Семестр. Тема 1. Елементи кінематики матеріальної точки і твердого тіла. .Сформулювати основну задачу кінематики

Тема 1. Елементи кінематики матеріальної точки і твердого тіла.

Тема 3.. Закони збереження.

1. .Записати закон збереження імпульсу та дати його формулювання.
2. .Дати визначення потужності, записати співвідношення для потужності.
3. .Поля якого виду є консервативними?
4. .Записати закон збереження енергії для випадку, коли у системі діє неконсервативна сила.
5. .Який удар називають абсолютно непружним?
6. .У якому випадку справедливий закон збереження імпульсу?
7. .Дати визначення консервативної сили.
8. .Записати зв^, язок між потенціальною енергією та силою.
9. .Які закони збереження справедливі для абсолютно непружного удару?
10. .Записати співвідношення для визначення потенціальної енергії пружно стисненої пружини.
11. .Записати співвідношення для визначення кінетичної енергії тіла, потенціальної енергії тіла у полі тяжіння Землі.
12. .Сформулювати закон збереження енергії.
13. .У яких одиницях вимірюється робота та потужність?
14. .Яке поле сил називають однорідним, центральним?
15. .Який удар називають абсолютно пружним?
16. .Записати вираз для визначення роботи сили F у найбільш загальній формі.
17. .Що таке градієнт? Дати математичне визначення.
18. .Записати закон збереження механічної енергії.
19. .Чому дорівнює робота, якщо сила і переміщення взаємно перпендикулярні?
20. .Чим визначається потужність механізму?
21. Записати вираз для визначення повної механічної енергії тіла.
22. .Які закони збереження справедливі для абсолютно пружного удару?
23. .Записати математичне визначення оператора Гамільтона.
24. .Як за графіком F_s(S﴿ визначити роботу сили на шляху S?
25. У якому випадку справедливий закон збереження механічної енергії?
26. .Записати співвідношення для моменту імпульсу тіла.
27. .Чому дорівнює момент інерції диска, матеріальної точки?
28. .Які фізичні величини при обертальному русі відповідають силі, імпульсу, лінійній швидкості?
29. .Кутова швидкість тіла змінилась у 3 рази, як змінилась його кінетична енергія (J=const)?
30. .Записати співвідношення для визначення моменту інерції тіла.
31. .Записати основний закон динаміки обертального руху у найбільш загальній формі.
32. .Для яких систем справедливий закон збереження моменту імпульсу?
33. .Визначити напрямок моменту сили, що прикладена до тіла.
34. .Чому дорівнює потужність, що розвивається силою F при обертальному русі?
35. .Дати визначення пари сил. Записати математичне співвідношення.
36. .Сформулювати теорему Штейнера.
37. .Записати та сформулювати основний закон динаміки обертального руху для випадку І=const.
38. .Чому дорівнює момент сили при гравітаційній взаємодії?
39. .Записати вираз для роботи сили при обертальному русі.
40. .Чому дорівнює момент внутрішніх сил системи?
41. .Що таке плече сили?
42. .Дати визначення та записати математичний вираз для моменту сили..Як змінилось кутове прискорення тіла, якщо його момент інерції збільшився удвічі (М=const)?
43. Записати співвідношення для кінетичної енергії тіла, що обертається.
44. .Сформулювати закон збереження моменту імпульсу.
45. Визначити напрямок моменту імпульсу тіла.
46. .Чому дорівнює момент інерції кулі радіуса R?
47. .Момент сили збільшився у 2 рази, у скільки разів змінилось кутове прискорення тіла, якщо момент інерції постійний?
48. .Що характеризує момент інерції тіла?

Тема 4. Елементи механіки суцільних середовищ.

