Элементы механики твердого тела

Движение твердого тела. Кинетическая энергия твердого тела, совершающего поступательное и вращательное движения. Момент инерции твердых тел разной формы. Теорема Штейнера. Момент силы. Уравнения движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент импульса. Закон сохранения и изменения момента импульса. - 3 часа.

Принцип относительности Галилея

Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. Инварианты преобразования. Описание движения в неинерциальных системах отсчета. Силы инерции. - 1 час.

Элементы релятивистской динамики

Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна. Преобразования Лоренца для координат и времени. Следствия из преобразований Лоренца. Релятивистский импульс. Инвариантность уравнений движения относительно преобразований Лоренца. Полная энергия частицы. Закон сохранения четырехмерного вектора энергии-импульса. - 3 часа.

Механика колебаний и волн

Общие представления о колебательных и волновых процессах. Единый подход к описанию колебаний и волн различной физической природы.

 

Кинематика гармонических колебаний

Амплитуда, круговая частота и фаза гармонических колебаний. Комплексная форма представления гармонических колебаний. Скорость, ускорение гармонических колебаний. Сложения скалярных и векторных колебаний. Векторные диаграммы. Биения. Фигуры Лиссажу. - 1 час.

 

Гармонический осциллятор

Движение системы вблизи устойчивого положения равновесия. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов: математический, физический маятники, груз на пружине. Энергия гармонического осциллятора. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Добротность. Вынужденные механические колебания. Амплитуда и фаза вынужденных колебаний. Резонанс. Резонансные кривые. Параметрический резонанс. - 3 часа.

 

Волновые процессы

Волны в упругой среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение плоской волны. Длина волны, волновой вектор, фазовая скорость. Принцип суперпозиции волн. Групповая скорость. Интерференция волн. Стоячие волны. Энергетические характеристики упругих волн. Вектор Умова. Эффект Допплера.

- 2 часа.

Статистическая физика и термодинамика

Динамические и статистические закономерности в физике. Термодинамический и статистический методы. Термодинамические параметры. Равновесные состояния и процессы.

 

Элементы молекулярно-кинетической теории

Макроскопическое состояние. Физические величины и состояния физических систем. Макроскопические параметры как средние значения. Тепловое равновесие. Модель идеального газа. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Понятие о температуре. - 1 час.

Функции распределения в классической физике

Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределение Максвелла. Скорости теплового движения молекул. Средняя кинетическая энергия молекул. Распределение Больцмана. Классическая теория теплоемкости газов и ее недостатки. - 2 часа.

Явления переноса

Понятие о физической кинетике. Время релаксации. Средняя длина свободного пробега молекул, среднее число столкновений. Диффузия. Коэффициент диффузии. Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности. Вязкость. Коэффициент вязкости.

- 2 часа.

Элементы термодинамики

Внутренняя энергия. Закон равнораспределения энергии по степеням свободы молекулы. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатический процесс. Обратимые и необратимые процессы. Циклические процессы. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия тепловых машин. Энтропия и ее статистический смысл. Энтропия как количественная мера хаотичности. Переход от порядка к беспорядку в состоянии теплового равновесия. Второй закон термодинамики. Теорема Нернста. - 4 часа.