Рабочая программа

№ п/п

Формулировка вопроса

Примерный план ответа

Литература

Вопросы письменного экзамена

Законы сохранения, их роль в физике. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени.

Определение системы материальных точек (с.м.т.), силы внутренние и внешние. Вывод закона сохранения импульса для с.м.т. Вывод данного закона для центра масс системы. Вывод законов сохранения момента импульса и энергии для с.м.т. Показать, что законы сохранения значительно упрощают описание движения с.м.т. и связаны со свойствами симметрии пространства и времени.

1 – §§ 4.1-4.5

3 – §§ 3.7, 3.10, 3.12

5 – гл. 6 §§ 1-3, гл.8 §§ 1,3,4, гл. 9 §§ 1,2,5

6 – с. 138-147, 150-158, 240-245

8 – §§ 10.6, 10-7

Механические колебания. Свободные и затухающие колебания линейного гармонического осциллятора.

Собственные, свободные и вынужденные колебания. Периодические колебания. Упругие и квазиупругие силы. Уравнения движения простейших механических систем без трения (пружинный, математический и физический маятник) и их решения. Затухающие колебания. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания и их смысл и связь с параметрами колебательной системы.

1 – §§ 10.1, 10.2

2 – §§ 39-41

3 – §§ 8.1, 8.3-8.5, 8.9

5 – гл. 14, гл. 15 §3

6 – с. 330-334

9 – §§ 102

Вынужденные колебания. Резонанс.

Определение вынужденных колебаний. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Получить зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты вынуждающей силы. Явление резонанса. Исследовать зависимость резонансной частоты и амплитуды резонансных колебаний от коэффициента затухания.

1 – §§ 10.3

3 – §§ 8.11, 8.12

5 – гл. 15 §§ 4-5

6 – с. 344-349

9 – §§ 103

Гравитационное поле. Закон всемирного тяготения. Инертная и гравитационная массы. Движение частицы в центральном поле. Законы Кеплера.

Гравитационное поле и его характеристики. Закон всемирного тяготения. Опыт Кавендиша по определению гравитационной постоянной. Определение массы Земли, Солнца и планет Солнечной системы. Инертная и гравитационная массы. Движение тел (материальной точки) в центральном поле. Законы Кеплера. Движение спутников Земли. Космические скорости.

1 – §§ 12.1-12.4

3 – §§7.1-7.3

8 – §§ 7.1-7.6, 7.8

Вопросы устного экзамена

Пространство и время в нерелятивистской физике. Системы отсчета. Кинематика частицы. Сложение движений. Преобразования Галилея и их кинематические следствия.

Независимые от материи и между собой пространство и время в нерелятивистской механике как приближение представления о пространстве и времени. Система отсчета – средство определения положения и описания движения материальной точки в пространстве. Радиус-вектор. Векторы перемещения, скорости и ускорения. Получить системы дифференциальных уравнений из определения скорости и ускорения. Показать, что их решение позволяет получить кинематическое уравнение движения. Роль начальных условий. Преобразования Галилея для координат. Закон сложения скоростей.

1 - §§ 1.1-1.5

2 - §§ 1-4

5 - гл. 2 §§ 1-8

6 - гл.7 §§ 3,4

8 - § 2.1

Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Законы Ньютона, границы их применимости. Принцип причинности в классической физике.

Основная задача динамики. Понятие об инерциальной системе отсчета. Законы Ньютона: формулировка и их опытное происхождение. Первый закон Ньютона как определение инерциальной системы отсчета. Границы применимости законов Ньютона. Принцип причинности в нерелятивистской механике.

1 – §§ 2.1-2.4

2 – §§ 9-12, 15

4 – §§ 43

5 – гл.3

9 – §§43-49

Неинерциальные системы отсчета. Силы инерции. Понятие о принципе эквивалентности.

Определение неинерциальной системы отсчета. Описание движения тела в неинерциальной системе отсчета введением сил инерции (сила инерции, центробежная сила, сила Кориолиса). Проявление центробежной силы и силы Кориолиса на Земле. Принцип эквивалентности сил инерции и силы тяготения.

1 – §§ 8.1-8.6

2 – §§ 63, 64, 71

3 – §§ 4.1-4.4

4 – §§ 44-46

5 – гл.7 §§ 2-5

Экспериментальные основы специальной теории относительности. Пространство-время и системы отсчета в СТО. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца и их кинематические следствия.

Противоречие между постоянством скорости света и законом сложения скоростей в классической механике. Пути преодоления противоречия: 1) теория полностью увлекаемого эфира (Герц); 2) теория неподвижного эфира (Лоренц). Противоречие этих теорий экспериментальным фактом: опыт Физо, аберрация света, опыт Майкельсона. Устранение противоречия Эйнштейном. Постулаты СТО. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца: относительность одновременности и причинность, длина движущихся тел, сложение скоростей. Переход к случаям при υ<<с.

1 – §§ 9.1-9.7

3 – §§ 6.1-6.4

8 – §§ 10.3

Релятивистский импульс и энергия. Связь между ними. Энергия покоя. Частицы с нулевой массой. Второй закон Ньютона в СТО. Закон сохранения энергии-импульса.

Релятивистская масса, импульс и энергия. Связь массы и энергии. Смысл энергии покоя. Частицы с нулевой массой. Релятивистская кинетическая энергия. Второй закон Ньютона в СТО. Связь энергии с импульсом. Закон сохранения энергии-импульса.

3 – §§ 6.5-6.10

8 – §§ 10.5-10.7