1. .Дати визначення лінії струму.
2. .Сформулювати та записати математично теорему про неперервність струменя.
3. .Сформулювати закон Бернуллі.
4. .Записати вираз для визначення реакції рідини, що витікає з посудини. Назвати всі фізичні величини, які входять до цього виразу.
5. .Дати пояснення фізичного змісту коефіцієнта Рейнольда.
6. Дати визначення трубки струму.
7. .Визначити у якому перерізі трубки струму швидкість течії більша.
8. Зобразити трубку Піто, зонд, трубку Піто-Прандтля.
9. .Яка течія називається ламінарною, турбулентною?
10. .Записати формулу Пуазейля, назвати фізичні величини, що входять до цього виразу.
11. .Яка течія рідини називається стаціонарною, нестаціонарною?
12. .Діаметр трубки струму у перерізі А у два рази більший, ніж у перерізі В. Визначити, у якому перерізі і в скільки разів швидкість течії рідини більша.
13. .Який тиск вимірює трубка Піто, Піто-Прандтля, зонд?
14. .Записати формулу Торрічеллі.
15. .Записати співвідношення для сили Стокса, пояснити величини, що входять до цього виразу.
16. .Дати визначення нестисливої рідини.
17. .Швидкість течії рідини у перерізі А у дев^, ять разів більша, ніж у перерізі В. У скільки разів діаметр трубки у перерізі А відрізняється від діаметру у перерізі В?
18. .З яких складових складається повний тиск у рідинах?
19. .Записати вираз для визначення модуля сили внутрішнього тертя. Назвати всі фізичні величини, які входять до цього виразу.
20. .Зобразити сили, які діють на тіло несиметричної форми, що рухається у рідині.
21. .Визначити напрямок течії рідини у точках М, N.
22. Записати рівняння Бернулі для загального випадку течії рідини.
23. .З якою швидкістю витікає рідина з малого отвору у дні посудини висотою 8 м.
24. Зобразити профіль швидкостей у перерізі труби з рідиною, якщо рідина тече ламінарно, турбулентно.
25. .Записати вираз для числа Рейнольдса; назвати всі фізичні величини, що входять до цього співвідношення.

Тема 5. Елементи теорії відносності

1. Записати співвідношення перетворень Галілея.
2. .Що таке світлова точка?
3. .Записати вираз для визначення релятивістського імпульсу.
4. .При якій швидкості руху довжина тіла зменшиться у 2 рази?
5. .У скільки разів зміниться прискорення вільного падіння тіла, якщо маса Землі збільшиться у 4 рази?
6. .Сформулювати принцип відносності Галілея.
7. .Записати перетворення Лоренца для координат та часу.
8. .Записати закон взаємозв^, язку маси та енергії.
9. .Знайти силу взаємодії між двома тілами масою 1 кг, які знаходяться на відстані 1м одне від одного.
10. .У скільки разів зменшується напруженість гравітаційного поля на висоті R₃ від поверхні Землі?
11. .Яка фізична величина називається інваріантною?
12. .Записати вирази, які описують зміну довжини тіла при його русі зі швидкістю близькою до швидкості світла.
13. .Чому дорівнює енергія спокою тіла?
14. .У скільки разів друга космічна швидкість більша першої космічної?
15. .Записати вираз для потенціалу гравітаційного поля.
16. .Сформулювати постулати спеціальної теорії відносності.
17. .Які інтервали називаються чашоподібними, просторовоподібними?
18. .Записати релятивістський закон додавання швидкостей.
19. .Яка швидкість називається другою космічною? Її фізичний зміст.
20. .У скільки разів зміниться прискорення вільного падіння, якщо радіус Землі збільшиться у 4 рази?
21. .Сформулювати принцип відносності Ейнштейна.
22. .Записати вираз для визначення інтервалу між подіями..При якій швидкості маса тіла збільшується у 3 рази?
23. .Записати та сформулювати закон всесвітнього тяжіння.
24. .Яка швидкість називається першою космічною? Її фізичний зміст.

Тема 6. Основи молекулярно-кінетичної теорії речовини. Елементи статистичної фізики

1.Що таке термодинамічна система?

2.Розрахувати молярну масу для речовини H₃SO₄.

3.Який газ має назву ідеального?

4.Записати рівняння стану ідеального газу для ізотермічного, ізобарного та ізохоричного процесів.

5.Скільки ступенів свободи має одноатомна молекула?

1.Які параметри стану термодинамічної системи ви знаєте?

2.Що таке молярна маса?

3.Записати вираз для частоти зіткнення молекул газу зі стінкою посудини.

4.Пояснити фізичний зміст термодинамічної температури.

5.Скільки ступенів свободи має двохатомна молекула?

1.Яка система має назву рівноважної?

2.Дати визначення термодинамічного процесу.

3.Сформулювати закон Авогадро. Фізичний зміст сталої Авогадро.

4.Записати основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів.

