Экзамен по общей физике мфти

1. Описание движения материальной точки вдоль плоской кривой. Нормальное и тангенциальное ускорения. Радиус кривизны траектории.
2. Первый закон Ньютона. Инерциальные и неинерциальные системы отсчёта. Преобразования Галилея.
3. Описание состояния частицы в классической механике. Второй закон Ньютона как уравнение движения. Начальные условия.
4. Закон сохранения импульса. Третий закон Ньютона.
5. Центр масс. Закон движения центра масс.
6. Задача двух тел. Приведённая масса.
7. Реактивное движение: уравнение Мещерского, реактивная сила, формула Циолковского.
8. Кинетическая энергия. Связь между кинетическими энергиями в различных системах отсчёта. Теорема Кёнига.
9. Работа силы, мощность. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия, связь силы и потенциальной энергии. Закон сохранения механической энергии. Общефизический принцип сохранения энергии.
10. Упругие столкновения тел. Лобовое столкновение. Диаграммы скоростей для упругого столкновения частиц. Максимальный угол рассеяния на неподвижной частице.
11. Неупругие столкновения частиц. Порог реакции.
12. Момент импульса системы материальных точек относительно точки и относительно оси. Уравнение моментов. Закон сохранения момента импульса.
13. Закон всемирного тяготения. Теорема Гаусса (без вывода) и примеры её применения для вычисления гравитационных полей.
14. Движение тел в центральном гравитационном поле. Законы Кеплера. Виды траекторий, критерий финитности и инфинитности движения. Первая и вторая космические скорости.
15. Интегралы движения в поле центральных гравитационных сил. Связь момента импульса материальной точки с секториальной скоростью.
16. Вычисление параметров эллиптических орбит. Связь длин полуосей орбиты с интегралами движения. Третий закон Кеплера для эллиптических орбит.
17. Вращение твердого тела вокруг фиксированной оси. Момент инерции. Соотношение Гюйгенса—Штейнера. Вычисление моментов инерции.
18. Связь векторов момента импульса и угловой скорости твердого тела. Тензор инерции. Главные оси инерции. Эллипсоид инерции.
19. Плоское движение твёрдого тела. Мгновенная ось вращения. Качение. Скатывание с наклонной плоскости.
20. Гироскоп. Вынужденная регулярная прецессия гироскопа (приближенная теория).
21. Свободные гармонические колебания. Примеры гармонических осцилляторов. Фазовые траектории гармонического осциллятора.
22. Физический маятник. Уравнение колебаний, период малых колебаний. Центр качания, приведённая длина, теорема Гюйгенса.
23. Осциллятор с вязким трением. Коэффициент затухания, логарифмический декремент затухания, добротность. Фазовые траектории осциллятора с затуханием.
24. Параметрическое возбуждение колебаний (на примере качелей).
25. Вынужденные колебания осциллятора с затуханием под действием синусоидальной силы. Амплитудно-частотная характеристика осциллятора. Резонанс.
26. Описание движения тела в неинерциальной системе отсчёта. Преобразование скоростей и ускорений. Силы инерции. Невесомость.
27. Поступательная и центробежная силы инерции, примеры их проявлений. Потенциальная энергия сил инерции.
28. Сила Кориолиса и её геофизические проявления. Маятник Фуко. Отклонение траектории падающего тела от направления отвеса.
29. Упругие и пластические деформации. Модуль Юнга. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Всестороннее и одностороннее сжатие. Объёмная плотность энергии упругой деформации.
30. Касательные напряжения. Деформация сдвига, модуль сдвига.
31. Скорость распространения продольных упругих возмущений в стержне.
32. Бегущие и стоячие волны. Длина волны, волновое число, фазовая скорость. Условия возникновения стоячих волн.
33. Принцип относительности. Преобразования Лоренца. Интервал, инвариантность интервала. Относительность понятия одновременности. Замедление времени, собственное время частицы. Сокращение длин.
34. Релятивистский закон сложения скоростей.
35. Энергия и импульс релятивистской частицы. Энергия покоя. Кинетическая энергия. Инвариант энергии-импульса.
36. Уравнение движения релятивистской частицы под действием внешней силы.

37. Эффект Доплера (релятивистский и классический).

39. Стационарное ламинарное течение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Формула Торричелли.

40. Стационарное течение вязкой жидкости в трубе. Формула Пуазейля.
41. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Число Рейнольдса. Законы гидродинамического подобия.

На улице выпал снег, на календаре остался последний листок, а значит, всем нам пора задуматься над тем, как сдавать экзамены. Причем не у всех они стандартные: у 3-го курса вовсю кипит подготовка к ГОСам.

