Учебно-методические материалы и разработки по физике. Теория по физике
Видеокурс «Получи пятерку» включает все темы, необходимые для успешной сдачи ЕГЭ по математике на 60-65 баллов. Полностью все задачи 1-13 Профильного ЕГЭ по математике. Подходит также для сдачи Базового ЕГЭ по математике. Если вы хотите сдать ЕГЭ на 90-100 баллов, вам надо решать часть 1 за 30 минут и без ошибок!
Курс подготовки к ЕГЭ для 10-11 класса, а также для преподавателей. Все необходимое, чтобы решить часть 1 ЕГЭ по математике (первые 12 задач) и задачу 13 (тригонометрия). А это более 70 баллов на ЕГЭ, и без них не обойтись ни стобалльнику, ни гуманитарию.
Вся необходимая теория. Быстрые способы решения, ловушки и секреты ЕГЭ. Разобраны все актуальные задания части 1 из Банка заданий ФИПИ. Курс полностью соответствует требованиям ЕГЭ-2018.
Курс содержит 5 больших тем, по 2,5 часа каждая. Каждая тема дается с нуля, просто и понятно.
Сотни заданий ЕГЭ. Текстовые задачи и теория вероятностей. Простые и легко запоминаемые алгоритмы решения задач. Геометрия. Теория, справочный материал, разбор всех типов заданий ЕГЭ. Стереометрия. Хитрые приемы решения, полезные шпаргалки, развитие пространственного воображения. Тригонометрия с нуля - до задачи 13. Понимание вместо зубрежки. Наглядное объяснение сложных понятий. Алгебра. Корни, степени и логарифмы, функция и производная. База для решения сложных задач 2 части ЕГЭ.
Сессия приближается, и пора нам переходить от теории к практике. На выходных мы сели и подумали о том, что многим студентам было бы неплохо иметь под рукой подборку основных физических формул. Сухие формулы с объяснением: кратко, лаконично, ничего лишнего. Очень полезная штука при решении задач, знаете ли. Да и на экзамене, когда из головы может «выскочить» именно то, что накануне было жесточайше вызубрено, такая подборка сослужит отличную службу.
Больше всего задач обычно задают по трем самым популярным разделам физики. Это механика , термодинамика и молекулярная физика , электричество . Их и возьмем!
Основные формулы по физике динамика, кинематика, статика
Начнем с самого простого. Старое-доброе любимое прямолинейное и равномерное движение.
Формулы кинематики:
Конечно, не будем забывать про движение по кругу, и затем перейдем к динамике и законам Ньютона.
После динамики самое время рассмотреть условия равновесия тел и жидкостей, т.е. статику и гидростатику
Теперь приведем основные формулы по теме «Работа и энергия». Куда же нам без них!
Основные формулы молекулярной физики и термодинамики
Закончим раздел механики формулами по колебаниям и волнам и перейдем к молекулярной физике и термодинамике.
Коэффициент полезного действия, закон Гей-Люссака, уравнение Клапейрона-Менделеева - все эти милые сердцу формулы собраны ниже.
Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на .
Основные формулы по физике: электричество
Пора переходить к электричеству, хоть его и любят меньше термодинамики. Начинаем с электростатики.
И, под барабанную дробь, заканчиваем формулами для закона Ома, электромагнитной индукции и электромагнитных колебаний.
На этом все. Конечно, можно было бы привести еще целую гору формул, но это ни к чему. Когда формул становится слишком много, можно легко запутаться, а там и вовсе расплавить мозг. Надеемся, наша шпаргалка основных формул по физике поможет решать любимые задачи быстрее и эффективнее. А если хотите уточнить что-то или не нашли нужной формулы: спросите у экспертов студенческого сервиса . Наши авторы держат в голове сотни формул и щелкают задачи, как орешки. Обращайтесь, и вскоре любая задача будет вам «по зубам».
Предлагаемое пособие адресовано обучающимся 10-11-х классов, которые планируют сдавать ЕГЭ по физике, учителям и методистам. Книга предназначена для начального этапа активной подготовки к экзамену, для отработки всех тем и типов заданий базового и повышенного уровней сложности. Материал, представленный в книге, соответствует спецификации ЕГЭ-2016 по физике и ФГОС среднего общего образования.