5.Яка енергія припадає на один ступінь свободи молекули?

1.Яка система носить назву ізольованої (замкненої)?

2. Що таке круговий процес (цикл)?

3.Записати рівняння стану ідеального газу.

4.Сформулювати принцип детальної рівноваги.

5.Записати співвідношення для середньої квадратичної швидкості молекул газу.

1.Що таке релаксація?

2.Дати визначення відносної атомної маси.

3.Які процеси називаються ізопроцесами?

4.Сформулювати закон рівнорозподілу енергії за ступенями свободи.

5.Скільки ступенів свободи має трьохатомна молекула?

Тема 7. Фізичні основи термодинаміки

1.З яких складових складається внутрішня енергія тіла?

2.Запишіть і сформулюйте перший принцип термодинаміки.

3.Які процеси називаються політропними? Перелічіть їх.

4.Чому дорівнює теплоємність ідеального газу при ізобарному, ізохорному, ізотермічному та адіабатному процесах?

5.У якому випадку виконується більша робота – при ізотермічному чи адіабатному процесах?

1.Запишіть співвідношення для внутрішньої енергії ідеального газу. Яким чином можна змінити U?

2.Дайте визначення теплоємності тіла, питомої теплоємності, молярної теплоємності.

3.Чому дорівнює показник політропи для ізобарного, ізотермічного, ізохорного та адіабатного процесів?

4.Газ знаходиться під тиском Р=10 атм. Чому дорівнює робота при ізохорному процесі?

5.При адіабатному процесі у випадку одноатомного газу тиск змінився у 8 разів. У скільки разів змінився його об^, єм?

1.Записати вираз для роботи, яку виконує газ, у найбільш загальній формі.

2.Дати визначення теплоємності тіла при постійному об^, ємі, постійному тиску.

3.У координатах Р (V) зобразити ізотерму та адіабату. Яка крива має більший нахил?

4.Записати рівняння політропи.

5.Чому дорівнює постійна Пуассона для одноатомного, двоатомного, трьохатомного газів?

1.Користуючись графіком залежності Р (V), знайдіть роботу, яку виконав газ за цикл.

2.Яка теплоємність більша – при постійному об^, ємі чи тиску? Чому дорівнює їх відношення?

3.Записати рівняння адіабати ідеального газу.

4.Записати вираз для визначення роботи газу для адіабатного процесу.

5.У яких одиницях вимірюється робота, внутрішня енергія, кількість теплоти.

1.Який фізичний процес називається теплопередачею?

2.Дати пояснення фізичного змісту газової сталої R.

3.Записати співвідношення, що визначає зв^, язок внутрішньої енергії ідеального газу з його об^, ємом та тиском.

4.Записати вираз для визначення роботи газу у випадку ізотермічного процесу.

5.Знайти відношення теплоємності при постійному тиску та об^, ємі для одноатомного газу.

1.Що таке М – точка?

2.Записати співвідношення для найбільш ймовірної швидкості молекул газу. Назвати всі фізичні величини, які входять до цього виразу.

3.Зобарзити графічно функцію розподілу Максвелла для води та кисню при одній і тій же температурі.

4.Записати барометричну формулу.

5.Який фізичний зміст має розподіл Максвелла-Больцмана?

1.Записати функцію Максвелла для швидкостей молекул газу.

2.Як відносяться найбільш ймовірна, середня та середньоквадратична швидкості?

3.Зобразити схему дослідів Ламмерта з визначення розподілу молекул газу за швидкостями.

4.Зобразити зміну тиску атмосфери за висотою для двох температур.

5.Яка фізична величина була визначена у дослідах Перрена?

1.Зобразити графік функції розподілу Максвелла.

2.Записати співвідношення для середньої швидкості молекул газу. Назвати всі фізичні величини, які входять до цього виразу.

3.Яка швидкість молекул газу більша: найбільш ймовірна чи середньоквадратична?

4.Для яких цілей використовується альтиметр?

5.Записати співвідношення, яке описує розподіл Больцмана.

1.Зобразити графік функції Максвелла для двох температур.

2.Записати співвідношення для середньоквадратичної швидкості молекул газу? Назвати всі фізичні величини, які входять до цього виразу.

3.Який приблизно шлях проходить при кімнатній температурі молекула газу азоту за одну секунду? Підтвердити розрахунком.

