Экзаменационные вопросы для биофака

ВОПРОСЫ ПО ФИЗИКЕ

(биофак-2 курс, осень 2012 г.)

М Е Х А Н И К А

I. Механика материальной точки.

1. Кинематика точки. Система отсчета. Пространственно-временное представление движения. Радиус-вектор положения. Закон движения. Траектория, путь, перемещение. Скорость, ускорение. Координатное описание движения точки.

2. Закон движения точки с постоянным ускорением. Начальные условия и однозначность закона движения. Обратимость движения. Ускорение свободного падения. Движение вблизи поверхности земли.

3. Плоское криволинейное движение точки. Нормальная (поперечная) и тангенциальная (продольная) составляющие ускорения. Радиус кривизны траектории.

4. Движение точки по окружности. Центростремительное ускорение.

5. Динамика точки. Инерциальные системы отсчета. Понятие о массе и силе. Импульс точки. Законы Ньютона. 2-й закон Ньютона как система уравнений движения. Основная задача механики.

6. Виды сил в механике. Силы тяготения (закон всемирного тяготения). Масса гравитационная и инертная. Силы упругости, силы трения.

П. Механика системы материальных точек.

1. Центр масс. Теорема о движении центра масс. Импульс системы. Закон изменения и сохранения импульса системы.

2. Момент силы и момент импульса (относительно точки и относительно оси). Уравнение моментов для материальной точки (закон изменения и сохранения момента импульса точки).

3. Момент импульса системы материальных точек. Уравнение моментов для системы материальных точек. Закон изменения и сохранения момента импульса системы.

4. Работа силы. Кинетическая энергия точки. Вычисление работы для основных видов сил. Консервативные (потенциальные) силы. Неконсервативные силы.

5. Потенциальная и кинетическая энергия системы материальных точек. Различные виды потенциальной энергии. Закон изменения и сохранения энергии в механике.

Ш. Системы отсчета, движущиеся относительно друг друга.

12. Соотношения между кинематическими характеристиками точки, определенными для двух, произвольно движущихся друг относительно друга систем отсчета. Переносная и относительная составляющие скорости точки. Переносная, относительная, кориолисова составляющие ускорения точки.

1. Частные случаи относительного движения систем отсчета: поступательное с постоянной скоростью, поступательное ускоренное, вращающаяся относительно неподвижной оси система отсчета. Угловая скорость системы отсчета.

2. Преобразование 2-го закона Ньютона при переходе к движущейся системе отсчета. Принцип относительности Галилея. “Силы” кинематического происхождения – силы инерции. Центробежная и кориолисова силы инерции.

IУ. Механика твердого тела.

1. Механические степени свободы. Степени свободы твердого тела. Частные виды движения твердого тела и их описание (поступательное движение, вращение вокруг неподвижной оси, плоско-параллельное движение). Вектор мгновенной угловой скорости твердого тела.

2. Вращательная динамика твердого тела. Уравнение моментов для вращения твердого тела относительно неподвижной оси. Моменты (момент) инерции – составляющие меры вращательной инертности твердого тела.

3. Момент инерции однородного тонкостенного шара.

4. Теорема о вычислении моментов инерции при параллельном переносе осей - теорема Гюйгенса – Штейнера. Кинетическая энергия твердого тела при вращении вокруг неподвижной оси.

1. Динамика поступательного движения твердого тела. Динамика плоско-параллельного движения твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела при плоско-параллельном движении.

У. Механические колебания.

20. Гармонические колебания. Скорость и ускорение гармонического

колебательного движения точки. Метод векторных диаграмм.

21. Физический и математический маятники.

22. Динамика колебаний груза на пружине. Уравнение свободных

незатухающих колебаний и его решение с учетом произвольных

начальных условий. Энергия свободных колебаний.

23. Затухающие колебания. Декремент затухания.

24. Вынужденные колебания. Амплитудная и фазовая характеристики.

Резонанс. Закон сохранения энергии при установившихся

вынужденных колебаниях.

УI. Механические волны.

25. Волновое движение. Распределение (поле) возмущений. Волновое уравнение (в частных

производных) для одномерного случая. Продольные и поперечные волны. Плоская

монохроматическая волна.

М О Л Е К У Л Я Р Н А Я Ф И З И К А

1. Кинетическая теория.

26. Одномерная модель случайных блужданий.

27. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

28. Распределение молекул идеального газа по скоростям –

распределение Максвелла (без вывода). Свойства функции распределения.

П. Основы термодинамики.

29. Термодинамические системы. Нулевое начало термодинамики.

Термодинамические параметры. Уравнение состояния. Идеальный газ.

30. Термодинамический процесс. Первое начало термодинамики.

Внутренняя энергия. Количество получаемой (передаваемой) теплоты при процессе и

работа процесса.

31.Теплоемкость равновесного процесса. Теплоемкости газов при постоянном давлении и

при постоянном объеме. Теорема Майера для идеального газа.

32. Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты. Работа идеального

газа при изотермическом, изобарическом и адиабатическом процессах.

33. Обратимые и необратимые процессы. Циклы. Коэффициент полезного действия

тепловой машины. Второе начало термодинамики. Энтропия как функция состояния

термодинамической системы.

34. Цикл Карно и его коэффициент полезного действия.