ОБЩАЯ ФИЗИКА (РЭФ) Лектор Я. С. Гринберг — Программа курса
1-й семестр 2011-2012 уч. г.
Кинематика
Векторы и скаляры. Скалярное и векторное произведение. Кинематика материальной точки. Путь, скорость, ускорение. Криволинейное движение. Центростремительное и тангециальное ускорение. Движение по окружности.
Механика материальной точки
Инерциальные системы тел. Закон сохранения импульса. Система центра инерции. Кинетическая энергия тела. Кинетическая энергия системы тел. Закон сохранения энергии. Связь работы с изменением кинетической энергии. Упругие и неупругие столкновения двух тел. Момент импульса. Уравнения движения для момента импульса. Закон сохранения момента импульса. Сохранение момента импульса в поле центральных сил. Потенциальная энергия. Потенциальная энергия поля тяготения. Движение в поле центральных сил.
Механика твердого тела
Центр масс и центр тяжести твердого тела. Уравнения движения твердого тела. Момент импульса твердого тела. Уравнение движения момента импульса твердого тела. Момент инерции твердого тела относительно оси вращения. Кинетическая энергия твердого тела. Основное уравнение динамики вращательного движения.
Гармонический осциллятор.
Свободные колебания. Вынужденные колебания. Явление резонанса. Свободные затухающие колебания. Декремент затухания. Вынужденные колебания с затуханием. Резонансные кривые. Добротность.
Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях.
Движение заряженной частицы в электрическом поле. Движение заряженной частицы в магнитном поле. Движение заряженной частицы во взаимно-перпендикулярных электрических магнитных полях. Селектор скоростей. Принцип действия циклотрона.
Спец. теория относительности.
Кинематика
Основные постулаты теории относительности. Преобразования Лоренца координат и времени. Интервал между событиями как инвариант преобразований Лоренца. Преобразование скорости. Закон сложения скоростей. Определение расстояния (длины) между пространственными точками в теории относительности. Определение собственного времени. Эффект замедления времени. Принцип причинности в СТО.
Релятивистская динамика Определение импульса, энергии и массы в СТО. Уравнение движения материального тела в СТО. Связь между импульсом и энергией. Законы сохранения энергии и импульса в СТО. Столкновение и распад частиц в СТО. Связь между массой и энергией.
Основы кинетической теории
Распределение Максвелла по скоростям. Средняя и средняя квадратичная скорости. Столкновение молекул со стенкой сосуда. Давление. Абсолютная температура. Средняя кинетическая энергия молекулы.
Термодинамика
Первое начало термодинамики
Уравнение состояния идеального газа. Работа, теплота, внутренняя энергия. Теплоемкость. Теплоемкость при постоянном объеме и теплоемкость при постоянном давлении. Газовые процессы: изотермический, адиабатический, изобарический, изохорический процессы. Вычисление работы, преданного тепла и внутренней энергии в газовых процессах. Смесь газов. Закон равнораспределения и его применение к вычислению теплоемкости газов.
Второе начало термодинамики
Проблема превращения теплоты в работу. Циклические процессы. К.п.д. циклического процесса. Цикл Карно и его к.п.д. Возникновение понятия энтропии. Связь энтропии с теплоемкостью. Вычисление изменения энтропии для идеального газа. Изменение энтропии при необратимых процессах. Возрастание энтропии при необратимых процессах в замкнутой системе. Простые примеры необратимых процессов: переход теплоты от горячего к холодному, расширение газа в пустоту. Вычисление изменения энтропии при необратимых процессах.