Вопросы к экзамену по физике

Основы механики

1. Состояние механической системы. Законы Ньютона. Уравнения движения и начальные условия. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Максимальная высота подъема и дальность полета тела.

2. Состояние механической системы. Законы Ньютона. Уравнения движения и начальные условия. Движение тела в диссипативной среде. Время и путь релаксации. Мгновенная мощность рассеяния.

3. Гармонические колебания. Уравнения движения. Амплитуда, частота и фаза колебаний, связь с начальными условиями. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях.

4. Упругие силы. Колебания пружинного маятника. Сила и энергия при гармонических колебаниях. Сохранение энергии. Фазовая траектория и потенциальная кривая гармонического осциллятора.

5. Затухающие колебания пружинного маятника. Апериодический и колебательный процесс. Критическое затухание. Время релаксации, декремент затухания и добротность.

6. Система материальных точек. Степени свободы. Центр масс (центр инерции). Движение системы материальных точек. Сохранение импульса.

7. Сохранение импульса. Упругий нецентральный удар двух шаров.

8. Система материальных точек. Степени свободы. Центр масс (центр инерции). Движение системы материальных точек. Поступательное движение и вращение. Сохранение момента импульса.

9. Работа силы и кинетическая энергия. Силовое поле. Работа сил поля и потенциальная энергия. Консервативные силы и потенциальная энергия поля. Связь силы и потенциальной энергии. Сохранение энергии.

10. Вращательное движение. Угловая скорость и угловое ускорение. Момент силы и момент импульса. Момент инерции. Основное уравнение динамики вращательного движения.

11. Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Ускорение центра масс полого цилиндра, скатывающегося с наклонной плоскости.

12. Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Ускорение центра масс сплошного цилиндра, скатывающегося с наклонной плоскости.

13. Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения. Ускорение центра масс шара, скатывающегося с наклонной плоскости.

14. Физический маятник. Уравнение движения физического маятника. Приведенная длина физического маятника. Период колебаний и приведенная длина однородного стержня, качающегося в поле силы тяжести.

15. Физический маятник. Уравнение движения физического маятника. Приведенная длина физического маятника. Период колебаний и приведенная длина тонкого кольца, качающегося в поле силы тяжести.

16. Физический маятник. Уравнение движения физического маятника. Приведенная длина физического маятника. Период колебаний и приведенная длина сплошного диска, качающегося в поле силы тяжести.

17. Физический маятник. Уравнение движения физического маятника. Приведенная длина физического маятника. Период колебаний и приведенная длина однородного шара, качающегося в поле силы тяжести.

18. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Период и частота колебаний волнового процесса. Длина волны и волновое число. Волновое уравнение. Фазовая скорость.

19. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Перенос энергии в волновом процессе. Объемная плотность энергии. Вектор Умова.

Основы МКТ и термодинамики

1. Динамический, термодинамический и статистический методы описания макросистем. Параметры и функции состояния. Микро- и макросостояния. Вероятность состояния. Термодинамическая вероятность. Энтропия в статистической физике.

2. Первое начало термодинамики. Уравнение состояния идеального газа. Работа и внутренняя энергия. Теплоемкость. Изотермический процесс.

3. Первое начало термодинамики. Уравнение состояния идеального газа. Работа и внутренняя энергия. Теплоемкость. Изохорный процесс.

4. Первое начало термодинамики. Уравнение состояния идеального газа. Работа и внутренняя энергия. Теплоемкость. Изобарный процесс.

5. Первое начало термодинамики. Уравнение состояния идеального газа. Работа и внутренняя энергия. Изобарная и изохорная теплоемкости. Уравнение Майера.

6. Первое начало термодинамики. Уравнение состояния идеального газа. Работа и внутренняя энергия. Теплоемкость. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона.

7. Политропный процесс. Уравнение политропы. Показатель политропы. Работа в политропном процессе. Показатель политропы и теплоемкость процесса. Процессы с отрицательной теплоемкостью.

8. Внутренняя энергия идеального газа. Равномерное распределение энергии по степеням свободы газовой молекулы. Постулат Максвелла. Средняя энергия хаотического движения молекулы. Постоянная Больцмана и универсальная газовая постоянная. Молярные теплоемкости идеального газа.

9. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимость процесса. Циклы. Тепловая машина. Цикл Карно. Обратимость тепловой машины. Коэффициент полезного действия и холодильный коэффициент.

10. Цикл Карно. Коэффициенты полезного действия идеальной машины. «Обесценивание теплоты нагревателя». Идеальная тепловая машина и проблемы экологии.

11. Обратимые и необратимые процессы. Приведенная теплота. Направленность процесса теплопередачи. Приведенная теплота в термодинамических циклах. Неравенство Клаузиуса. Энтропия. Второе начало термодинамики.

12. Энтропия и приведенная теплота. Второе начало термодинамики и направление процесса. Закон возрастания энтропии. Идеальная тепловая машина и возрастание энтропии.

13. Приведенная теплота и энтропия. Расчет изменения энтропии в различных процессах. Энтропия и термодинамическая вероятность. Формула Больцмана. Вероятностный смысл второго начала термодинамики.

14. Явления переноса. Диффузия. Уравнение Фика. Коэффициент диффузии. Поток частиц и перенос массы.

15. Явления переноса. Обобщенное уравнение переноса. Коэффициент переноса. Поток качества.

16. Явления переноса. Вязкость (внутреннее трение). Уравнение Ньютона. Коэффициент вязкости. Градиент скорости и перенос импульса.

17. Явления переноса. Теплопроводность. Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности. Поток энергии и градиент температуры.

18. Стационарная и нестационарная теплопроводность. Нестационарное уравнение Фурье. Коэффициент температуропроводности.

19. Реальные газы. Поправки на объем молекул и внутреннее давление. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса и изотермы реального газа. Критическая изотерма. Снижение газа. Внутренняя энергия реального газа.