rpd000000168 (160400 (24.03.01).Б5 Компьютерный анализ и прочность аэрокосмических систем), страница 2

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Кинематика движения материальной точки. Радиус-вектор, траектория, перемещение, путь, скорость, ускорение. Нормальное, тангенциальное, полное ускорение.

2.Кинематика движения по окружности. Угловые характеристики движения. Связь между линейными и угловыми характеристиками.

3.Динамика поступательного движения материальной точки. Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Импульс. Закон сохранения импульса.

4.Работа. Мощность. Работа переменной силы (пример расчета). Консервативные и неконсервативные силы, примеры.

5.Потенциальные поля. Потенциальная энергия. Расчет потенциальной энергии пружины. Связь силы и потенциальной энергии.

6.Энергия. Кинетическая, потенциальная, полная механическая энергия. Закон сохранения энергии в механике.

7.Динамика вращательного движения твердого тела. Понятие момента силы и момента импульса относительно точки и неподвижной оси. Уравнение моментов (связь момента импульса и момента сил).

8.Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси.

9.Понятие момента инерции твердого тела. Пример расчета. Теорема Штейнера.

10.Момент импульса материальной точки, твердого тела. Закон сохранения момента импульса.

11.Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Работа при вращательном движении.

12.Свободные незатухающие гармонические механические колебания. Дифференциальное уравнение и его решение. Скорость, ускорение. Энергия при незатухающих колебаниях.

13.Пружинный математический и физический маятники. Уравнение колебаний. Формулы для периодов колебаний. Понятие приведенной длины физического маятника.

14.Свободные затухающие колебания. Дифференциальное уравнение, его решение. Характеристики затухания.

15.Вынужденные механические колебания. Дифференциальное уравнение, его решение. Явление резонанса. Резонансная частота.

16.Сложение одинаково направленных колебаний. Метод векторных диаграмм. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

17.Волны. Уравнение плоской волны. Продольные и поперечные волны. Волновое уравнение.

18.Принцип относительности в классической и релятивистской механике. Постулаты СТО (Эйнштейна). Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца: сокращение длины, замедление времени.

19.Релятивистская динамика: масса, импульс, энергия. Кинетическая энергия в СТО. Закон взаимосвязи массы и энергии.

20.Термодинамический и статистический методы исследования термодинамических систем. Основные положения МКТ. Термодинамические параметры.

21.Уравнение состояния идеального и реального газа. Изопроцессы. Графики изопроцесов.

22.Внутренняя энергия идеального газа, работа, теплота. Первый закон (начало) термодинамики.

23.Применение первого начала термодинамики для изопроцессов. Работа расширения газа в изопроцессах.

24.Теплоемкость идеального газа. Определения (удельная, молярная теплоемкости, связь между ними). Теплоемкость при постоянном давление Ср и постоянном объеме СV. Зависимость молярных теплоемкостей от числа степеней свободы. Формула Майера.

25.Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона в координатах P-V, P-T, V-T. Первый закон термодинамики для адиабатического процесса. Работа газа в адиабатическом процессе.

26.Второй закон термодинамики, его формулировки (содержание). Понятие энтропии. Изменение энтропии при обратимых и необратимых процессах. Энтропия идеального газа.

27.Принцип работы тепловой машины. КПД тепловой машины.

28.Цикл Карно, КПД цикла Карно.

29.Вероятностное описание случайных событий. Понятие функции распределения, ее свойства. Расчет средних значений в статистической физике.

30.Опыт Штерна. Функция распределения Максвелла по модулю скорости. Физический смысл, свойства.

31.Характерные скорости движения молекул газа.

32. Распределение молекул в силовом поле. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

33.Явления переноса в газах. Основные понятия (средняя длина свободного пробега, эффективное сечение столкновений, Среднее число соударений в секунду). Понятие градиента какой-то физической величины. Диффузия. Теплопроводность. Вязкость.

34.Электростатическое поле в вакууме. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Основная задача в электростатике. Принцип суперпозиции.

35.Поток вектора напряженности электростатического поля. Теорема Гаусса. Примеры ее применения для расчета полей.

36.Потенциал электростатического поля. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Потенциальный характер электростатического поля. Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью и потенциалом.

37.Электрический диполь. Диполь в электрическом поле.

38.Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Электроемкость, конденсаторы.

39.Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника, конденсатора. Энергия электрического поля.

2. Экзамен

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Индукция и напряженность магнитного поля в вакууме. Закон Био-Савара-Лапласа. Примеры расчета.

2.Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля. Магнитное поле соленоида. Движение заряда в магнитном поле. Сила Лоренца.

3.Сила Ампера. Магнитное взаимодействие токов. Движение заряда в магнитном поле. Сила Лоренца.

4.Контур с током в магнитном поле. Механический и магнитный моменты контура с током. Магнитный поток. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле.

5.Явление электромагнитной индукции. Закон Фарадея и правило Ленца. Явление самоиндукции и взаимной индукции.

6.Энергия магнитного поля.

7.Электромагнитные колебания. Свободные незатухающие колебания (дифференциальное уравнение, его решение, период и частота колебаний). Затухающие колебания.

8.Магнитное поле в веществе. Магнетики. Диа-, пара- ферромагнетики. Явление гистерезиса.

9.Вихревое электрическое поле. Токи смещения. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Физическое содержание уравнений Максвелла.

10.Образование электромагнитных волн. Волновое уравнение и его решение. Свойства электромагнитных волн. Скорость электромагнитных волн в вакууме и веществе. Шкала электромагнитных волн.

