Все определения по физике за 9 класс основные понятия, термины, законы и формулы по термодинамике, динамике, механике, оптике, молекулярной физике

Формулы по физике за 9 класс

• Формулы по физике за 9 класс: основные разделы
• Кинематика
  • Равномерное прямолинейное движение
  • Равноускоренное прямолинейное движение
  • Равномерное движение по окружности
• Динамика
  • Законы Ньютона
  • Силы в природе
  • Сила всемирного тяготения
  • Движение тела под действием силы тяжести
  • Силы трения
  • Движение тела под действием нескольких сил
  • Закон сохранения в механике
• Движение жидкостей и газов по трубам
• Примеры задач

Формулы по физике за 9 класс: основные разделы

Программа обучения по предмету физика в 9 классе включает в себя несколько разделов: кинематика и динамика, которые в свою очередь состоят из подразделов. Таким образом ученики старшей школы изучают механические колебания и волны, законы взаимодействия и движения тел, электромагнитные явления, строение атомов и их ядер, основные законы механики. В школьную программу девятого года обучения также входят основные свойства света: интерференция, преломление и дисперсия.

Кинематика

Кинематика — один из разделов механики. Кинематика изучает механическое движение тел и способы его описания, независимо от причин этого движения. В данном случае под механическим движением подразумевается любое изменение положения какого-либо тела полностью или частично относительно других тел, случившееся с течением времени.

В Кинематике изучают простые виды движения.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Равномерное прямолинейное движение

Понятие равномерного прямолинейного движения заключается в том, что тело движется по прямой с одинаковой скоростью, то есть за равные промежутки времени тело перемещается на одинаковое расстояние. В таком случае скорость тела остается постоянной, однако является векторной величиной.

Скорость может быть как положительной, так и отрицательной. Все зависит от того, в каком направлении оси X (положительном или отрицательно) направлен вектор скорости. Если тело находится в покое, то его скорость равняется нулю, а координата не меняется в течение времени.

При равномерном прямолинейном движении координата тела вычисляется по следующей формуле:

В этой формуле x – начальная координата, x – конечная координата, v – скорость, t – время.

Если начальная координата — это начало движения и x = 0, то формулу можно сократить до x₁ = v · t.

Если x = 0, то пройденный путь S будет равен координате x. Из этого утверждения можно получить формулу прямолинейного равномерного движения относительно пройденного телом расстояния:

Из этого можно вывести формулы относительно скорости и времени:

Скорость и время также можно выразить из полной формулы для тех случаев, когда x не равно 0:

Равноускоренное прямолинейное движение

В случае равноускоренного прямолинейного движения тело изменяет скорость своего движения на одинаковую величину за любые равные промежутки времени. Под ускорением в контексте данного определения понимается изменение значения скорости за единицу времени.

Скорость тела вычисляется по формуле:

В данной формуле v – конечная скорость, v – начальная скорость, a – ускорение, t – время.

В равноускоренном прямолинейном движении постоянной величиной является ускорение, а не скорость. Ускорение может быть больше или меньше нуля. В случае увеличения скорость, значение ускорения будет больше нуля, а в случае уменьшения — меньше.

Рассмотрим случай, если начальная скорость тела равно 0. Тогда его скорость через какое-либо время t будет равна произведению ускорения и этого времени:

Допустим, что нам известны текущая скорость тела и время, за которое тело развило указанную скорость из состояния покоя. Тогда мы можем определить ускорение:

В том случае, если начальная скорость тела не равна нулю, мы можем рассчитать конечную скорость тела по следующей формуле:

Взглянем на случаи, когда вектор скорости направлен в противоположном направлении (например, подброшенный камень, его скорость направлена в противоположную сторону от ускорения свободного падения) или в случае торможения. Тогда формула будет выглядеть следующим образом:

В случае свободного ускорения остальные формулы будут записываться так:

at = v – v, a = (v – v)/t

А говоря о торможении, мы используем эти формулы:

Если тело останавливается, то нам следует использовать эту формулу:

А если необходимо узнать, через какой отрезок времени тело остановится, то мы запишем формулу так:

Обратимся к формуле, которая поможет найти путь, которое тело проходит при прямолинейном ускорении. Если при равномерном движении, оси времени и расстояния параллельны, то в случае равноускоренного движения ось движения либо возрастает, либо убывает. Тогда вместо прямоугольника, чью площадь мы вычисляли при равномерном движении, необходимо вычислить площадь трапеции.

