Единицы измерения физических величин. Система СИ. Основные и производные единицы. Формулы размерности (Вопросы к экзаменам по физике)

2 семестр

Единицы измерения физических величин. Система СИ. Основные и производные единицы. Формулы размерности.

Механика

1.  Кинематика точки. Основные понятия: траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение. Уравнения и графики равномерного и равноускоренного движений. Тангенциальное, нормальное и полное ускорения.

2.  Основные понятия кинематики вращательного движения: угловая скорость, угловое ускорение, их направление. Связь с линейными величинами. Уравнения движения для  случаев w = const;  e = const.

3.  Динамика материальной точки. Основные понятия: сила, масса, импульс тела, импульс силы. Законы Ньютона. Силы: гравитации, тяжести, упругости, трения.

4.  Работа силы. Мощность. Знак работы. Примеры: наклонная плоскость; движение тела по окружности.

5.  Энергия. Виды энергии: кинетическая, потенциальная, полная механическая, внутренняя. Кинетическая энергия при поступательном и вращательном движениях. Потенциальная энергия: гравитационная, «над Землёй», упругости. Связь работы и энергии.

6.  Основной закон динамики вращательного  движения. Момент силы, момент инерции, момент импульса.  Кинетическая энергия, работа и мощность при вращательном движении.

7.  Законы сохранения в механике. Всеобщий закон сохранения энергии.

Молеклярная физика и термодинамика

1.  Молекулы, их масса и размеры. Моль. Число Авогадро. Число степеней свободы и средняя энергия молекулы.

2.  Термодинамическая система. Параметры состояния. Давление. Температуры  T и t°С. Уравнение состояния. Идеальный газ, его уравнение состояния (Менделеева–Клапейрона). Изопроцессы.  Адиабатический процесс. Формулы и графики.

3.  Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Испарение и конденсация.

4.  Явления переноса.

5.  Первый закон термодинамики. Количество теплоты, внутренняя энергия, работа газа при изопроцессах. Графики и формулы. I закон термодинамики для 4-х процессов в идеальном газе.

6.  Теплоёмкость: системы, удельная, молярная. Молярные теплоёмкости идеального газа при р = const и  V = const.

7.  2-й закон термодинамики. Энтропия.     Тепловые машины. КПД теплового двигателя. Цикл Карно, его КПД.

Электростатика

1.  Электрические заряды. Элементарный заряд. Электрон и протон. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.

2.  Электрическое поле, его характеристики – напряжённость и потенциал. Поле точечных зарядов. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Поток вектора напряжённости. Теорема Гаусса.

3.  Работа по перемещению заряда в электростатическом поле. Разность потенциалов. Связь между напряжённостью   и потенциалом j.

4.  Энергия электрического поля: система из 2-х зарядов; конденсатор, объёмная плотность энергии.

Примечания.

·  Необходимо знать словесное определение физической величины, определяющую формулу и единицу измерения, различать скалярные и векторные величины.

·  Уметь вычислять численное значение физической величины в единицах СИ.

·  Уметь находить сумму и разность двух векторов, их скалярное и векторное произведение.

·  Представлять вид графика по формуле зависимости между величинами, например:

W_p(r) = ;       или   u(t) = u₀ + a_tt.

Задачи к экзамену

Кинематика

1.  Камень брошен со скоростью 10 м/с под углом 30° к горизонту. Определить радиус кривизны его траектории: а) в верхней точке;  б) в момент падения на Землю.

2.  Тело брошено со скоростью 20 м/с под углом 30^о к горизонту. Найти нормальное и тангенциальное ускорение тела через 1 с после начала движения.

3.  Точка движется по окружности радиусом 1,0 м. Закон ее движения выражается уравнением s = 4 – 2t² + t³ м. В какой момент времени тангенциальное ускорение точки будет равно 14 м/с²? Найти нормальное и полное ускорения точки в этот момент времени.

4.  Камень брошен горизонтально со скоростью 15 м/с. Найти нормальное, тангенциальное и полное ускорения камня через 1 с после начала движения.

5.  Тело вращалось равнозамедленно с начальной частотой вращения 600 об/мин. После того, как тело совершило 160 оборотов, скорость вращения уменьшилась до 40 об/мин. Найти угловое ускорение и время, в течение которого изменилась скорость вращения.

6.  Колесо радиусом 0,6 м вращается так, что зависимость линейной скорости точек, лежащих на ободе колеса, от времени движения описывается уравнением u = 3 +2t – t²  м/с. Найти угол между вектором полного ускорения и радиусом колеса через