4.Тиск водню чи кисню в атмосфері зменшується швидше?

5.Записати закон Максвелла- Больцмана.

1.Зобразити графік функції Максвелла та відмітити три характерні швидкості: найбільш ймовірну V_йм, середню V_сер та середньоквадратичну V_ср.кв.

2.Знайти середню швидкість молекул кисню при кімнатній температурі.

3.Записати співвідношення Максвелла, яке описує розподіл молекул за енергіями.

4.Зобразити зміну тиску атмосфери за висотою.

5.Який фізичний зміст має розподіл Больцмана?

1.Зобразити залежність взаємної потенціальної енергії двох молекул від відстані між їх центрами.

2.Записати співвідношення для середньої довжини вільного пробігу молекул газу. Назвати всі фізичні величини, що входять до цього виразу.

3.Що таке дифузія? Необхідна умова початку дифузії.

4.Теплоємності при постійному об^, ємі двох газів відрізняються у два рази. У скільки разів відрізняються їх коефіцієнти теплопровідності?

5.В яких одиницях вимірюється в^, язкість?

1.Що таке ефективний діаметр молекул, ефективний переріз молекул?

2.Записати закон Фіка для дифузії. Назвати всі фізичні величини, що входять до цього виразу.

3.Що таке теплопровідність? Необхідна умова початку теплопровідності.

4.Середня довжина вільного пробігу у двох газах відрізняється у три рази. У скільки разів відрізняються їх коефіцієнти дифузії?

5.Температура газу збільшується. Як при цьому змінюється середня довжина вільного пробігу?

1.Як змінюється середня довжина вільного пробігу молекул газу при збільшенні його тиску?

2.Дати визначення технічного вакууму.

3.Записати вираз для визначення теплового потоку через поверхню S.

4.Середня довжина вільного пробігу молекул двох газів відрізняється у два рази. У скільки разів відрізняються їх коефіцієнти в^, язкості?

5.В яких одиницях вимірюється коефіцієнт дифузії?

1.Чому дорівнює довжина вільного пробігу молекул азоту при кімнатній температурі та нормальному тиску?

2.Дати визначення потоку фізичної величини.

3.Записати вираз для визначення коефіцієнта дифузії в газах, який випливає з молекулярно-кінетичної теорії.

4.Щільність двох газів відрізняється у три рази. У скільки разів відрізняються їх коефіцієнти теплопровідності7

5.Як зв^.язані між собою коефіцієнти явищ електропереносу?

1.Дати визначення середньої довжини вільного пробігу молекул газу.

2.Які явища переносу ви знаєте, з переносом яких фізичних величин вони пов^, язані?

3.Записати вираз, який визначає силу внутрішнього тертя у рідинах.

4.У скільки разів відрізняється коефіцієнт теплопровідності у газах з 3 та 6 ступенями свободи?

5.Тиск газу збільшився у 2 рази. Як при цьому змінилась середня довжина вільного пробігу молекул?

1.Дати визначення мікростану.

2.В яких одиницях вимірюється ентропія?

3.З рисунка знайти кількість теплоти, що передана системі за цикл.

4.Який цикл називається циклом Карно?

5.Яким чином можна збільшити ККД теплового двигуна?

1.Дати визначення макростану.

2.Як веде себе ентропія замкненої системи?

3.Записати співвідношення, яке визначає ентропію моля ідеального газу, якщо відомі його об^, єм та температура.

4.Дати визначення другого принципу термодинаміки у формулюванні Томсона.

5.Зобразити цикл Карно у координатах Т-S.

1.Що таке статистична вага?

2.Записати другий принцип термодинаміки. Сформулювати його.

3.Записати співвідношення, яке визначає ентропію моля ідеального газу, якщо відомі тиск та об^, єм.

4.Що таке теплова машина?

5.Зобразити цикл Карно у координатах Р-V,

1.Записати зв^, язок ентропії з кількістю мікростанів системи.

2.Записати і сформулювати третій принцип термодинаміки.

3.Знайти як змінилась ентропія газу, якщо його об^, єм збільшили у 2 рази, а температура газу залишилась незмінною.

4.Дати визначення коефіцієнта корисної дії, записати його математично.

5.Температура нагрівача і холодильника оборотної теплової машини дорівнює відповідно 227°С і 27°С. Чому дорівнює ККД машини?