Площадь трапеции равна полусумме оснований на высоту, таким образом мы получаем:

Пройденный путь определяется по формуле:

Путь торможения рассчитывается с помощью этой формулы:

Равномерное движение по окружности

Говоря о равномерном движении по окружности, нужно понимать, что в этом случае вектор скорости тела изменяется (скорость направлена по касательным к окружности), а модуль скорости тела (числовое значение) остается постоянным.

Предположим, что необходимо вычислить модуль скорости за один оборот тела по окружности. Обозначим оборот как S, а время, за которое тело его совершило, как t. Тогда формула будет записываться следующим образом: v = s/t.

Однако, если мы говорим об одном обороте, то это называется период. То есть время, за которое тело совершает один оборот вокруг окружности. Он обозначается как T. И тогда формула одного оборота будет выглядеть так: v = s/T

Если S в данном случае это длина окружности (l), то формула принимает вид v = 2πR/T, в соответствии с формулой окружности l = 2piR

Если необходимо найти период при известном модуле скорости, то формула примет вид T = 2piR/v

Аналогично радиус можно найти через формулу R = ½ vT/pi

Динамика

Динамика — раздел механики, изучающий предпосылки изменения в характере движения. Например, возникновение движения. Именно этот раздел изучает три закона Ньютона. В задачах динамики содержится решение таких вопросов как определение действующих на тело сил по характеру его движения и наоборот.

Законы Ньютона

Первый закон Ньютона гласит, что существуют такие системы отсчета, относительно которых тело движется прямолинейно и равномерно, или покоится, если на него не действуют другие тела или их действия скомпенсированы.

Введем основные величины:

Инерциальными называются системы отсчета, которые движутся равномерно прямолинейно относительно Земли. Все системы отсчета, которые движутся прямолинейно и равномерно относительно инерциальной, также являются таковыми. Если система отсчета движется с ускорением, то она — неинерциальная.

Сила — это физическая величина, которая характеризует действие одного тела на второе. В результате этого действия второе тело получает ускорение в инерциальной системе отсчета. Измеряется в ньютонах.

Масса — это физическая величина, которая количественно характеризует инертность тела. Измеряется в килограммах.

Взглянем на тело, на которое действует сила с модулем равным 1 Н. Так как изначально тело массой 1 кг находилось в покое в инерциальной системе, модуль его ускорения будет равен 1 м/с 2 .

В соответствии со вторым законом Ньютона сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение. Это основной закон динамики.

Для выведения второго закона Ньютона и формулы, где F = ma, необходимо обобщить два факта:

• если на два тела, масса которых различна, подействовать равной силой, то ускорения, которые приобретут тела, будут обратно пропорциональны массам;
• если на одно и то же тело действуют силы разной величины, то ускорения тела будут прямо пропорциональны приложенным силам.

Благодаря этому закону, возможно вычислить не только силу, действующую на тело, но и ускорение. Для этого нужно использовать формулу [w = frac]

В векторной форме второй закон Ньютона записывается как ma = mg + N + F_тр

Третий закон Ньютона гласит, что силы, с которыми две материальные точки воздействуют друг на друга, всегда равны по модулю и направлены в противоположные стороны вдоль прямой, соединяющей эти точки.

Выразить закон формулой можно следующим образом F₁ = -F₂

В случае взаимодействия тел силы имеют одинаковую природу, однако, они приложены к разным телам. Таким образом эти силы не могут уравновешивать друг друга, а складывать можно только силы, приложенные к одному телу.

Силы в природе

В соответствии с законом Гука, при деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Природа этой силы состоит в электромагнитном взаимодействии между атомами и молекулами вещества. Эта сила называется упругость.

Говоря о малых деформациях (если |x| 2 m = mg

g в данном случае — ускорение свободного падения, о котором говорилось выше. В данном случае g = GfracMR₃ 2 . Среднее значение ускорения свободного падения равно 9,81 м/с 2 .