Что это такое? Давайте разбираться.

На 3-м курсе общая математика и физика заканчиваются — и начинается специализация. Естественно, студенты должны продемонстрировать, чему они научились. Как сказал Виктор Викторович Вышинский, декан нашего факультета: «ГОС позволяет суммировать знания, подвести итоги».

В общем, ГОС (он же — госэкзамен) — штука действительно серьезная, и вот почему. Если до этого момента проверялось усвоение одного предмета — причем максимум за год, то ГОС включает в себя все связанное с определенным направлением (физикой, математикой, специальностью и т. д.). И каждый госэкзамен имеет свои особенности.

Кирилл Иванович
студент 4-го курса

«Мой вопрос по выбору — “Афтоэлектронная эмиссия, термоэлектронная эмиссия, холодная эмиссия, туннелирование Фаулера-Нордгейма, эффект Шоттки”. Два раза его менял — меня постоянно кто-то опережал, забирал тему. Поэтому решил взять не из предложенного списка, а из материала 6-го семестра. Юрий Владимирович Маношкин дал мне английскую статью, я покопался еще в нескольких источниках — и во всем разобрался. В принципе, билет был несложный — только понять все нужно. Очень интересный вопрос, если над ним посидеть».

Например, в програму по математике входит не только математический анализ, но и остальные предметы, которые изучают на кафедре высшей математики (аналитическая геометрия, ТФКП, дифференциальные уравнения и т. д.)

На физике же такого издевательства нет, надо всего лишь вспомнить всё за прошедшие 3 года. Но за это приходится расплачиваться. Поэтому на экзамене будет ещё и вопрос по выбору. Его, как ясно из названия, студент выбирает сам из списка предложенных тем. Впрочем, можно придумать что-то свое. Конечно, лучше выбрать тему, которую, скорее всего, не возьмет больше никто, и расписать ее так, чтобы преподавателю было интересно послушать. Вопрос по выбору — это своеобразная визитная карточка, от которой зависит первое впечатление о степени подготовленности студента. Если вам интересна тема и вы сможете ответить на дополнительные вопросы, с ней связанные, и вообще производите хорошее впечатление — считайте, что на 60—70% вы ГОС уже сдали, причем удачно.

Виталий Федорович Козлов
заместитель по ФАЛТ заведующего кафедрой общей физики МФТИ

«Я смутно помню свой ГОС. По-моему, моим вопросом по выбору были “Газодинамические лазеры”. Тогда это было довольно модным течением, и я стал заниматься этим вопросом дальше — и диплом был ему посвящен, и диссертацию защитил на эту тему. А детали я не помню. Помню только, что получил “отлично”: комиссии вроде понравился».

В остальном ГОСы по физике и математике мало отличаются от обычных экзаменов на этих кафедрах. Разве что устную физику мы сдаём в Долгопрудном — и комисии из трёх преподавателей.

А теперь — о ГОСе по специальности. Доживают до него не все, т. к. проходит он уже в конце магистратуры, — это последний рывок перед защитой магистерской дисертации. Его сдают на базовой кафедре — и тоже зимой. Причем на каждой кафедре этот экзамен выглядит по-своему и включает в себя вопросы по всем пройденным на ней курсам. Так что по сложности и объему материала он, возможно, перекрывает оба предыдущих ГОСа вместе взятых. Но ведь не просто так он стоит последним перед получением диплома физтеха!

О ГОСе по математике  мы расскажем ближе к летней сессии.

Алексей Борисович Миллер
преподаватель физики

«Вопросом по выбору у меня был “Гравитационный коллапс”. Строго говоря, к теоретической физике эта тема ближе, чем к общей. Но мне она была очень интересна, и я решил использовать ГОС как повод для того, чтобы в ней разобраться, потому что копаться там нужно было очень долго.

Семинаристом у нас был Вадим Михайлович Кузнецов (он как раз очень хорошо разбирался в современной физике). Я спросил у него, можно ли выбрать этот вопрос. Он меня поддержал: “Да, это интересная тема. Давай поработаем”.

Полгода мне пришлось готовиться к ответу. Оказалось, что есть хорошая книжка — “Релятивистская астрофизика” Зельдовича. Я начал ее читать, но весь аппарат, который там был, требовал знания соответствующих частей из курса Ландау-Лифшица. А Ландау-Лифшица, как известно, читать сложно — там тензорный анализ.

Поэтому понадобился учебник по тензорному анализу Сокольникова.

Ну вот, при помощи этих трех книжек как-то удалось разобраться в теме. И я до сих пор не жалею, что этим занимался!».