Физика. Билеты (шпаргалки) с ответами для студентов (2020 год)

1. Механическое движение. Кинематика. Кинематические уравнения движении материальной точки в векторной и координатных формах. Скорость и ускорение. Нормальное и таитсоциальное ускорение.

Механическим движением тела называется

изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. Кинематикой называется раздел механики, изучающий механическое движение

безотносительно причин, его вызывающих.

Если известно значение r(t) в любой момент времени, то задаётся кинематический закон движения материальной точки.

4. Вращательное движение абсолютно твердого тела. Основы кинематики вращательного движения. Угловые кинематические параметры (угл. перемещение, утл. скорость, угл. ускорение) и их связь с соответствующими линейными величинами. Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения материальной точки относительно

неподвижной оси. Момент инерции тела относительно осн. Теорема Штейнера.

Динамика вращательного движения т вёрдого тела вокруг неподвижной осн.

Вращением (вращательным движением)

(твёрдого) тела вокруг неподвижной оси называется движение, при котором две точки тела остаются неподвижными. Прямая, проходящая через эти точки, называется осью вращения, и все точки тела описывают окружности, центры которых лежат на осп вращения, а плоскости перпендикулярны к ней. а) Движение материальной точки по окружности

5. Момент силы. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Момент инерции тела относительно оси, его физический смысл.

Момент силы - мера взаимодействия во вращательном движении.

Основное уравнение динамики вращательного движения:

10. Кинетическая энергия вращающегося тела (вывод). Работа, совершаемая внешними силами при вращении тела. Кинетическая энергия тела при сложном движении. Пример.

Кинетическая энергия вращающегося тела. Представим энергию этого тела как сумму энергий материальных точек

13. Закон изменения и сохранения механической энергии и условия его выполнения (без вывода). Упругий и неупругий центральный удар

Механической энергией (полной механической энергией) называется энергия механического движения и взаимодействия. Механической энергия системы материальных точек равна сумме их кинетической энергии и потенциальной энергии их взаимодействия.

II. Абсолютно упругий лобовой удар

16.Преобразовании Лоренца(без вывода). Релятнвисткое изменение длин и промежутков времени.
Формулы преобразований Лорейна

Вывод: длина движущегося отрезка сокращается в направлении его движения. Длина отрезка А/ не является инвариантной величиной по отношению к преобразованиям Лоренца. 

19. Релятивистское выражение для импульса. Основной закон релятивистской динамики материальной точки. Кинетическая энергия. Закон взаимной связи массы и энергии.

22.Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебании и его решение. Зависимость амплитуды и фазы вынужденных колебаний от частоты. Резонанс. Вынужденные колебании колебания, происходящие под воздействием внешних сил, меняющихся во времени.

25.Молекулярно-кинетическая модель идеального газа. Давление газа с молекулярно-кинетической точки зрения. Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов для давления.
Давление газа с точки зрения молекулярнокинетической теории
1. Молекулы взаимодействуют друг с другом посредством молекулярных сил. Па далеких расстояниях — эго силы притяжения, убывающие с увеличением расстояния, на близких — силы отталкивания, быстро возрастающие при сближении молекул. Расстояние между центрами сблизившихся молекул, на котором силы притяжения переходят в силы отталкивания, принимается за диаметр молекулы. В газах при нормальных условиях средние расстояния между молекулами еще велики по сравнению с их диаметрами. На таких расстояниях молекулярные силы очень слабы и не играют существенной роли. Молекулярные силы проявляются лишь на близких расстояниях порядка диаметров молекул. Под действием этих сил скорости сблизившихся молекул претерпевают значительные изменения как по величине, так и но направлению. Взаимодействия молекул на близких расстояниях называют столкновениями. Между двумя последовательными столкновениями молекула газа движется практически свободно, т. е. прямолинейно и равномерно. При каждом столкновении молекула газа почти мгновенно меняет направление своего движения, а затем движется с новой скоростью опять прямолинейно и равномерно, пока не произойдет следующее столкновение. Если газ в целом находится в покое (например, заключен в закрытом сосуде), то в результате столкновений устанавливается хаотическое движение, в котором все направления движения молекул равновероятны. Оно называется тепловым движением. Чем более разрежен газ, тем длиннее средний путь, проходимый молекулой между двумя последовательными столкновениями. Для достаточно разреженного газа, заключенного в сосуд, можно в первом приближении пренебречь размерами молекул и столкновениями их друг с другом. Надо учесть только столкновения молекул со стенками сосуда, в который г аз заключен. В этом приближении молекулы газа могут рассматриваться как материальные точки, не взаимодействующие между собой и движущиеся прямолинейно и равномерно между каждыми двумя последовательными столкновениями со стенками сосуда. Такая простейшая модель приводит к законам идеальных газов. Чтобы показать это, надо выяснить молекулярный смысл давления, температуры и внутренней энергии газа.

28. Внутренняя энергия идеального газа.
Работа газа при расширении. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Вывод уравнения Пуассона для адиабатного процесса. Внутренняя энергия идеального газа представляет собой лишь кинетическую энергию движения молекул, поскольку потенциальная энергия взаимодействия молекул в идеальном газе отсутствует. Энергия движения молекулы определяется, в свою очередь, энергией се поступательного движения, энергией ее вращения и энергией колебания атомов в молекуле:

31.Теплоемкость идеального газа и зависимость ее от вида процесса. Поли тронный процесс. Классическая молекулярно-кинегическая теория теплоемкости и ее ограниченность.

34. 'Энтропия - функция состояния термодинамической системы. Основное свойство энтропии (формулировка второю начала термодинамики через энтропию). Статистический смысл второго начала.

39. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными (кривыми Эндрю). Фазовые переходы. Критическое состояние. Внутренняя энергия реальною газа.

Реальным газом называется газ, молекулы которого взаимодействуют друг с другом.

Для реального газа собственный объем молекул не равен нулю. Силы взаимодействия молекул также не равны нулю.

35. Функция распределения. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям и энергиям теплового движения. Графическое изображение функции распределения при различных температурах. Средняя скорость, среднеквадратичная скорость, наиболее вероятная скорость. Функция распределения

Вероятность - отношение числа испытаний, при которых наступает событие, к общему числу испытаний.

§ 15. Фазовые переходы I и II рода

При фазовом переходе I рода скачкообразно изменяются такие характеристики вещества как плотность, удельный и молярный объёмы, концентрации компонентов, выделяется или поглощается теплота (теплота фазового перехода).

ПРИМЕРЫ

Превращение веществ из одного агрегатного состояние в другое, фазовые превращения твёрдых тел из одной кристаллической модификации в другую, переход вещества из сверхпроводящего состояния в нормальное.

При фазовом переходе II рода теплота не поглощается и не выделяется, плотность изменяется непрерывно, а скачкообразно изменяется молярная теплоёмкость, коэффициент теплового расширения, удельная электрическая проводимость, вязкость и др. ПРИМЕРЫ

Переход некоторых металлов и сплавов при низких температурах из нормального состояния в сверхпроводящее, переход вещества из ферромагнитного состояния в парамагнитное.

///////////////////////////////////////