R₃ — это радиус Земли. Он равен 6,38·10 6 м.

G в формуле обозначает гравитационную постоянную. Она равна 6,67·10 –11 Н·м 2 /кг 2 .

Движение тела под действием силы тяжести

Ускорение свободного падение является частным случаем равноускоренного прямолинейного движения. В этом случае ускорение всегда будет равно 9,8 м/с 2 и обозначается буквой g. Таким образом g — это ускорение свободного падения.

Ускорение свободного падения можно вычислить по следующей формуле: g = GM₃/(R₃+H) 2

В данном случае H — это гравитационная постоянная, M — масса земли, R — радиус земли, а H — высота падения тела.

Скорость тела под действием силы тяжести можно вычислить по формуле: v = gt

Высоту, с которой падает тело, можно вычислить по формуле H=gt 2 /2

Силы трения

Силой трения называют силу, характеризующую взаимодействие, возникающее в месте соприкосновения тел и препятствующее их относительному движению. Сила трения имеет электромагнитную природу.

Трение можно разделить на три вида: трение покоя, трение скольжения и трение качения.

Трение покоя — это трение, которое возникает при отсутствии перемещения соприкасающихся тел относительно друг друга.

Можно сказать, что эта сила не позволяет одному телу двигаться относительно другого. Эта сила направлена противоположно силе, приложенной извне параллельно поверхности соприкосновения. Сила трения покоя возрастает вместе с силой, которая стремится сдвинуть тело с места.

Трение скольжения возникает при действии на тело силе, превышающей максимальную силу трения покоя.

Это тело сдвигается с места и начинает дальнейшее движение. Сила трения скольжения всегда направлена в противоположную сторону от относительной скорости соприкасающихся тел.

Трение качения возникает в случае, если тело не скользит по другому телу, а катится наподобие колеса или цилиндра. Трение качения — это трение, которое возникает на месте их соприкосновения.

В виде формулы сила трения выглядит следующим образом: F_тр = μmg

В данном случае μ – коэффициент трения, m – масса тела, а g — ускорение свободного падения (постоянная величина 9,81 м/с 2 ).

Движение тела под действием нескольких сил

Если на тело действуют несколько сил одновременно, то необходимо найти равнодействующую всех сил по формуле F = F₁ + F₂ + F₃

Равнодействующая сила может быть равна нулю. В таком случае тело находится в состоянии покоя.

Закон сохранения в механике

Закон сохранения импульса гласит, что геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

В виде формулы закон сохранения импульса выглядит следующим образом: p₁ + p₂ = p₁’ + p₂’ m₁v + m₂u = m₁v’ + m₂u’

В свою очередь импульсом тела называют величину, которая равна произведению массы тела на его скорость: p = mv.

Изменение импульса тела равно импульсу силы, который в свою очередь вычисляется по формуле P = Ft

Кинетическая энергия равна половине произведения массы тела и квадрата его скорости: Ek = mv2/2

Кинетическая энергия — это физическая величина, которая характеризует движущиеся тела. Выражается в Дж.

Закон сохранения энергии состоит в том, что полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы.

Мощность — это величина, которая равна отношению совершенной работы к промежутку времени, за который она совершена. Выражается в Вт.

Вычисляется по формуле N = A/t

Коэффициент полезного действия (КПД) — это название величины, равной отношению полезной работы ко всей совершенной работе. Выражается в Дж.

КПД демонстрирует эффективность использования затраченной энергии. Коэффициент не может быть больше единицы, однако его можно выразить в процентах.

Вычисляется КПД по формуле η = A_п/A_з

Для выражения в процентах применяется формула η = A_п/A_з ∙ 100%

Движение жидкостей и газов по трубам

Закон Бернулли гласит, что давление жидкости, текущей в трубе, больше в тех частях трубы, где скорость ее движения меньше, и наоборот, в тех частях трубы, где скорость больше, давление меньше.

Уравнение Бернулли для горизонтальной трубы выглядит следующим образом ([p_ <1>+ frac <2>= p_ <2>+frac<2>])

В этом уравнении p1 и p2 — статические давления, а rho — плотность жидкости. В данном случае статическое давление равно отношению силы давления одной части жидкости на другую к площади соприкосновения, когда скорость их относительного движения равна нулю.

