Перечень вопросов к экзамену

1) Материя и ее основные свойства. Основная задача физики. Опыт как основа изучения физических явлений и критерий правильности физических теорий. Роль абстракций и моделей в физике. Физические величины и их измерение. Системы единиц. Физические величины. Измерение физических величин. Принцип построения системы единиц. Основные и производные единицы измерений. Система СИ.

2)Механика. Предмет и задачи механики. Кинематика. Пространство и время. Механическое движение. Системы координат. Измерение времени. Система отсчета. Векторы. Кинематика материальной точки. Материальная точка (МТ). Способы описания движения МТ. Перемещение. Путь. Скорость. Ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорения.

3)Задачи кинематики. Определение скорости и ускорения из закона движения МТ. Понятие состояния МТ. Определение закона движения МТ. Начальные условия. Длина пути.

4)Кинематика абсолютно твердого тела (АТТ). Модель абсолютно твердого тела. Степени свободы АТТ. Виды движения АТТ. Поступательное движение АТТ. Вращение АТТ вокруг неподвижной оси. Вращение АТТ вокруг неподвижной точки. Понятие об углах Эйлера. Сложение угловых скоростей. Свободное движение АТТ. Связь угловых и линейных характеристик движения произвольной точки АТТ. Способы описания движения АТТ. Плоское движение АТТ. Мгновенная ось вращения. Инвариантность угловой скорости.

5)Закон инерции Галилея. Инерциальные системы отсчета. Свободные тела. Инерциальные системы отсчета. Преобразования Галилея. Закон сложения скоростей Галилея. Инвариантность ускорения. Принцип относительности.

6)Динамика материальной точки. Законы динамики (Ньютона). Релятивистское уравнение движения. Релятивистская масса. Опыты по определению зависимости массы от скорости. Первый закон. Сила. Масса. Второй закон. Импульс. Принцип независимости действия сил. Третий закон.

7)Фундаментальные взаимодействия и силы. Виды фундаментальных взаимодействий. Закон всемирного тяготения. Закон Кулона. Сила Лоренца. Силы Ван-дер-Ваальса. Силы в классической механике.

8)Уравнение моментов для МТ. Момент импульса. Момент силы. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса для МТ.

9)Неинерциальные системы отсчета (НИСО). Поступательно движущиеся НИСО. Вращающиеся НИСО. Силы инерции. Проявление сил инерции при движении тел по поверхности Земли. Принцип эквивалентности в общей теории относительности.

10)Работа и энергия. Работа сил. Мощность. Кинетическая энергия. Работа некоторых сил. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия. Связь между силой и потенциальной энергией. Закон сохранения энергии для МТ.

11)Система материальных точек (СМТ). Уравнение движения СМТ. Импульс системы. Внутренние и внешние силы. Центр масс. Уравнение движения СМТ. Закон сохранения импульса в замкнутой системе. Система центра масс. Уравнение моментов СМТ. Момент импульса СМТ. Собственный момент импульса. Момент сил. Момент сил относительно центра масс.

12)Уравнение моментов. Уравнение моментов относительно центра масс. Закон сохранения момента импульса СМТ. Энергия системы СМТ. Работа внутренних сил. Кинетическая энергия системы. Собственная потенциальная энергия СМТ. Закон сохранения энергии в замкнутой системе. Работа внешних сил.

13)Столкновения. Понятие столкновения. Упругое и неупругое столкновение. Абсолютно неупругое столкновение. Динамика тел переменной массы. Реактивное движение. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского. Характеристика реактивных двигателей для космических полетов.

14)Динамика твердого тела. Уравнения движения твердого тела (ТТ). Центр масс. Вычисление положения центра масс некоторых тел. Пара сил. Момент пары. Момент импульса тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент инерции тела. Уравнение моментов относительно оси.

15)Теорема Гюйгенса-Штейнера. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Математический и физический маятники. Плоское движение ТТ. Кинетическая энергия тела при плоском движении.

16)Момент импульса тела при вращении вокруг неподвижной точки. Тензор момента импульса. Главные центральные моменты. Скатывание цилиндра с наклонной плоскости. Классификация волчков.

17)Тензор момента тел правильной формы. Уравнение Эйлера. Свободные оси. Нутация. Гироскопы. Несвободный гироскоп. Гироскопические силы.

18)Деформации и напряжения в ТТ. Понятие деформации. Виды деформации. Упругость. Напряжение. Деформация растяжения. Деформация растяжения стержня. Упругие деформации. Пластичность. Твердость. Прочность. Упругое последействие. Закон Гука. Модуль Юнга. Потенциальная энергия деформации. Коэффициент Пуассона.

19)Деформация сдвига. Закон Гука. Модуль сдвига. Связь между модулями и коэффициентом Пуассона. Энергия упругой деформации. Деформация изгиба. Изгиб пластины. Стрела прогиба. Деформация кручения. Кручение стержня. Модуль кручения. Энергия деформации.

20)Всемирное тяготение. Движение тел в поле тяготения. Закон всемирного тяготения. Потенциальная энергия взаимодействия МТ с однородным шаром. Напряженность и потенциал поля. Движение тел в поле тяготения Земли. Маятник Фуко. Зависимость силы тяжести от географической широты местности. Задача двух тел. Приливы. Законы Кеплера. Движение искусственных спутников Земли. Космические скорости. Форма Земли. Трение. Трение покоя и скольжения. Явление заноса и застоя. Трение качения.

21)Колебательное движение. Колебания. Гармонические колебания. Энергия гармонических колебаний. Колебание при наличии трения. Уравнение затухающих колебаний. Декремент затухания. Случай большого трения. Изменение энергии колебаний.

22)Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний. Переходной процесс. Стационарные вынужденные колебания. Резонанс. Добротность. Сложение гармонических колебаний. Сложение гармонических колебаний одного направления. Биения. Сложение взаимно-перпендикулярных колебаний одинаковой частоты. Фигуры Лиссажу. Связанные системы. Автоколебания. Параметрические и релаксационные колебания.

23)Механика жидкостей и газов. Модель сплошной среды и способы описания движения. Гидростатика. Свойства жидкостей и газов. Массовые и поверхностные силы. Закон Паскаля. Закон Архимеда. Плавание тел. Кинематическое описание движения жидкости. Модель сплошной среды. Описание Лагранжа и описание Эйлера. Линия тока. Траектория. Трубка тока. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Истечение жидкости из отверстия. Манометр Пито. Течение жидкости по горизонтальным трубам. Сила реакции струи.

24)Вязкость. Закон Ньютона. Вязкость. Формулы Пуазейля. Условия применимости уравнения Бернулли. Тело в потоке жидкости. Лобовое сопротивление. Вязкое трение. Формула Стокса. Число Рейнольдса. Подъемная сила. Эффект Магнуса. Движение тела под действием силы вязкого трения в поле Земли. Движение тела под действием силы лобового сопротивления в поле Земли.

25)Волновое движение. Волны в сплошной среде. Понятие механической волны. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской монохроматической волны. Волновое уравнение.

26)Скорость волны в твердых телах. Скорость волны в жидкостях и газах.

27)Энергия волны. Объемная плотность энергии волны и ее среднее значение. Плотность потока энергии. Закон обратных квадратов. Звуковые волны. Диапазон частот. Высота тона. Звуковое давление. Интенсивность звука. Громкость. Ударные волны. Интерференция волн. Интерференция волн в трубах. Стоячие волны. Эффект Доплера.