Издание содержит следующие материалы:
- теоретический материал по темам «Механика», «Молекулярная физика», «Электродинамика», «Колебания и волны», «Оптика», «Квантовая физика»;
- задания базового и повышенного уровней сложности к указанным выше разделам, распределённые по темам и уровням;
- ответы ко всем заданиям.
Книга будет полезна для повторения материала, для отработки навыков и компетенций, необходимых для сдачи ЕГЭ, для организации подготовки к экзамену в классе и дома, а также для использования в образовательном процессе не только с целью экзаменационной подготовки. Пособие также подходит абитуриентам, планирующим сдавать ЕГЭ после перерыва в обучении.
Издание входит в учебно-методический комплекс «Физика. Подготовка к ЕГЭ».
Примеры.
Из пунктов А и В выехали навстречу друг другу два автомобиля. Скорость первого автомобиля равна 80 км/ч, второго - на 10 км/ч меньше, чем первого. Чему равно расстояние между пунктами А и В, если встреча автомобилей произойдёт через 2 ч?
Тела 1 и 2 двигаются вдоль оси х с постоянной скоростью. На рисунке 11 изображены графики зависимости координат движущихся тел 1 и 2 от времени t. Определите, в какой момент времени t первое тело догонит второе.
Два легковых автомобиля едут по прямолинейному участку шоссе в одном направлении. Скорость первого автомобиля равна 90 км/ч, второго 60 км/ч. Какова скорость первого автомобиля относительно второго?
Оглавление
От авторов 7
Глава I. Механика 11
Теоретический материал 11
Кинематика 11
Динамика материальной точки 14
Законы сохранения в механике 16
Статика 18
Задания базового уровня сложности 19
§ 1. Кинематика 19
1.1. Скорость равномерного прямолинейного движения 19
1.2. Уравнение равномерного прямолинейного движения 21
1.3. Сложение скоростей 24
1.4. Движение с постоянным ускорением 26
1.5. Свободное падение 34
1.6. Движение по окружности 38
§ 2. Динамика 39
2.1. Законы Ньютона 39
2.2. Сила всемирного тяготенияузакон всемирного тяготения 42
2.3. Сила тяжести, вес тела 44
2.4. Сила упругости, закон Гука 46
2.5. Сила трения 47
§ 3. Законы сохранения в механике 49
3.1. Импульс. Закон сохранения импульса 49
3.2. Работа силы.^Мощность 54
3.3. Кинетическая энергия и её изменение 55
§ 4. Статика 56
4.1. Равновесие тел 56
4.2. Закон Архимеда. Условие плавания тел 58
Задания повышенного уровня сложности 61
§ 5. Кинематика 61
§ 6. Динамика материальной точки 67
§ 7. Законы сохранения в механике 76
§ 8. Статика 85
Глава II. Молекулярная физика 89
Теоретический материал 89
Молекулярная физика 89
Термодинамика 92
Задания базового уровня сложности 95
§ 1. Молекулярная физика 95
1.1. Модели строения газов, жидкостей и твёрдых тел. Тепловое движение атомов и молекул. Взаимодействие частиц вещества. Диффузия, броуновское движение, модель идеального газа. Изменение агрегатных состояний вещества (объяснение явлений) 95
1.2. Количество вещества 102
1.3. Основное уравнение МКТ 103
1.4. Температура - мера средней кинетической энергии молекул 105
1.5. Уравнение состояния идеального газа 107
1.6. Газовые законы 112
1.7. Насыщенный пар. Влажность 125
1.8. Внутренняя энергия, количество теплоты, работа в термодинамике 128
1.9. Первый закон термодинамики 143
1.10. КПД тепловых двигателей 147
Задания повышенного уровня сложности 150
§ 2. Молекулярная физика 150
§ 3. Термодинамика 159
Глава III. Электродинамика 176
Теоретический материал 176
Основные понятия и законы электростатики 176
Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля 178
Основные понятия и законы постоянного тока 179
