Примеры вычисления момента инерции твердых тел. Теорема Штейнера.
- •18. Момент импульса твердого тела. Вектор угловой скорости и вектор момента импульса. Гироскопический эффект. Угловая скорость прецессии.
- •Гироскоп
- •19. Идеальная и вязкая жидкость. Гидростатика несжимаемой жидкости. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.
- •20. Гидродинамика вязкой жидкости, коэффициент вязкости. Течение по трубе. Формула Пуазейля. Закон подобия. Формула Стокса. Турбулентность. Движение вязких жидкостей и газов
- •21. Основное уравнение молекулярно - кинетической теории идеального газа. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы.
- •22. Молекулярно - кинетический смысл температуры.
- •23. Внутренняя энергия идеального газа.
- •24.Теплоёмкость идеального газа при постоянном оъёме и давлении.
- •25. Статистические распределения. Вероятность и флуктуации.
- •26. Распределение Максвелла.
- •27. Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости газовых молекул.
- •28. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •29. Понятие о физической кинетике. Средняя длина свободного пробега, эффективный диаметр молекул и сечение рассеяния.
- •30. Вязкость, теплопроводность и диффузия в газах.
- •31. Обратимые и необратимые термодинамические процессы.
- •32. Первое начало термодинамики. Простейшие термодинамические процессы.
- •33. Кпд идеальной тепловой машины. Цикл Карно. Понятие термодинамической температуры.
- •34.Энтропия и ее термодинамический смысл. Второе начало термодинамики.
- •35. Уравнение Ван-дер-Вальса и его анализ. Экспериментальные изотермы.
- •36. Перегретая жидкость и перенасыщенный пар. Внутренняя энергия реального газа.
- •37.Эффект Джоуля - Томпсона. Сжижение газов.
- •38.Строение жидкостей. Силы поверхностного натяжения. Коэффициент поверхностного натяжения.
- •39. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Формула Лапласа.
- •40. Явление на границе жидкости и твердого тела. Краевой угол. Капиллярные явления.
- •41. Твердые тела. Аморфные и кристаллические тела.
- •42. Анизотропия кристаллов. Дефекты кристаллов.
- •43. Фазовые переходы первого и второго рода. Кривая фазового равновесия.
- •44. Фазовая диаграмма состояния вещества. Тройная точка. Уравнение Клайперона - Клаузиуса.
- •45. Уравнение гармонического колебания и его основные параметры.
- •46. Колебания груза под действием упругой силы.
- •47. Энергия гармонического колебания.
- •48. Физический и математический маятники. Приведенная длина и центр качания физического маятника.
- •49. Уравнение затухающих колебаний. Декремент затухания.
- •50. Действие периодической силы на затухающий гармонический осциллятор. Резонанс.
- •55. Волновое уравнение. Фазовая скорость волны в твердых телах и жидкостях.
- •56.Скорость звука в газах.
- •57. Передача информации с помощью волн.
- •58. Групповая скорость волны. Дисперсия.
- •59.Стоячие волны. Колебания струны.
- •60. Громкость и высота тона звука.
- •61. Эффект Доплера.
44. Фазовая диаграмма состояния вещества. Тройная точка. Уравнение Клайперона - Клаузиуса.
Фазовые переходы 1-го рода характеризуются диаграммой фазового равновесия, которая выполняется в осях р – давление, в зависимости от Т.
Тройная точка (А )– состояние при котором в равновесии могут находится все 3 агрегатных состояния.
Наклон прямой на фазовой диаграмме описывается уравнением Клапейрона - Клаузиуса
L – удельная теплота фазового перехода, V1 – объем данного вещества в 1-ом агрегатном состоянии, V2 - объем вещества во 2-ом агрегатном состоянии.
45. Уравнение гармонического колебания и его основные параметры.
Гармонические колебания – колебания, которые происходят по закону синуса или косинуса.
Закон гармонических колебаний :.
Где x(t) это смещение системы от положения равновесия в момент времени t .
А – амплитуда колебаний – максимальное отклонение системы от положения равновесия. ω – циклическая частота колебаний, она определяет периодичность процесса с течением времени : . φ – начальная фаза.
– фаза колебаний.
46. Колебания груза под действием упругой силы.
47. Энергия гармонического колебания.
48. Физический и математический маятники. Приведенная длина и центр качания физического маятника.
Физический маятник – абсолютно твердое тело (АТТ), закрепленное шарнирно за точку не совпадающую с центром масс в поле силы тяжести. В данном случае происходит движение относительно оси, проходящей через точку закрепления точкуО.
