5.12.Жидкие кристаллы

Типы жидких кристаллов: нематики, холестирки, смектики. Примеры жидких кристаллов. Фазовые диаграммы. Упругие свойства нематиков. Поведение в электрическом и магнитном полях.

5.13.Вещество в экстремальных условиях

Вещество при сверхвысоких температурах и сверхвысоких плотностях. Металлический водород. Уравнение состояния вещества при больших плотностях. Карликовые белые звезды. Нейтронное состояние вещества. Пульсары. Вещество в сверхсильных электромагнитных полях.

6.Современная физическая картина мира

Вещество и поле. Атомно-молекулярное строение вещества. Атомное ядро. Кварки. Элементарные частицы, лептоны, адроны. Взаимопревращения частиц. Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Иерархия взаимодействий. О единых теориях материи. Физическая картина мира как философская категория.

Основные формулы механика

1. Мгновенная скорость

,

где – радиус-вектор материальной точки, t – время, s – расстояние вдоль траектории движения, – единичный вектор, касательный к траектории.

2. Проекция вектора скорости на ось х

.

3. Средняя путевая скорость

.

4. Мгновенное ускорение

.

5. Тангенциальное ускорение

.

6. Нормальное ускорение

.

7. Полное ускорение

,

,

где R – радиус кривизны траектории, n – единичный вектор главной нормали.

8. Угловая скорость

где φ – угловое перемещение.

9. Угловое ускорение

.

10. Связь между линейными и угловыми величинами

,

, .

11. Импульс (количество движения) материальной точки

,

где m – масса материальной точки.

12. Основное уравнение динамики материальной точки (второй закон Ньютона)

.

13. Силы, рассматриваемые в механике:

а) сила упругости

,

где k – коэффициент упругости (в случае пружины - жесткость), х – абсолютная деформация;

б) сила тяжести

;

в) сила гравитационного взаимодействия

,

где G – гравитационная постоянная; и - массы взаимодействующих тел; r – расстояние между телами (тела рассматриваются как материальные точки).

г) сила трения (скольжения)

,

где f – коэффициент трения; N – сила нормального давления.

14. Закон сохранения импульса для изолированной системы

.

15. Работа силы

.

16. Мощность

.

17. Кинетическая энергия тела, движущегося поступательно,

или .

18. Потенциальная энергия:

а) упругодеформированной пружины

,

где k – коэффициент упругости (в случае пружины - жесткость), х – абсолютная деформация;

б) гравитационного взаимодействия

,

где G – гравитационная постоянная; и - массы взаимодействующих тел; r – расстояние между телами (тела рассматриваются как материальные точки).

в) тела, находящегося в однородном поле силы тяжести

,

где g – ускорение свободного падения, h – высота тела над уровнем, принятым за нулевой (формула справедлива при условии h « R, где R – радиус Земли).

19. Закон сохранения механической энергии

.

20. Работа А, совершаемая результирующей силой, определяется как мера изменения кинетической энергии материальной точки:

.

21. Момент инерции материальной точки

,

где r – расстояние от оси вращения;

22. Моменты инерции некоторых тел массой m относительно оси, проходящей через центр масс:

а) тонкостенного цилиндра (кольца) радиуса R, если ось вращения совпадает с осью цилиндра

;

б) сплошного цилиндра (диска) радиуса R, если ось вращения совпадает с осью цилиндра

;

в) шара радиуса R

;

г) тонкого стержня длиной l, если ось вращения перпендикулярна стержню

.

23. Момент инерции тела массой m относительно произвольной оси (теорема Штейнера)

,

где – момент инерции относительно параллельной оси, проходящей через центр масс, d – расстояние между осями.

24. Момент силы

,

где r – радиус-вектор точки приложения силы.

25. Момент импульса

.

26. Основное уравнение динамики вращательного движения

.

27. Закон сохранения момента импульса для изолированной системы

.

28. Работа при вращательно движении

.

29. Кинетическая энергия вращающегося тела

.

30. Кинематическое уравнение гармонических колебаний материальной точки

,

где х – смещение; А – амплитуда колебаний, – угловая или циклическая частота; – начальная фаза.

31. Скорость и ускорение материальной точки, совершающей гармонические колебания:

, .

32. Период колебаний маятников:

а) пружинного

;

б) математического

;

в) физического

,

где m – масса маятника, k – жесткость пружины, J – момент инерции маятника, g – ускорение свободного падения, l – расстояние от точки подвеса до центра масс.