Основные понятия и законы магнитостатики 180
Основные понятия и законы электромагнитной индукции 182
Задания базового уровня сложности 183
§ 1. Основы электродинамики 183
1.1. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда (объяснение явлений) 183
1.2. Закон Кулона 186
1.3. Напряжённость электрического поля 187
1.4. Потенциал электростатического поля 191
1.5. Электроёмкость, конденсаторы 192
1.6. Закон Ома для участка цепи 193
1.7. Последовательное и параллельное соединение проводников 196
1.8. Работа и мощность постоянного тока 199
1.9. Закон Ома для полной цепи 202
§ 2. Магнитное поле 204
2.1. Взаимодействие токов 204
2.2. Сила Ампера. Сила Лоренца 206
§ 3. Электромагнитная индукция 212
3.1. Индукционный ток. Правило Ленца 212
3.2. Закон электромагнитной индукции 216
3.3. Самоиндукция. Индуктивность 219
3.4. Энергия магнитного поля 221
Задания повышенного уровня сложности 222
§ 4. Основы электродинамики 222
§ 5. Магнитное поле 239
§ 6. Электромагнитная индукция 243
Глава IV. Колебания и волны 247
Теоретический материал 247
Механические колебания и волны 247
Электромагнитные колебания и волны 248
Задания базового уровня сложности 250
§ 1. Механические колебания 250
1.1. Математический маятник 250
1.2. Динамика колебательного движения 253
1.3. Превращение энергии при гармонических колебаниях 257
1.4. Вынужденные колебания. Резонанс 258
§ 2. Электромагнитные колебания 260
2.1. Процессы в колебательном контуре 260
2.2. Период свободных колебаний 262
2.3. Переменный электрический ток 266
§ 3. Механические волны 267
§ 4. Электромагнитные волны 270
Задания повышенного уровня сложности 272
§ 5. Механические колебания 272
§ 6. Электромагнитные колебания 282
Глава V. Оптика 293
Теоретический материал 293
Основные понятия и законы геометрической оптики 293
Основные понятия и законы волновой оптики 295
Основы специальной теории относительности (СТО) 296
Задания базового уровня сложности 296
§ 1. Световые волны 296
1.1. Закон отражения света 296
1.2. Закон преломления света 298
1.3. Построение изображения в линзах 301
1.4. Формула тонкой линзы. Увеличение линзы 304
1.5. Дисперсия, интерференция и дифракция света 306
§ 2. Элементы теории относительности 309
2.1. Постулаты теории относительности 309
2.2. Основные следствия из постулатов 311
§ 3. Излучения и спектры 312
Задания повышенного уровня сложности 314
§ 4. Оптика 314
Глава VI. Квантовая физика 326
Теоретический материал 326
Основные понятия и законы квантовой физики 326
Основные понятия и законы ядерной физики 327
Задания базового уровня сложности 328
§ 1. Квантовая физика 328
1.1. Фотоэффект 328
1.2. Фотоны 333
§ 2. Атомная физика 335
2.1. Строение атома. Опыты Резерфорда 335
2.2. Модель атома водорода по Бору 336
§ 3. Физика атомного ядра 339
3.1. Альфа-, бета- и гамма-излучения 339
3.2. Радиоактивные превращения 340
3.3. Закон радиоактивного распада 341
3.4. Строение атомного ядра 346
3.5. Энергия связи атомных ядер 347
3.6. Ядерные реакции 348
3.7. Деление ядер урана 350
3.8. Цепные ядерные реакции 351
§ 4. Элементарные частицы 351
Задания повышенного уровня сложности 352
§ 5. Квантовая физика 352
§ 6. Атомная физика 356
Ответы к сборнику заданий 359.
П Р О Г Р А М М А
инновационного курса общей физики для студентов физического факультета (1 семестр, раздел «МЕХАНИКА»)
Комментарии к отдельным темам курса приведены в формате pdf – для чтения и распечатки твердой копии с помощью программы Acrobat Reader. Компьютерное моделирование (Java-апплеты) выполняется непосредственно в браузере.
