 |
Физические основы механики
|
|
|
|
1. Физика как наука. Наиболее общие понятия и теории. Методы физического исследования: опыт, гипотеза, эксперимент, теория. Роль измерения в физике. Единицы измерения и системы единиц. Основные единицы СИ.
2. Предмет механики. Классическая и квантовая механика. Нерелятивистская и релятивистская механика. Кинематика и динамика. Основные физические модели: частица (материальная точка), система частиц, абсолютно твердое тело, сплошная среда.
3. Понятия состояния в классической механике. Пространственно-временные отношения. Системы отсчета и описание движений. Элементы кинематики материальной точки: перемещение, скорость и ускорение.
4. Вращательное движение. Элементы кинематики материальной точки и тела, совершающих вращательное движение: угол поворота, угловые скорость и ускорение, их связь с линейными скоростью и ускорением.
5. Кинематика гармонических колебательных движений. Гармонические колебательные движения и их характеристики: смещение, амплитуда, период, частота, фаза, скорость и ускорение.
6. Методы сложения гармонических колебаний. Векторные диаграммы. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Биения.
7. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу.
8. Основные понятия и определения динамики. Первый закон Ньютона. Третий закон Ньютона. Современная трактовка законов Ньютона.
9. Уравнение движения. Второй закон Ньютона. Границы применимости классического способа описания движений.
10. Понятие инерциальной и неинерциальной систем отсчета. Силы инерции. Описание движения в неинерциальных системах отсчета.
11. Основные понятия динамики вращательного движения материальной точки и твердого тела относительно неподвижной оси вращения: момент силы, момент импульса, момент инерции. Теорема Штейнера.
|
|
|
12. Основное уравнение динамики вращательного движения материальной точки и твердого тела относительно неподвижной оси вращения.
13. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: физический и математический маятники. Определение их периодов и частот.
14. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний и его решение. Пружинный маятник. Определение его периода и частоты.
15. Свободные колебания. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. Характеристики затухающих колебаний: коэффициент затухания, декремент, логарифмический декремент затухания, добротность.
16. Вынужденные колебания гармонического осциллятора под действием синусоидальной силы. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его решение. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс.
17. Понятие о связанных гармонических осцилляторах. Нормальные колебания (моды). Нелинейный осциллятор. Физические системы, содержащие нелинейность.
18. Кинематика и динамика волновых процессов. Плоская стационарная и синусоидальная волна.
19. Интерференция и дифракция волн. Бегущие и стоячие волны. Фазовая скорость, длина волны, волновое число, волновой вектор.
20. Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах. Энергетические характеристики упругих волн. Вектор Умова. Эффект Доплера.
21. Работа и энергия. Энергия как универсальная мера различных форм движений и взаимодействий. Работа силы и её выражение через криволинейный интеграл.
22. Кинетическая энергия системы и её связь с работой внешних и внутренних сил, приложенных к системе.
23. Энергия системы, совершающей вращательное движение. Энергия системы, совершающей колебательное движение.
24. Потенциальная энергия. Потенциальная энергия тела, находящегося в поле тяготения другого тела.
|
|
|
25. Потенциальная энергия и устойчивость системы. Внутренняя энергия. Энергия упругой деформации. Мощность.
26. Общефизичекий закон сохранения энергии. Закон сохранения энергии в механике и его применении.
27. Закон сохранения импульса. Центр инерции. Закон движения центра инерции. Реактивное движение.
28. Закон сохранения момента импульса и его применение. Уравнение моментов.
29. Применение законов сохранения к упругому и неупругому взаимодействиям.
30. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инварианты преобразования. Закон сложения скоростей в классической механике.
31. Представления о свойствах пространства и времени в специальной теории относительности.
32. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца для координат и времени.
33. Следствия из преобразований Лоренца: сокращение движущихся масштабов длин, замедление движущихся часов, закон сложения скоростей.
34. Релятивистский импульс. Уравнение движения релятивистской частицы. Инвариантность уравнения движения относительно преобразований Лоренца.
35. Работа и энергия. Полная энергия частицы. Четырехмерный вектор энергии-импульса частицы. Преобразования импульса и энергии.
|
|
|
