- •Система отсчета. Кинематика материальной точки. Траектория и путь. Перемещение, скорость и ускорение материальной точки.
- •Криволинейное движение. Скорость и ускорение (нормальное, тангенциальное) при криволинейном движении.
- •Прямолинейное (равномерное и равноускоренное) движение. Графики зависимости координаты и скорости от времени.
- •Движение материальной точки по окружности. Угловая скорость и угловое ускорение. Равномерное и равноускоренное вращательные движения. Связь между линейными и угловыми величинами.
- •Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея. Закон сложения скоростей.
- •Взаимодействие тел, сила, масса. Второй закон Ньютона. Виды силовых взаимодействий. Силы упругости, трения, тяготения.
- •Третий закон Ньютона. Импульс. Изолированная система. Закон сохранения импульса.
- •Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции в поступательных и во вращательных неинерциальных системах отсчета.
- •Центр масс. Теорема о движении центра масс.
- •Движение тела переменной массы. Уравнение Мещерского.
- •Движение в центральном поле сил. Законы Кеплера и закон всемирного тяготения.
- •Консервативные и неконсервативные силы. Работа консервативных сил. Потенциальная энергия.
- •Связь между силой и потенциальной энергией. Потенциальные энергии силы тяжести, силы упругости и силы гравитационного взаимодействия.
- •Механическая работа и кинетическая энергия. Механическая энергия системы тел. Закон сохранения механической энергии.
- •Соударение двух тел. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удар.
- •Момент импульса и момент силы относительно неподвижного начала. Уравнение моментов.
- •Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса.
- •Момент импульса и момент силы относительно неподвижной оси. Уравнение динамики вращательного движения относительно неподвижной оси.
- •Инерция при вращательном движении. Момент инерции. Кинетическая энергия твердого тела при вращательном движении.
- •Моменты инерции симметричных тел (цилиндр, шар). Теорема Штейнера. Пример применения.
- •(21)Гидростатика. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Основное уравнение гидростатики.
- •(22) Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли.
- •Гармонические колебания. Основные характеристики гармонических колебаний: амплитуда, фаза, частота, период.
- •Комплексная форма гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одинаковых и близких частот. Биения.
- •Гармонический осциллятор. Уравнение динамики гармонических колебаний. Примеры гармонических осцилляторов: пружинный, физический и математический маятники.
- •Затухающие колебания. Коэффициент затухания, время релаксации. Логарифмический декремент затухания.
- •Вынужденные колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные характеристики осциллятора (добротность, избирательность).
- •29 Принцип суперпозиции. Интерференция волн. Стоячие волны.
- •(30) Эффект Доплера. Его применение.
29 Принцип суперпозиции. Интерференция волн. Стоячие волны.
При́нцип суперпози́ции. Взаимодействие между двумя частицами не изменяется при внесении третьей частицы, также взаимодействующей с первыми двумя. Если рассматривается электродинамика не в вакууме, а в какой-либо среде, то принцип суперпозиции может нарушаться. Электродинамический принцип суперпозиции не есть незыблемый закон Природы, а является всего лишь следствием линейности уравнений Максвелла, то есть уравнений классической электродинамики. Поэтому, когда мы выходим за пределы применимости классической электродинамики, вполне стоит ожидать нарушение принципа суперпозиции.
Интерференция волн — взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве. Сопровождается чередованием максимумов и минимумов интенсивности в пространстве. Результат интерференции (интерференционная картина) зависит от разности фаз накладывающихся волн.
Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны. Интерференция может быть стационарной и нестационарной. Стационарную интерференционную картину могут давать только полностью когерентные волны. Например, две сферические волны на поверхности воды, распространяющиеся от двух когерентных точечных источников, при интерференции дадут результирующую волну, фронтом которой будет сфера. При интерференции энергия волн перераспределяется в пространстве.
Стоя́чая волна́ — колебания в распределённых колебательных системах с характерным расположением чередующихся максимумов и минимумов амплитуды. Практически такая волна возникает при отражениях от преград и неоднородностей в результате наложения отражённой волны на падающую. При этом крайне важное значение имеет частота, фаза и коэффициент затухания волны в месте отражения. Примерами стоячей волны могут служить колебания струны, колебания воздуха в органной трубе; в природе — волны Шумана. Чисто стоячая волна, строго говоря, может существовать только при отсутствии потерь в среде и полном отражении волн от границы. Обычно, кроме стоячих волн, в среде присутствуют и бегущие волны, подводящие энергию к местам её поглощения или излучения.
(30) Эффект Доплера. Его применение.
Эффе́кт До́плера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Его легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.
Для волн (например, звука), распространяющихся в какой-либо среде, нужно принимать во внимание движение как источника, так и приёмника волн относительно этой среды. Для электромагнитных волн (например, света), для распространения которых не нужна никакая среда, в вакууме имеет значение только относительное движение источника и приёмника.
Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн (длина волны) зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемую им волну, то длина волны уменьшается. Если удаляется — длина волны увеличивается. где ω — частота,
Применение.
Доплеровский радар. Радар, который измеряет изменение частоты сигнала, отражённого от объекта. По изменению частоты вычисляется радиальная составляющая скорости объекта (проекция скорости на прямую, проходящую через объект и радар). Доплеровские радары могут применяться в самых разных областях: для определения скорости летательных аппаратов, кораблей, автомобилей, гидрометеоров (например, облаков), морских и речных течений а также других объектов.
Астрономия. По смещению линий спектра определяют лучевую скорость движения звёзд, галактик и других небесных тел. По увеличению ширины линий спектра определяют температуру звёзд
Автосигнализации. Для обнаружения движущихся объектов вблизи и внутри автомобиля.