Если труба не горизонтальная, то уравнение Бернулли примет следующую форму:

Примеры задач

На рисунке представлены графики зависимости координаты двух тел от времени. Графики каких зависимостей показаны? Какой вид имеют графики зависимости скорости и пути пройденного телом, от времени?

На рисунке показаны графики равномерного движения тел.

1. В начальный момент времени t = 0 первое тело имеет начальную координату х_о1 = 1 м, второе тело — координату х_о2 = 0.
2. Оба тела движутся в направлении оси Х, так как координата возрастает с течением времени.
3. Уравнение движения для равномерного прямолинейного движения имеет вид: x=x_о+v_хt.

Тогда для первого, второго тела соответственно:

Определим скорости первого и второго тела:

Шар подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной l = 0,5 м. Какую минимальную горизонтально направленную скорость vo надо сообщить шару, чтобы он сделал полный оборот в вертикальной плоскости?

Воспользуемся законом сохранения механической энергии при переходе шарика из нижнего положения в верхнее:

В верхней точке на шарик будут действовать 2 силы: сила тяжести mg (направлена вниз) и сила натяжения нити T (также направлена вниз). Эти силы сообщают шарику центростремительное ускорение, направленное вниз — к точке подвеса, где l — длина подвеса или нерастяжимой нити.

Поскольку шарик достиг верхней точки (T = 0, условие задачи), то ([ frac = mg ]) , отсюда v 2 = gl

Сделаем подстановку и получим ([ frac <2>= 2mgl + frac<2>])

v_o 2 = g4l + gl = 5gl

Выполнив вычисления, получим: v_o = √(5×10×0,5) = 5 (м/с).

Ответ: если шарик подвешен на нерастяжимой нити, его скорость должна составлять не менее 5 м/с.

Экваториальный радиус Земли равен 6370 км. Определить линейную и угловую скорости движения точек экватора при вращении Земли вокруг оси.

Линейная скорость вращения ν точек земного экватора:

При этом угловая скорость вращения w всех точек Земли равна:

После вычислений у нас получится: ν = 463 м/с, w = 7,3×10 −5 рад/с.

Все определения по физике за 9 класс основные понятия, термины, законы и формулы по термодинамике, динамике, механике, оптике, молекулярной физике

ЭНЕРГИИ СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЗАКОН – общий закон природы: энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной (сохраняется). Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение (уменьшение) ее энергии равно убыли (возрастанию) энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей.

АРХИМЕДА ЗАКОН – закон гидро- и аэростатики: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, числено равная весу жидкости или газа, вытесненного телом, и приложенная в центре тяжести погруженной части тела. F A = gV, где r – плотность жидкости или газа, V – объем погруженной части тела. Иначе можно сформулировать так: тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ). Тогда P= mg – F A Открыт др. гр. ученым Архимедом в 212г. до н.э. Является основой теории плавания тел.

ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ ЗАКОН – закон тяготения Ньютона: все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: , где M и m – массы взаимодействующих тел, R – расстояние между этими телами, G – гравитационная постоянная (в СИ G=6,67 . 10 -11 Н . м 2 /кг 2 .

ГАЛИЛЕЯ ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, механический принцип относительности – принцип классической механики: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одних и тех же условиях. Ср. относительности принцип.

ГУКА ЗАКОН – закон, согласно которому упругие деформации прямо пропорциональны вызывающим их внешним воздействиям.

ИМПУЛЬСА СОХРАНЕНИЯ ЗАКОН – закон механики: импульс любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянным (сохраняется) и может только перераспределяться между частями системы в результате их взаимодействия.

НЬЮТОНА ЗАКОНЫ – три закона, лежащие в основе ньютоновской классической механики . 1-й закон (закон инерции): материальная точка находится в состоянии прямолинейного и равномерного движения или покоя, если на нее не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. 2-й закон (основной закон динамики): ускорение, полученное телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела (). 3-й закон: две материальные точки взаимодействуют друг с другом силами одной природы равными по величине и противоположными по направлению вдоль прямой, соединяющей эти точки ().

ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП – один из постулатов относительности теории , утверждающий, что в любых инерциальных системах отсчета все физические (механические, электромагнитные и др.) явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Является обобщением Галилея принципа относительности на все физические явления (кроме тяготения).

2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

АВОГАДРО ЗАКОН – один из основных законов идеальных газов: в равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Открыт в 1811 году итал. физиком А.Авогадро(1776-1856).

БОЙЛЯ-МАРИОТТА ЗАКОН – один из законов идеального газа: для данной массы данного газа при постоянной температуре произведение давления на объем есть величина постоянная. Формула: pV=const. Описывает изотермический процесс.

ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ – один из основных законов термодинамики , согласно которому невозможен периодический процесс единственным результатом которого является совершение работы, эквивалентной количеству теплоты, полученному от нагревателя. Другая формулировка: невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. В.з.т. выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода.

ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОН – газовый закон: для данной массы данного газа при постоянном давлении отношение объема к абсолютной температуре есть величина постоянная ,где =1/273 К -1 – температурный коэффициент объемного расширения.

ДАЛЬТОНА ЗАКОН – один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов.

ПАСКАЛЯ ЗАКОН – основной закон гидростатики : давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ – один из основных законов термодинамики, являющийся законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула: Q= U+A. Лежит в основе работы тепловых машин.

ШАРЛЯ ЗАКОН – один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре: где p 0 – давление при 0 0 С, =1/273,15 К -1 – температурный коэффициент давления.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ

АМПЕРА ЗАКОН – закон взаимодействия двух проводников с токами; параллельные проводники с токами одного направления притягиваются, а с токами противоположного направления – отталкиваются. А.з. называют также закон, определяющий силу, действующую в магнитном поле на малый отрезок проводника с током. Открыт в 1820г. А.-М. Ампером.

ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН – закон, описывающий тепловое действие электрического тока. Согласно Д. – Л.з. количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения.

ЗАРЯДА СОХРАНЕНИЯ ЗАКОН – один из фундаментальных законов природы: алгебраическая сумма электрических зарядов любой электрически изолированной системы остается неизменной. В электрически изолированной системе З.с.з. допускает появление новых заряженных частиц (напр., при электролитической диссоциации, ионизации газов, рождении пар частица – античастица и др.), но суммарный электрический заряд появившихся частиц всегда должен быть равен нулю.

КУЛОНА ЗАКОН – основной закон электростатики , выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними: два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды. В СИ имеет вид: . Величина числено равна силе, действующей между двумя точечными неподвижными зарядами по 1 Кл каждый, находящимися в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга. К.з. является одним из экспериментальных обоснований электродинамики.

ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО – правило, определяющее направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током (или движущуюся заряженную частицу). Оно гласит: если левую руку расположить так, чтобы вытянутые пальцы показывали направление тока (скорости частицы), а силовые линии магнитного поля (линии магнитной индукции) входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (положительную частицу; в случае отрицательной частицы направление силы противоположно).

ЛЕНЦА ПРАВИЛО (ЗАКОН) – правило, определяющее направление индукционных токов, возникающих при электромагнитной индукции. Согласно Л.п. индукционный ток всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшие этот ток. Л.п. – следствие закона сохранения энергии.

ОМА ЗАКОН – один из основных законов электрического тока: сила постоянного электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Справедлив для металлических проводников и электролитов, температура которых поддерживается постоянной. В случае полной цепи формулируется следующим образом: сила постоянного электрического тока в цепи прямо пропорциональна эдс источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи.

ПРАВОЙ РУКИ ПРАВИЛО – правило, определяющее 1) направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле: если ладонь правой руки расположить так, чтобы в нее входили линии магнитной индукции, а отогнутый большой палец направить по движению

проводника, то четыре вытянутых пальца покажут направление индукционного тока; 2) направление линий магнитной индукции прямолинейного проводника с током: если большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата проводника четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции.

ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ – основные законы электролиза. Первый Фарадея закон: масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества (заряду), прошедшему через электролит (m=kq=kIt). Второй Ф.з.: отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит равно отношению химических эквивалентов. Установлены в 1833-34 г. М. Фарадеем. Обобщенный закон электролиза имеет вид: , где M – молярная (атомная) масса, z – валентность, F – Фарадея постоянная . Ф.п. равна произведению элементарного электрического заряда на постоянную Авогадро. F=e . N A . Определяет заряд, прохождение которого через электролит приводит к выделению на электроде 1 моля одновалентного вещества. F=(96484,56 0,27) Кл./моль. Названа в честь М.Фарадея.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ЗАКОН – закон, описывающий явление возникновения электрического поля при изменении магнитного (явление электромагнитной индукции): электродвижущая сила индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Коэффициент пропорциональности определяется системой единиц, знак – Ленца правилом. Формула в СИ: , где Ф – изменение магнитного потока, а t – промежуток времени, в течение которого это изменение произошло. Открыт М. Фарадеем.

ГЮЙГЕНСА ПРИНЦИП – метод, позволяющий определить положение фронта волны в любой момент времени. Согласно г.п. все точки, через которые проходит фронт волны в момент времени t, являются источниками вторичных сферических волн, а искомое положение фронта волны в момент времени t t совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны. Позволяет объяснить законы отражения и преломления света.

ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ – ПРИНЦИП – приближенный метод решения задач о распространении волн. Г.-Ф. п. гласит: в любой точке, находящейся вне произвольной замкнутой поверхности, охватывающей точечный источник света, световая волна, возбуждаемая этим источником, может быть представлена как результат интерференции вторичных волн, излучаемых всеми точками указанной замкнутой поверхности. Позволяет решать простейшие задачи дифракции света .

ОТРАЖЕНИЯ ВОЛН ЗАКОН – луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу преломления. Закон справедлив для зеркального отражения.

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА – изменение направления распространения света (электромагнитной волны) при переходе из одной среды в другую, отличающуюся от первой показателем преломления . Для преломления выполняется закон: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.

ПРЯМОЛИНЕЙНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА ЗАКОН – закон геометрической оптики, заключающийся в том, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Объясняет, напр., образование тени и полутени.

6. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА.

БОРА ПОСТУЛАТЫ – основные допущения, введенные без доказательства Н.Бором, и положенные в основу БОРА ТЕОРИИ: 1) Атомная система устойчива только в стационарных состояниях, которые соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома. Каждое изменение этой энергии связано с полным переходом атома из одного стационарного состояния в другое. 2) Поглощение и излучение энергии атомом происходит по закону, согласно которому связанное с переходом излучение является монохроматическим и обладает частотой : h =E i -E k , где h – Планка постоянная , а E i и E k – энергии атома в стационарных состояниях.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям

Абсолютный нуль температур – температура, при которой прекращается тепловое движение молекул.

Агрегатное состояние вещества – состояние одного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются скачкообразным изменением ряда физических свойств.

Аморфные тела – твердые тела, не имеющие упорядоченного, периодического расположения частиц в пространстве.

Анизотропия – неодинаковость физических свойств среды в различных направлениях, связанная с внутренним строением сред.

Атом – наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Броуновское движение – беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием молекул.

Влажность (кг/м 3 ) – содержание водяного пара в воздухе.

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа – суммарная кинетическая энергия теплового движения атомов газа.

Внутренняя энергия тела (U) – сумма энергии хаотического (теплового) движения всех микрочастиц тела (молекул, атомов, ионов и т. д.) и энергии взаимодействия этих частиц.

Деформация – изменение формы или размеров тела (или части тела) под действием внешних сил (механических нагрузок) при нагревании, охлаждении, изменении влажности и других воздействиях, вызывающих изменение относительного расположения частиц тела.

Динамическое равновесие – процесс, при котором скорость парообразования равна скорости конденсации.

Диффузия – взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц.

Жидкость – агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкости сохраняют свой объем и принимают форму сосуда.

Закон Бойля-Мариотта. Для газа данной массы произведение давления на его объем постоянно, если его температура не меняется.

Закон Гей-Люссака. Для данной массы газа отношение его объема к абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется.

Закон Гука. Относительное удлинение прямо пропорционально механическому напряжению.

Закон Шарля. Для данной массы газа отношение его давления к абсолютной температуре постоянно, если его объем не меняется

Идеальный газ – модель, в которой не учитывается взаимодействие частиц и их собственный объем. Соударение частиц происходит по закону упругого взаимодействия.