Тема 1: Введение. Принципы классической физики
Введение. Место физики среди естественных наук. Соотношение эксперимента и теории в физике. Опыт как источник знаний и критерий истины. Эвристическая сила физических теорий. Границы применимости физических теорий. Принцип соответствия. Абстракции классической механики. Абсолютизация физического процесса (независимость от средств наблюдения) и возможность неограниченной детализации его описания. Соотношения неопределенностей и границы применимости классического описания. Роль математики в физике. Различие понятий, с которыми имеет дело чистая математика и экспериментальная наука. Физические модели и абстракции.
Тема 2: Пространство и время. Системы отсчета и системы координат
Измерения промежутков времени и пространственных расстояний. Современные эталоны времени и длины. Классические (нерелятивистские) представления о пространстве и времени – предположения об абсолютном характере одновременности событий, промежутков времени и пространственных расстояний. Свойства пространства и времени. Однородность времени. Однородность и изотропность пространства. Соотношение евклидовой геометрии и геометрии реального физического пространства. Система отсчета.
- (5 стр.)
Системы координат. Связь цилиндрических и сферических координат с декартовыми. Элемент длины в криволинейных координатах. Единичные векторы (орты) для декартовых, цилиндрических и сферических координат. Преобразование координат точки при переходе от одной системы координат к другой.
Тема 3: Кинематика материальной точки.
Физические модели. Примеры идеализированных объектов и абстракций, используемых в физике. Материальная точка как физическая модель. Механическое движение и его описание. Предмет кинематики. Основные понятия кинематики материальной точки. Радиус-вектор. Перемещение. Траектория. Путь. Средняя скорость. Скорость. Вектор скорости как производная радиус-вектора. Направление вектора скорости и траектория. Годограф вектора скорости. Ускорение. Ускорение при криволинейном движении. Центр кривизны и радиус кривизны траектории. Разложение ускорения на нормальную и тангенциальную составляющие.
Координатная форма описания движения. Определение скорости и ускорения по заданной зависимости координат от времени. Определение координат по заданной зависимости скорости от времени. Движение при наличии связей. Одномерное криволинейное движение. Число степеней свободы механической системы.
Тема 4: Основы классической динамики материальной точки
Основы динамики. Первый закон Ньютона и его физическое содержание. Динамическая эквивалентность состояния покоя и движения с постоянной скоростью. Связь закона инерции с принципом относительности. Второй закон Ньютона. Сила и механическое движение. Физическая сущность понятия силы в механике. Силы разной физической природы и фундаментальные взаимодействия в физике. Свойства силы и способы измерения сил. Понятие инертной массы. Способы измерения массы. Физическое содержание второго закона Ньютона. Одновременное действие нескольких сил и принцип суперпозиции. Взаимодействие тел и третий закон Ньютона. Логическая схема законов Ньютона и разные возможности ее построения.
Тема 5: Прямая и обратная задачи динамики. Интегрирование уравнений движения
Второй закон Ньютона как основное уравнение динамики материальной точки. Понятие механического состояния. Прямая задача динамики – определение сил по известному движению. Нахождение закона тяготения из законов Кеплера. Обратная задача динамики – определение движения по известным силам и начальному состоянию. Примеры интегрирования уравнений движения (движение частицы в постоянном и в зависящем от времени однородном поле, движение в вязкой среде, движение заряженной частицы в однородном магнитном поле и в скрещенных электрическом и магнитном полях, движение под действием сил, зависящих от положения частицы – пространственный осциллятор и кулоново поле).
Алгоритмы численного интегрирования уравнений движения. Движение материальной точки при наличии связей. Силы реакции идеальных связей.
Тема 6: Физические величины и системы единиц. Анализ размерностей
Измерения в физике. Требования к эталону физической величины. Единицы физических величин. Системы единиц в механике. Принципы построения систем единиц. Основные и производные единицы. Эталоны. Размерность физической величины. Метод анализа размерностей и его применения в физических задачах.