M mg=IE ; Mmg=mg*l*sin(-α); l=OO1;
Для малых углов sin(-α)= -α
mg*l(-α)=Iά
ά=
Математический маятник – тело малых размеров, закрепленное на нерастяжимой невесомой нити длиной l в поле силы тяжести.
Приведенной длиной lпр физического маятника называют длину математического маятника , имеющего такой же период колебаний , так как по теореме Штейнера – Гюйгенса .Точку О1, лежащую на линии ОС на расстоянии ОО1=lпр,называют центром качения физического маятника. Точка подвеса О и центр качения О1 обладают взаимосвязью: при переносе точки подвеса в точку О1 точка О становится центром качения, так что период колебаний маятника не изменяется.
49. Уравнение затухающих колебаний. Декремент затухания.
Затухающими колебаниями называются колебания, энергия которых с течением времени уменьшается.
Если в колебательной системе действуют силы трения или сопротивления среды, то механическая энергия не сохраняется, а переходит в теплоту, при этом происходит уменьшение амплитуды колебаний.
– характерное уравнение
Формула Эйлера:
В системе с затуханием основными характеристиками являются:
А) период колебаний затухающих
Б) Логарифмический декремент затухания- это величина показывающая во сколько раз уменьшилась амплитуда колебаний за 1 период:
50. Действие периодической силы на затухающий гармонический осциллятор. Резонанс.
Действие на колебательную систему постоянной силы не приводит к изменению характеристики колебаний. Если на систему действует изменяющееся с течением времени сила, то по 2-му закону Ньютона уравнение принимает вид :
F – амплитуда внешней силы
– частота внешней силы
Решение этого уравнения имеет вид:
Вывод: в системе возникают колебания с частотой равной частоте внешних сил, при этом амплитуда колебаний определяется формулой:
– коэффициент затухания
Амплитуда достигает максимального значения при некоторой частоте называемой резонансной частотой.
Резанансом наз-ся увеличение амплитуды колебаний при достижении системы частоты равной резонансной частоте.
При резонансе амплитуда колебаний опред-ся ф-ой:
Изменение амплитуды колебаний при приближении частоты к резонансной характеризуется графиком который называется резонансными кривыми, для разных коэффициентов затухания эти кривые имеют вид:
Явление резонанса приводящее к увеличению амплитуды колебаний приводит к выходу из строя механических элементов систем, поэтому в механике его необходимо избегать используя демпферные устройства которые гасят колебания.
51. Сложение гармонических колебаний одинаковой частоты и направления. Векторная даграмма.
52. Сложение гармонических колебаний разной частоты. Биения.
53. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
- при A1=A2; w1=w2;
- окружность
- при -//-
-эллипс
- при ; -//- ∞
если 8
если ∞0
если 8
0
54. Уравнение плоской гармонической волны и ее основные параметры: длина волны, волновое число, фазовая скорость волны. Продольные и поперечные волны.
Волна- это процесс распространения механических колебаний в пространстве. Необходимым условием существования волны является наличие связей между частицами среды которыми распространяется волна.
При волновом движении перенос вещества не осуществляется. Элементы частицы среды совершают колебания вблизи положения равновесия.
Параметры характеризующие волну:
Фронт волны – геометрическое место точек до которых в данный момент времени дошли колебания от источника.
Волновая поверхность – геометрическое место точек, совершающих колебания в одинаковой фазе.
Амплитуда волны – максимальное отклонение частиц среды от положения равновесия при колебании.
Частота волны – количество колебаний частиц среды в единицу времени
Длина волны - расстояние между 2-мя соседними волновыми поверхностями, совершающими колебания в одинаковой фазе, изменяемая вдоль распространения волны.
Фазовая скорость – скорость распространения фазы колебания (Vф)
Расстояние равное длине волны, приходится ей за время, равное 1 периоду
Виды волн:
По направлению колебаний частиц:
а) продольные – волны в которых:
сущ-ют во всех видах, газах;
б)поперечные – волны в которых:
сущ-ют только в твердых телах и на поверхности жидкостей.
Рассмотрим волну распространяющуюся вдоль оси ОХ, тогда смещение будет функцией 2-х переменных х и t; U(x,t). При этом ур-ие плоской гармонической волны распространяющейся вдоль оси x, имеет вид: , где
U0 – амплитуда волны
- частота волны, определяется частотой источника волны
t - время от начала колебания
k - волновое число, параметр характеризует периодичность процесса в пространстве
x - координата точки, относительно источника волн
“ – “ – когда волна распространяется вдоль оси ОХ
“ + “ – против оси ОХ
Определим волновое число:
- ур-ие для 3-х мерного случая