I. Механика
Кинематика.
1.1. Основные определения и понятия: материальная точка, система отсчета; траектория, путь, перемещение.
1.2. Скорость, средняя скорость, мгновенная скорость.
1.3. Ускорение, среднее ускорение, мгновенное ускорение, полное ускорение, нормальное ускорение, тангенциальное ускорение.
1.4. Вращательное движение. Угол поворота, угловая скорость, угловое ускорение. Связь между линейными и угловыми величинами.
1.5. Уравнение траектории. Уравнения движения.
Динамика поступательного движения.
2.1. Основные определения и понятия: масса, сила, количество движения (импульс).
2.2. Законы Ньютона для тела (материальной точки). Силы в механике.
2.3. Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.
2.4. Механическая система. Внешние и внутренние силы. II закон Ньютона применительно к механической системе.
2.5. Центр масс механической системы. Теорема о движении центра масс механической системы.
Законы сохранения в механике.
3.1. Закон сохранения импульса.
3.2. Механическая работа (элементарная работа, полная работа). Мощность, средняя мощность, мгновенная мощность. Коэффициент полезного действия.
3.3. Кинетическая энергия.
3.4. Потенциальные (консервативные) силы. Потенциальная энергия.
3.5. Закон сохранения энергии.
Динамика вращательного движения.
4.1. Основные определения и понятия: абсолютно твердое тело, момент силы относительно точки, момент импульса относительно точки.
4.2. Основной закон динамики вращательного движения (II закон Ньютона). Закон сохранения момента импульса.
4.3. Вращение тела вокруг неподвижной оси. Проекции момента силы, момента импульса на ось вращения. Момент инерции материальной точки, механической системы, твердого тела.
4.4. Теорема Штейнера. Вычисление моментов инерции твердых тел.
4.5. Работа, мощность и кинетическая энергия при вращении.
Механические гармонические колебания
5.1. Свободные незатухающие колебания.
5.1.1. Пружинный маятник. Дифференциальное уравнение колебаний маятника, его решение. Собственная частота колебаний маятника, период колебаний. Скорость, ускорение. Преобразования энергии.
5.1.2. Математический маятник. Определение. Уравнение моментов, период колебаний, преобразования энергии.
5.1.3. Физический маятник. Определение. Уравнение моментов, период колебаний, приведенная длина физического маятника.
5.1.4. Сложение колебаний одинаковой частоты одного направления. Векторная диаграмма сложения колебаний. Амплитуда и частота результирующего колебания.
5.1.5. Сложение колебаний одного направления с мало отличающимися частотами (биения).
5.1.6. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний с одинаковыми частотами, с кратными частотами (фигуры Лиссажу).
Неинерциальные системы отсчета
6.1. Сила инерции при поступательном движении системы отсчета с постоянным ускорением.
6.2. Сила инерции при равномерном вращении системы отсчета (центробежная сила).
6.3. Сила Кориолиса.
Элементы специальной теории относительности (СТО)
7.1. Постулаты специальной теории относительности. 4-х мерное пространство-время. Интервал между событиями в 4-х мерном пространстве.
7.2. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца (неодновременность событий).
7.3. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца (лоренцево сокращение длины).
7.4. Постулаты специальной теории относительности. Преобразования Лоренца. Следствия из преобразований Лоренца (парадокс близнецов).
7.5. Релятивистский импульс, релятивистская масса. Частицы с нулевой массой покоя.
7.6. Полная энергия, энергия покоя, кинетическая энергия. Взаимосвязь массы и энергии. Дефект массы.
II. Термодинамика и молекулярная физика
1. Идеальный газ. Его свойства. Законы идеального газа.
2. Число степеней свободы газа. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Энергия одной молекулы.
3. Внутренняя энергия газа. I закон термодинамики. Применение I закона к различным изопроцессам.
4. Адиабатический процесс. Вывод уравнения Пуассона. Показатель адиабаты.
5. Работа газа при различных изопроцессах.
6. Количество теплоты. Теплоемкость, удельная теплоемкость, молярная теплоемкость. Молярная теплоемкость при различных изопроцессах.
7. II закон термодинамики. Формулировка Клаузиуса. Принцип действия тепловой машины. КПД тепловой машины. Цикл Карно. Идеальная тепловая машина. КПД идеальной тепловой машины.
8. Макро- и микросостояния системы. Термодинамическая вероятность (статистический вес). Энтропия термодинамической системы. Формула Больцмана. Свойства энтропии замкнутой системы. II закон термодинамики.
9. Изменение энтропии системы, как приведенное количество теплоты. Примеры вычисления.
10. Опыт Штерна по определению скоростей молекул газа. Функция распределения Максвелла. Графическое представление.
11. Распределение Максвелла. Вычисление наиболее вероятной скорости движения молекул.
12. Распределение Максвелла. Вычисление средней скорости движения молекул.
13. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.