Тема 7: Тема: Предпосылки и постулаты частной теории относительности
Инерциальные системы отсчета. Физическая эквивалентность инерциальных систем отсчета (принцип относительности). Преобразования Галилея и преобразование скорости. Ограниченный характер классических представлений о пространстве и времени. Принцип относительности и электродинамика. Экспериментальные факты, свидетельствующие об универсальном характере скорости света в вакууме. Частная теория относительности – физическая теория пространства и времени. Постулаты теории относительности и их физическое содержание.
Тема 8: Релятивистская кинематика
Измерение промежутков времени и пространственных расстояний с точки зрения теории относительности. Понятие события. Относительность одновременности событий. Синхронизация часов. Преобразование промежутков времени между событиями при переходе в другую систему отсчета. Собственное время. Экспериментальные подтверждения релятивистского закона преобразования промежутков времени. Относительность пространственных расстояний между событиями. Собственная длина. Лоренцево сокращение как следствие постулатов теории относительности. Релятивистский эффект Допплера.
Тема 9: Преобразования Лоренца и следствия из них
Преобразования Лоренца. Релятивистский закон преобразования скорости. Относительная скорость и скорость сближения. Аберрация света. Кинематические следствия преобразований Лоренца.
Тема 10: Геометрия пространства-времени
Интервал между событиями. Геометрическая интерпретация преобразований Лоренца. Четырехмерное пространство-время Минковского. Световой конус. Мировые линии. Времениподобные и пространственноподобные интервалы между событиями. Причинность и классификация интервалов. Абсолютное прошлое, абсолютное будущее и абсолютно удаленное. Интерпретация относительности одновременности событий, относительности промежутков времени и расстояний с помощью диаграмм Минковского. Четырехвекторы в пространстве Минковского. Четырехмерный радиус-вектор события.
Тема 11: Основы релятивистской динамики
Релятивистский импульс частицы. Релятивистская энергия. Кинетическая энергия и энергия покоя. Масса и энергия. Эквивалентность энергии и релятивистской массы. Энергия связи атомных ядер. Превращения энергии покоя в ядерных реакциях. Реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких ядер. Связь энергии и импульса частицы. Преобразование энергии и импульса частицы при переходе в другую систему отсчета. Четырехвектор энергии-импульса частицы. Простые задачи релятивистской динамики. Движение частицы в однородном постоянном поле, движение заряженной частицы в однородном магнитном поле.
Тема 12: Импульс, момент импульса, энергия. Законы сохранения
Импульс материальной точки и закон его изменения. Импульс силы. Момент импульса материальной точки. Момент силы. Закон изменения момента импульса. Сохранение момента импульса при движении частицы в центральном силовом поле. Секториальная скорость и закон площадей (второй закон Кеплера).
Понятие работы силы в механике. Свойства работы как физической величины. Мощность силы. Кинетическая энергия частицы. Работа полной силы и изменение кинетической энергии частицы. Потенциальное силовое поле. Потенциальная энергия частицы. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Связь силы и потенциальной энергии. Примеры потенциальных силовых полей.Механическая энергия материальной точки. Закон изменения механической энергии частицы при ее движении в потенциальном силовом поле. Диссипативные и консервативные механические системы. Работа сил реакции идеальных связей. Связь сохранения механической энергии консервативной системы с обратимостью ее движения во времени и с однородностью времени. Примеры применения закона сохранения механической энергии в физических задачах.
Тема 13: Динамика системы материальных точек
Центр масс системы. Импульс системы частиц. Связь импульса системы со скоростью центра масс. Внешние и внутренние силы. Закон изменения импульса системы. Сохранение импульса замкнутой системы взаимодействующих тел. Закон движения центра масс. Движение тела переменной массы. Уравнение Мещерского. Реактивное движение. Формула Циолковского. Идея многоступенчатых ракет. Задача двух тел. Приведенная масса.
Момент импульса системы тел. Связь моментов импульса системы в разных системах отсчета и относительно разных точек. Закон изменения момента импульса системы взаимодействующих тел. Моменты внутренних и внешних сил. Уравнение моментов относительно движущегося полюса. Сохранение момента импульса замкнутой системы.