11.Энергия, переносимая электромагнитной волной. Вектор Пойнтинга.

12.Явление интерференции. Понятие когерентных волн. Оптическая длина пути, разность хода двух лучей.

13.Условия максимума и минимума интенсивности света через разность фаз и оптическую разность хода.

14.Схема с двумя источниками. Координаты минимумов и максимумов. Ширина полосы. Расстояние между полосами.

15.Интерференция в тонких пленках. Линии равного наклона и равной толщины: кольца Ньютона, клин. Пример расчета.

16.Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели.

17.Дифракционная решетка. Дифракция Фраунгофера на решетке. Условия максимумов и минимумом интенсивности.

18.Дифракционная решетка как спектральный прибор. Угловая дисперсия и разрешающая способность дифракционной решетки.

19.Естественный и поляризованный свет. Линейно поляризованный свет. Эллиптическая и круговая поляризация. Поляризаторы. Закон Малюса.

20.Поляризация света при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера. Двойное лучепреломление.

21.Тепловое излучение. Основные характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

22.Законы излучения абсолютно черного тела (Стефана – Больцмана и Вина). Гипотеза и формула Планка для абсолютно черного тела.

23.Фотоны. Энергия, масса и импульс фотона.

24.Внешний фотоэффект. Вольтамперная характеристика фотоэффекта Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна.

25.Давление света.

26.Волновые свойства частиц: гипотеза де-Бройля. Волновая функция, ее свойства.

27.Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

28.Стационарное уравнение Шредингера.

29.Частица в бесконечно глубокой потенциальной яме. Квантование энергии частицы. Собственные значения волновой функции.

30.Прохождение частиц через потенциальные барьеры. Туннельный эффект.

31.Модель атома Бора. Спектр излучения атома водорода.

32.Квантовомеханическая теория атома водорода. Квантование энергии, момента импульса и проекции момента импульса электрона в атоме водорода.

33.Спин электрона. Полный набор квантовых чисел электрона в атоме.

34.Принцип Паули. Многоэлектронные атомы (пример заполнения оболочек атома электронами).

35.Образование энергетических зон в твердом теле. Квантовая модель свободных электронов в твердом теле. Уровень Ферми. Элементы квантовой статистики.

36.Электрическая проводимость твердых тел с точки зрения зонной теории. Металлы. Диэлектрики. Полупроводники.

37.Структура атомных ядер. Характеристики нуклонов. Символическая запись ядер.

38.Ядерные силы и их свойства. Дефект массы и энергия связи. Устойчивость ядер. Способы выделения энергии.

39.Закон радиоактивного распада. Постоянная распада, среднее время жизни ядра, период полураспада, активность.

40.Виды радиоактивного распада. Альфа - распад, схема распада, закономерности распада.

41.Бета - распад. Схемы бета+, бета- и К – захвата. Закономерности бета - распада.

42.Ядерные реакции, их закономерности. Реакции деления. Реакции синтеза. Энергетический выход реакции.

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1. И.В. Савельев. Курс общей физики. М.: Наука, т. 1-3, 1978.

2. А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. Курс физики. М.: Высшая школа, 1989.

3. В.М. Анисимов, И.Н. Данилова, В.С. Пронина, Г.Э. Солохина. Лабораторные работы по физике. Часть 1. Механика. Молекулярная физика и термодинамика. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006.

4. В.М. Анисимов, И.Н. Данилова, В.С. Пронина, Г.Э. Солохина. Лабораторные работы по физике. Часть 2. Электричество. Оптика. Атомная физика. Физика твердого тела М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006.

5. Анисимов В.М., Третьякова О.Н. Практический курс физики. Механика/ Под ред. Г.Г. Спирина. 5-е изд., испр.- М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

6. Лаушкина Л.А., Солохина Г.Э., Черкасова М.В. Практический курс физики. Молекулярная физика и термодинамика/ Под. ред. Г.Г. Спирина. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

7. Хохлачева Г.А., Лаушкина Л.А., Солохина Г.Э. Практический курс физики. Электричество. / Под. ред. Г.Г. Спирина.- М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

8. Рудакова Л.И., Соколова Е.Ю, Ющенко Т.А. Практический курс физики. Волновая оптика. / Под. ред. Г.Г. Спирина.- М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

9. Мартыненко Т.П., Одинцова Г.А., Пронина В.С., Соколова Е.Ю.. Практический курс физики. Квантовая физика. Элементы физики твердого тела и ядерной физики. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2008.

б)дополнительная литература:

1. А.Н. Матвеев. Механика. М.: Высшая школа, 1978.

2. А.Н. Матвеев. Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1981.

3. А.Н. Матвеев. Электромагнетизм. М.: Высшая школа, 1985.

4. А.Н. Матвеев. Атомная физика. М.: Высшая школа, 1989.

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

1. Конспект пособия к лабораторным работам на сайте кафедры 801 и МАИ.

2. Задачники по основным разделам курса на сайте кафедры 801 и МАИ.

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ:

a. комплект электронных презентаций/слайдов,

b. аудитория 228Б ГУКа, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер/ноутбук, микрофон …),

c. комплект демонстрационного оборудования

1. Устройство демонстрационное «Гироскопический велосипед» ФДМ 001

2. Устройство демонстрационное «Гироскопическая модель атома» ФДМ 002

3. Установка для демонстрации прецессии гироскопа и гироскопических сил ФДМ 003

4. Установка для изучения динамики вращательного движения ФДМ 006

5. Устройство для разгона гироскопов ФДМ 010 (для ФДМ 001, ФДМ 002, ФДМ 003)