Экзамен по физике 1 семестр

Вопросы для экзамена 1 семестр ИВТ

Наименование тем (разделов) дисциплины и содержание вопросов для экзамена

Т.1. ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ.

1.1.Кинематика.

Основные характеристики движения: перемещение, скорость, ускорение. Кинематические уравнения поступательного движения. Криволинейное движение: нормальное, тангенциальное и полное ускорение. Вращательное движение. Кинематические угловые характеристики вращательного движения (угловое перемещение, угловые скорость и ускорение). Аналогия между поступательным и вращательным движением.

1.1.Динамика.

Динамические характеристики поступательного движения (сила, масса, импульс). Три закона Ньютона для поступательного движения. Закон сохранения импульса. Динамические характеристики вращательного движения (момент силы, момент импульса, момент инерции). Второй закон Ньютона для вращательного движения. Закон сохранения момента импульса. Работа постоянной и переменной силы. Кинетическая энергия и ее связь с работой внешних сил. Потенциальная энергия и силовое поле. Потенциальные силы. Связь потенциальной энергии и работы потенциальных сил. Закон сохранения механической энергии.

Т.2. ОСНОВЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ

2.1. Статистическая физика.

Функции распределения Максвелла и Больцмана.

Взаимосвязь кинетической энергии движения молекул и температуры.

2.2 Основы термодинамики.

Теплота, внутренняя энергия и работа в термодинамике. Обратимые и необратимые процессы. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Энтропия. Второе начало термодинамики. Принцип возрастания энтропии.

Т. 3. ЭЛЕКТРОСТАТИКА.

Электрические заряды и их взаимодействие. Закон Кулона. Электрическое поле, его напряженность и потенциал. Связь напряженности и потенциала. Теорема Гаусса. Проводники в электрическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Конденсаторы. Энергия системы точечных зарядов, заряженного проводника и конденсатора. Энергия электрического поля.

Т. 4. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.

Характеристики электрического тока: сила тока, плотность тока. Разность потенциалов. ЭДС. Напряжение. Сопротивление металлов. Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

1

Т. 5. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Вектор магнитной индукции и вектор напряженности. Закон Ампера. Магнитное поле тока. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчета магнитного поля прямолинейного проводника с током, кругового тока. Магнитное поле движущегося заряда. Вихревой характер магнитного поля. Магнитный поток. Циркуляция вектора магнитной индукции. Действие магнитного поля на движущиеся заряды и проводники с током. Сила Лоренца. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Работа по перемещению проводника и контура с током в однородном магнитном поле. Взаимодействие 2-х параллельных проводников. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

Т. 6. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА Гипотеза Максвелла и ток смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме.

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Скорость распространения электромагнитных возмущений.

Т. 7. ФИЗИКА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ.

7.1. Свободные гармонические колебания.

Дифференциальное уравнение колебаний и уравнение колебаний. Амплитуда, круговая частота фаза и начальная фаза гармонических колебаний. Метод векторных диаграмм. Комплексная форма представления гармонических колебаний. Механические гармонические колебания (пружинный, физический и математический маятники). Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Превращение энергии при механических гармонических колебаниях. Свободные гармонические колебания в электрическом колебательном контуре. Превращение полей и энергий в колебательном контуре.

7.2.Сложение гармонических колебаний. Сложение однонаправленных колебаний с одинаковыми частотами. Сложение однонаправленных колебания с близкими частотами. Биения. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний с равными частотами. движущейся точки. Фигуры Лиссажу.

7.3.Затухающие колебания. Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение колебаний и уравнение колебаний. Период, частота, фаза, амплитуда затухающих колебаний. Характеристики затухающих колебаний: коэффициент затухания, время релаксации, декремент, логарифмический декремент, добротность. Асимптотические формулы для циклической частоты, периода и добротности в случае слабого затухания.

7.4.Вынужденные колебания. Вынужденные электрические и механические колебания. Дифференциальное уравнение колебаний и его решение без учета сопротивления. Амплитуда вынужденных колебаний.

7.5.Резонанс. Резонанс для случая электрических и механических колебаний, уравнение и его решение без учета сопротивления.

2