Законы сохранения и принципы симметрии в физике. Связь законов сохранения для замкнутой системы тел со свойствами симметрии физического пространства. Сохранение импульса и однородность пространства. Сохранение момента импульса и изотропность пространства.
Тема 14: Энергия механической системы. Столкновения частиц
Кинетическая энергия системы частиц. Разложение кинетической энергии системы на сумму кинетической энергии движения системы как целого и кинетической энергии движения относительно центра масс. Неупругие столкновения и кинетическая энергия относительного движения. Изменение кинетической энергии системы и работа всех сил, действующих на входящие в нее частицы.
Потенциальные силы взаимодействия между частицами системы. Работа внешних и внутренних потенциальных сил при изменении конфигурации системы. Потенциальная энергия частиц во внешнем поле и потенциальная энергия взаимодействия частиц системы. Механическая энергия системы взаимодействующих тел и закон ее изменения. Консервативные и диссипативные системы взаимодействующих тел. Сохранение энергии и обратимость движения.
Упругие столкновения частиц. Применение законов сохранения энергии и импульса к процессам столкновений. Столкновения макроскопических тел и атомные столкновения. Лабораторная система отсчета и система центра масс. Предельный угол рассеяния налетающей частицы на более легкой неподвижной частице. Угол рассеяния и угол разлета частиц после столкновения. Передача энергии при упругих столкновениях. Замедление нейтронов. Роль столкновений в процессах релаксации и установления теплового равновесия. Ограничения на возможности передачи энергии при большом различии масс сталкивающихся частиц.Тема 15: Тяготение. Движение под действием гравитационных сил. Космическая динамика
Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения. Гравитационная масса. Напряженность гравитационного поля. Принцип суперпозиции. Силовые линии и поток напряженности гравитационного поля. Непрерывность силовых линий. Теорема Гаусса. Поле тяготения сферической оболочки и сплошного шара. Гравитационное взаимодействие шарообразных тел. Экспериментальное определение гравитационной постоянной. Опыт Кэвендиша. Потенциальная энергия точки в гравитационном поле. Гравитационная энергия шарообразного тела.
Движение в поле тяготения. Законы движения планет, комет и искусственных спутников. Законы Кеплера. Годограф вектора скорости. Применение законов сохранения энергии и момента импульса к исследованию кеплерова движения. Космические скорости. Круговая скорость. Скорость освобождения.
Возмущенные кеплеровы движения. Влияние атмосферного торможения и формы планеты на орбиту искусственного спутника. Прецессия экваториальной орбиты.
Задача трех тел – точные частные решения и приближенные решения (сопряженные конические сечения). Сфера гравитационного действия планеты. Основы космической динамики. Третья и четвертая космические скорости.
Тема 16: Кинематика абсолютно твердого тела
Число степеней свободы твердого тела. Параллельный перенос и поворот. Теорема Эйлера. Эйлеровы углы. Частные виды движения твердого тела. Поступательное движение. Вращение вокруг фиксированной оси. Винтовое движение. Плоское движение твердого тела. Разложение плоского движения на поступательное движение и вращение. Вектор угловой скорости. Мгновенная ось вращения. Выражение линейной скорости точек твердого тела через радиус-вектор и вектор угловой скорости. Ускорение точек твердого тела. Вращение вокруг неподвижной точки. Сложение вращений. Разложение угловой скорости на составляющие. Общий случай движения твердого тела.
Тема 17: Основы динамики абсолютно твердого тела
Моменты внешних сил и условия равновесия (статика). Нахождение сил реакции и статически неопределимые системы. Принцип виртуальных перемещений.
Динамика вращения вокруг фиксированной оси. Момент инерции. Моменты инерции однородных тел (стержня, диска, шара, конуса, бруска и т.п.). Моменты инерции относительно параллельных осей (теорема Гюйгенса – Штейнера). Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Физический маятник. Приведенная длина и центр качаний. Свойство обратимости.
Динамика плоского движения твердого тела. Применение уравнения моментов относительно движущегося полюса. Скатывание цилиндра с наклонной плоскости. Маятник Максвелла. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении.
