Раздел 2. Колебания и волны.

Физические основы механики

Кинематика частицы и абсолютно твердого тела.Система отсчета. Материальная точка (частица). Радиус-вектор частицы. Вектор перемещения. Траектория. Средние и мгновенные скорость и ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорение. Кинематические законы движения. Относительность движений. Абсолютно твердое тело. Вращение вокруг неподвижной оси. Средние и мгновенные угловая скорость и угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными скоростями и ускорениями.

Динамика частицы и механической системы.Законы Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Масса и импульс. Принцип суперпозиции сил. Механическая система. Центр масс. Типы сил в механике. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле. Сила тяжести и вес тела. Движение частицы в гравитационном поле. Упругие силы. Закон Гука. Виды деформаций твердого тела. Модуль Юнга. Силы трения. Трение скольжения и трение качения. Неинерциальные системы отсчета. Уравнение движения частицы в неинерциальных системах отсчета. Центробежная сила инерции и сила Кориолиса, их проявления.

Законы сохранения.Сохраняющиеся величины (импульс, полная механическая энергия и момент импульса механической системы). Замкнутая сис­тема. Импульс силы. Закон сохранения импульса. Центр масс. Уравнение движения центра масс. Работа и мощность. Потенциальная энергия частицы в поле. Полная механическая энергия частицы. Закон сохранения полной механической энергии. Связь между потенциальной энергией и силой. Упругий и неупругий удары. Моменты импульса частицы относительно точки и оси. Момент силы. Уравнение моментов. Момент импульса системы. Закон сохранения момента импульса. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени.

Динамика твердого телаМомент импульса тела относительно неподвижной оси. Момент инерции. Теорема Штейнера. Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела (ось вращения неподвижна). Кинетическая энергия твердого тела при плоском движении. Работа внешних сил, действующих на вращающееся твердое тело.

Раздел 2. Колебания и волны.

Гармонические колебания.Колебательные системы. Амплитуда, период, собственная частота, фаза, скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Уравнение свободных колебаний без трения: пружинный, физический и математический маятники (малые колебания). Гармонический осциллятор. Энергия гармонического осциллятора.

Затухающие и вынужденные колебания. Уравнение затухающих колебаний. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Время релаксации. Добротность колебательной системы. Вынужденные колебания. Уравнение вынужденных колебаний и его решение. Векторная диаграмма. Резонанс. Резонансная кривая.

Волновые процессы.Упругие волны. Гармоническая плоская и сферическая волны. Уравнение плоской волны. Волновое уравнение. Амплитуда, длина волны и волновое число. Фазовая и групповая скорости. Энергия упругой волны. Поток и плотность потока энергии волны. Вектор Умова. Звуковые волны. Эффект Доплера.