1.Дати визначення ентропії. Записати його математично.

2.Записати вираз для знаходження кількості теплоти, що передається системі, якщо відома її ентропія та температура.

3.Дати визначення другого принципу термодинаміки у формулюванні Клаузіуса.

4.Зобразити круговий процес у координатах Р-V.

5.Записати вираз для визначення ККД циклу Карно.

Тема 8. Фазові переходи. Конденсований стан речовиниї

1.Записати співвідношення Ван-дер-Ваальса.

2.Яка температура реального газу називається критичною?

3.Записати співвідношення для визначення внутрішньої енергії Ван-дер-ваальсівського газу,

4.Що таке фазовий перехід? Які фазові переходи існують у природі?

5.Зобразити діаграму речовини, що має дві кристалічні модифікації у твердому стані.

1.Що характеризують добавки до зовнішнього тиску та об^, єму посудини у співвідношенні Ван-дер-Ваальса?

2.Записати вираз для визначення тиску у критичній точці газу.

3.Чим відрізняється фазовий перехід першого та другого роду?

4.У якій області діаграми стану речовини можлива рівновага двох фаз, трьох фаз?

5.Як співвідносяться температура речовини та її критична температура, якщо речовину не можна перевести у рідкий стан?

1.Який газ називається Ван-дер-ваальсівським?

2.Зобразити ізотерми Ван-дер-Ваальса для декількох значень температур.

3.Записати вираз для визначення температури у критичній точці газу.

4.Навести приклади фазового переходу першого роду, другого роду.

5.Чому сухий лід (тверда вуглекислота) у повітрі не плавиться (не переходить у рідину)

1.Записати співвідношення для визначення внутрішньої енергії моля Ван-дер-ваальсівського газу.

2.Яка точка ізотерми Ван-дер-Ваальса називається критичною точкою?

3.Записати зв^, язок між P, V, T у критичній точці.

4.Зобразити діаграму стану речовини у координатах Р-T.

5.Що таке сублімація?

1.Зобразити ізотерму Ван-дер-Ваальса в координатах Р-V.

2.Записати вираз для визначення об^, єму у критичній точці газу.

3.Що описує рівняння Ван-дер-Ваальса?

4.Зобразити діаграму стану речовини у координатах Р-Т та показати, яким чином речовину можна перевести з твердого стану у газоподібний.

5.Яка точка діаграми стану називається потрійною, чому?

1.Які тіла називаються ізотропними, анізотропними?

2.Зазначити деякі властивості матеріалу з металічним зв^, язком.

3.Зобразити, куди направлена рівнодіюча сила притяжіння з боку молекул, які оточують дану молекулу, якщо вона знаходиться на поверхні рідини, у її об^, ємі?

4.Що таке периметр змочування?

5.Навести приклади явищ у природі, які обумовлені капілярними явищами.

1.Чим обумовлена анізотропія властивостей кристалів?

2.Чому структуру рідин називають квазікристалічною? Нарисувати її.

3.Дати визначення коефіцієнта поверхневого натягу.

4.Які явища називаються капілярними?

5.У рідину вміщено два капіляри, радіуси яких відрізняються у 3 рази. Як відрізняються висоти підйому рідини у капілярах?

1.Дати визначення монокристалу, полікристала.

2.У яких одиницях вимірюється коефіцієнт поверхневого натягу рідини?

3.Чим обумовлено скорочення поверхні рідини?

4.Чому дорівнює крайовий кут при повному змочуванні, незмочуванні твердого тіла рідиною?

5.Записати співвідношення Лапласа для додаткового тиску під вигнутою поверхнею.

1.Що таке елементарна кристалічна гратка?

2.Дати визначення сфери міжмолекулярної взаємодії.

3.У якому випадку крайовий кут на межі рідини та твердого тіла гострий, тупий?

4.Що таке флотація?

5.Записати співвідношення для визначення висоти підйому рідини у капілярі.

1.Скільки типів взаємодії атомів ви знаєте? Перелічіть їх.

2.Що таке рідкий кристал?

3.Дати визначення та зобразити крайовий кут при контакті рідини та твердого тіла.

4.Записати умову рівноваги елемента периметра змочування. Нарисувати відповідний малюнок.

5.У рідину вводять капіляр. Що станеться з рідиною, якщо вона змочує його, не змочує його?