Тема 18: Свободное вращение симметричного волчка
Момент импульса абсолютно твердого тела и его связь с вектором угловой скорости. Тензор инерции. Главные оси инерции. Свободное вращение вокруг главных осей инерции. Устойчивость свободного вращения вокруг главных осей инерции. Свободное вращение симметричного волчка. Регулярная прецессия (нутация). Геометрическая интерпретация свободной прецессии для вытянутого и сплющенного симметричного волчка. Подвижный и неподвижный аксоиды.
Законы движения в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции в поступательно движущихся неинерциальных системах. Принцип относительности, первый закон Ньютона и происхождение сил инерции. Системы отсчета, свободно падающие в гравитационном поле. Невесомость. Принцип эквивалентности. Пропорциональность инертной и гравитационной масс. Опыты Галилея, Ньютона, Бесселя, Этвеша и Дикке. Локальный характер принципа эквивалентности. Приливные силы в неоднородном гравитационном поле.
Тема 21: Вращающиеся системы отсчета
Законы движения во вращающихся системах отсчета. Осестремительное и кориолисово ускорения. Центробежная и кориолисова силы инерции. Отклонение отвеса от направления на центр Земли. Динамика движения материальной точки вблизи поверхности Земли при учете вращения Земли. Интегрирование уравнений свободного движения методом последовательных приближений. Отклонение свободно падающего тела от вертикали. Маятник Фуко. Угловая скорость поворота плоскости качаний на полюсе и в произвольной точке Земли.
Тема 22: Основы механики деформируемых тел
Деформации сплошной среды. Однородная и неоднородная деформация. Упругая и пластическая деформация. Предел упругости и остаточная деформация. Деформации и механические напряжения. Упругие постоянные. Закон Гука.
Виды упругих деформаций. Одноосное растяжение и сжатие. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Деформация изгиба. Энергия упруго деформированного тела. Суперпозиция деформаций. Деформация сдвига. Связь модуля сдвига материала с модулем Юнга и коэффициентом Пуассона.
Деформация кручения цилиндрического стержня (упругой нити). Модуль кручения. Деформация всестороннего (гидростатического) сжатия. Выражение модуля всестороннего сжатия через модуль Юнга и коэффициент Пуассона.
Тема 23: Механика жидкостей и газов
Законы гидростатики. Давление в жидкости и газе. Массовые и поверхностные силы. Гидростатика несжимаемой жидкости. Равновесие жидкости и газа в поле тяжести. Барометрическая формула. Равновесие тела в жидкости и газе. Устойчивость равновесия. Плавание тел. Устойчивость плавания. Метацентр.
Стационарное течение жидкости. Поле скоростей движущейся жидкости. Линии и трубки тока. Уравнение неразрывности. Идеальная жидкость. Закон Бернулли. Динамическое давление. Истечение жидкости из отверстия. Формула Торричелли. Вязкость жидкости. Стационарное ламинарное течение вязкой жидкости по трубе. Формула Пуазейля. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Гидродинамическое подобие. Обтекание тел жидкостью и газом. Лобовое сопротивление и подъемная сила. Парадокс Даламбера. Отрыв потока и образование вихрей. Подъемная сила крыла самолета. Эффект Магнуса.
Тема 24: Основы физики колебаний
Колебания. Предмет теории колебаний. Классификация колебаний по кинематическим признакам. Классификация по физической природе процессов. Классификация по способу возбуждения (собственные, вынужденные, параметрические и автоколебания). Кинематика гармонического колебания. Векторные диаграммы. Связь гармонического колебания и равномерного движения по окружности. Сложение гармонических колебаний. Биения. Фигуры Лиссажу.
Собственные колебания гармонического осциллятора. Превращения энергии при колебаниях. Фазовый портрет линейного осциллятора. Изохронность линейного осциллятора. Затухание колебаний при вязком трении. Декремент затухания. Добротность. Критическое затухание. Апериодический режим. Затухание колебаний при сухом трении. Зона застоя. Погрешности стрелочных измерительных приборов.
