\documentclass{article} \begin{document} Билет 5. Законы, описывающие индивидуальные свойства сил. Закон всемирного тяготения. Закон Гука. Законы для сил сухого и вязкого трения. Явление застоя. Явление заноса. \begin{enumerate} \item Явление застоя: Сила трения покоя: $ F \geq F_\max$, чтобы привести груз в движение (задача с затухающими колебаниями на шероховатой доске) \item явление заноса: при движении тела, перпендикулярная сила трения покоя =0 (задача: на ленте лежит груз, груз на пружине и стоит на месте, лента под ним едет, тогда сколь угодно малая сила $\perp$ движению сместит груз. Если бы лента не двигалась, такого бы не было) \end{enumerate} Билет 6. Система материальных точек. Число степеней свободы системы. Изолированная и замкнутая системы материальных точек. Закон сохранения импульса. \begin{enumerate} \item Число степеней свободы: Количество независимых переменных, необходимых для однозначного задания состояния системы. Пример: Мат. точка - 3, $(x, y, z)$; Аб. твёрд. тело - 6, $(x, y, z, \alpha, \beta, \gamma)$. \end{enumerate} Билет 7. Центр масс. Теорема о движении центра масс. \begin{enumerate} \item Центр масс системы: $\vec r = \frac 1 M \sum_i^n m_i \vec r_i$ - такая точка, которая, имея массу, равную суммарной массе системы, при движении со скоростью $\vec v$ (скорость центра масс) имеет такой же импульс, как система материальных точек \item $M\vec r = \sum_i^n m_i \vec r_i \implies M\vec v = \sum_i^n m_i\vec v_i \implies P = M\vec v.\\ \vec F=\frac{d\vec P}{dt} \implies M\vec a = \vec F$, где $\vec a$ - ускорение центра масс, $\vec F$ - равнодействующая сил, действующих на систему \end{enumerate} Билет 8, 9. Движение тел с переменной массой. Уравнение Мещерского (8). Формула циолковского (9). \begin{enumerate} \item Движение тел с $M \not = const$. Пусть $M(t), v(t)$ - ракета, $u=const$ - топливо. \\ $Mv = (M+dM)(v+dv) + (-dM)(v-u),\;(dMdv << 1)\; \implies Mdv+udM = 0;\; M\frac{dv}{dt} = -u\frac{dM}{dt};\;\mu = -\frac{dM}{dt};\;\vec F = -\mu\vec u$ (последнее просто определили) \\ $M(t)\frac{dv}{dt} = F$. Теперь учтём присоединение массы со скоростью $\vec w$, работу внешних сил $Fdt$ и произвольное направление скоростей. Получим:\\ $M d\vec v=-\vec udM_{-}+\vec wdM_{-}+\vec Fdt \implies \\ \implies M(t)\frac{d\vec v}{dt} = \vec u \mu_{-} + \vec w \mu_{+} + F$ \\ Это соотношение называется уравнением мещерского. В общем виде оно сложно и решается численно. \item Рассмотрим частный случай: $\displaystyle Mdv + udM = 0 \implies \frac{dM}M = -\frac{dv}u \int_{M_0}^M \frac{dM}M = -\int_{v_0}^v \frac {dv} u;\; \ln\frac{M}{M_0} = -\frac{v-v_0}{u}$ \\ $v = v_0 - u\ln\frac M{M_0}$ - Формула Циолковского, которая позволяет оценить конечную скорость ракеты \end{enumerate} Билет 10. Работа силы. Кинетическая энергия. Теорема о кинетической энергии. Консервативные силы. Потенциальная энергия. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 11. Консервативные силы и консервативные системы. Связь консервативных сил с потенциальной энергией. Законы изменения и сохранения механической энергии. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 12. Соударения тел. Абсолютно упругий и абсолютно неупругий удары. Законы сохранения импульса, механической энергии и момента импульса при соударениях тел. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 13. Неинерциальные системы отсчета. Движение материальной точки относительно неинерциальной системы отсчета. Силы инерции. Переносная и кориолисова силы инерции. Центробежная сила инерции. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 14. Кориолисова сила инерции. Примеры ее проявления на Земле. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 15. Кинематика абсолютно твердого тела. Поступательное и вращательное движение твердого тела. Плоское движение. Угловая скорость и угловое ускорение. Мгновенная ось вращения. Теорема Эйлера. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 16. Уравнение моментов для вращательного движения твердого тела вокруг закрепленной оси. Момент инерции относительно оси и приёмы его вычисления. Теорема Гюйгенса-Штейнера. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 17. Теорема Кёнига. Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 18. Момент импульса материальной точки. Момент силы. Закон сохранения момента импульса для материальной точки. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 19. Движение абсолютно твердого тела с закрепленной точкой. Тензор инерции. Осевые и центробежные моменты инерции. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 20. Главные и центральные оси вращения. Силы и моменты сил, действующие на вращающееся твердое тело. Свободные оси вращения. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 21. Гироскопы. Прецессия гироскопа. Угловая скорость вынужденной прецессии. Уравнение (формула) гироскопа. Гироскопические силы. Правило Н. Е. Жуковского. Волчки. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 22. Динамика твердого тела. Уравнение движения центра масс и уравнение моментов. Динамика плоского движения твердого тела. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 23. Свободные колебания системы с одной степенью свободы. Уравнение гармонических колебаний. Его решение. Пружинный и математический маятник. Механическая энергия системы, совершающей свободные колебания. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 24. Свободные гармонические колебания. Амплитуда колебаний. Частота и период колебаний. Фаза и начальная фаза. Начальные условия. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 25. Сложение гармонических колебаний. Биения. Частота биений. Фигуры Лиссажу. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 26. Затухающие колебания. Уравнение затухающих колебаний, его решение. Показатель затухания. Логарифмический декремент затухания. Время релаксации. Добротность. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 27. Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний. Его решение. Процесс установления колебаний. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 28. Резонанс. Амплитудная резонансная кривая. Ширина амплитудной резонансной кривой и добротность. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 29. Понятие о нелинейных колебаниях. Параметрическое возбуждение колебаний. Автоколебания. Релаксационные колебания. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 30. Связанные колебательные системы. Нормальные колебания (моды) и парциальные колебания. Нормальные и парциальные частоты. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 31. Волны. Распространение «импульса» в среде. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Скорость волны и скорости «частиц». \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 32 (34). Волновое уравнение, его решение. Плоская гармоническая бегущая волна. Волны смещений, скоростей, деформаций. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 33. Волны на струне, в стержне, в газовой среде. Связь скорости волны со свойствами среды. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 35. Стоячие волны. Распределение амплитуд смещений, скоростей и деформаций «частиц» в стоячей волне. Узлы и пучности. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 36. Нормальные колебания струны, стержня, столба газа. Акустические резонаторы, резонаторы Гельмгольца. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 37.Элементы акустики. Звуковые волны. Высота и тембр звука. Громкость звука. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 38. Поток энергии в бегущей волне. Вектор Умова. Интенсивность волны. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 39. Движение со сверхзвуковой скоростью. Ударные волны. Конус Маха. Число Маха. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 40.Классический эффект Доплера. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 41.Основные понятия теории относительности. Пространство и время в релятивистской механике. Два постулата Эйнштейна. Синхронизация часов. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 42. Преобразования Лоренца. Инварианты преобразований Лоренца. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 43. Собственная длина и собственное время. Лоренцево сокращение длины движущихся отрезков. Релятивистское замедление темпа хода движущихся часов. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 44. Событие в специальной теории относительности. Интервал между событиями. Инвариантность интервала. Свето-подобные, времени- подобные и пространственно-подобные интервалы. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 45. Относительность одновременности. Интервал между событиями. Причинно-следственная связь между событиями. Скорость света как максимальная скорость распространения сигналов. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 46. Сложение скоростей в релятивистской механике. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 47. Релятивистский импульс. Релятивистское уравнение движения. Понятие о сопутствующей системе отсчета. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 48. Энергия частицы в релятивистском случае. Связь энергии, импульса и массы. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 49. Основы механики деформируемых сред. Типы деформаций. Упругая и остаточная деформации. Деформации растяжения, сжатия, сдвига, кручения, изгиба. Количественные характеристики деформаций. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 50. Закон Гука для различных видов деформаций. Модуль Юнга. Коэффициент Пуассона. Модуль сдвига. Связь между модулем Юнга и модулем сдвига (формула с пояснением). \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 51. Энергия и объемная плотность энергии деформированного твердого тела. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 52. Основы гидро- и аэростатики. Давление и сила давления. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Гидравлический пресс. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 53. Распределение давления в покоящейся жидкости (газе) в поле силы тяжести. Барометрическая формула. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 54. Закон Архимеда. Условия устойчивого плавания тел. Центр плавучести и метацентр. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 55. Стационарное течение жидкости (газа). Линии тока. Трубки тока. Идеальная жидкость. Течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли, условия его применимости. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 56. Сила вязкого трения. Закон Ньютона для вязкого трения. Вязкость. Число Рейнольдса. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 57. Течение вязкой жидкости по трубе. Формула Пуазейля. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 58. Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Парадокс Даламбера. Лобовое сопротивление при обтекании тел. \begin{enumerate} \end{enumerate} Билет 59. Циркуляция скорости. Подъемная сила. Формула Жуковского. Эффект Магнуса. \begin{enumerate} \end{enumerate} \end{document}