Изобарический процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении.

Изопроцесс – процесс, протекающий в термодинамической системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния.

Изотермический процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре.

Изохорический процесс – процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме.

Испарение – парообразование со свободной поверхности жидкости при любой температуре.

Кипение – процесс парообразования внутри и с поверхности жидкости при температуре кипения.

Количество вещества – отношение числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД, n) – физическая величина, определяемая отношением работы А, совершенной тепловым двигателем за один цикл, к количеству теплоты Q₁, полученной от нагревателя.

Кристаллические тела – твердые тела, имеющие упорядоченное, периодическое расположение частиц в пространстве.

Критическая температура – температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром.

Молекула – наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных беспорядочно движущихся частиц.

Моль (v) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

Молярная масса (n) – масса одного моля вещества.

Молярная теплоемкость (с) – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры 1 моля вещества на 1 °С (1 К).

Насыщенный пар – пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью того же состава.

Ненасыщенный пар – пар, находящийся при давлении ниже давления насыщенного пара.

Необратимый термодинамический процесс – процесс, который самопроизвольно может протекать только в одном направлении.

Обратимый термодинамический процесс – термодинамический процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем система возвращается в исходное положение, а в окружающей среде и самой системе не происходит никаких изменений.

Относительная влажность (f, ф) – отношение парциального давления р водяного пара так же, как содержащегося в воздухе при данной температуре к парциальному давлению р насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

Парообразование – процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное.

Первый закон термодинамики (первая формулировка). Изменение внутренней энергии тела (системы) при переходе из одного состояния в другое равно сумме совершенной над телом работы и полученного им количества теплоты.

Первый закон термодинамики (вторая формулировка). Количество тепла, полученного телом (системой) расходуется на изменение внутренней энергии системы и на работу против внешних сил.

Плавление – процесс перехода вещества из твердого (кристаллического) состояния в жидкое.

Плазма – частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности отрицательных и положительных зарядов равны.

Пластическая (остаточная) деформация – деформация, не исчезающая после прекращения действия внешних сил.

Пластичность – свойства твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и раз 4 меры и сохранять остаточные деформации после прекращения действия этих сил.

Полиморфизм – способность твердых тел существовать в двух или нескольких кристаллических структурах.

Постоянная Авогадро (N_A) – количество структурных элементов (атомов, молекул, ионов или других частиц) в одном моле вещества.

Предел пропорциональности (б_проп) – максимальное напряжение, при котором еще выполняется закон Гука.

Предел прочности (б_пр) – наибольшее напряжение, возникающее в теле перед началом его разрушения.

Предел упругости (б_упр) – напряжение, при котором тело полностью утрачивает упругость.

Твердые тела – агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и объема при постоянной температуре.

Температура (Т, t°) – величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и пропорциональная средней кинетической энергии частиц системы.

Температура кипения – температура жидкости, при которой давление ее насыщенного пара равно или превышает внешнее давление.

Температура плавления – температура, при которой кристаллическое вещество плавится.

Тепловое движение – беспорядочное (хаотическое) движение микрочастиц, из которых состоят все тела.

Тепловой двигатель – устройство, в котором осуществляется преобразование внутренней энергии топлива в механическую.

Теплоемкость тела (С) – количество теплоты, которое нужно сообщить данному телу, чтобы повысить его температуру на один градус.

Теплопередача – процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопроводность – передача тепла в телах, не сопровождаемая перемещением составляющих их частиц. При теплопроводности перенос энергии осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

Термодинамические параметры – физические величины, которые служат в термодинамике для характеристики состояния рассматриваемой системы.

Термодинамическое равновесие – состояние термодинамической системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды.

Термометр – прибор для измерения температуры посредством контакта его с исследуемой средой.

Удельная теплоемкость (с) – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 °С.

Удельная теплота парообразования (L) – величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры.

Удельная теплота плавления (А) – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления перевести его в жидкое состояние.

Упругая деформация – деформация, полностью исчезающая после прекращения действия внешних сил.

Упругость – свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил и других причин, вызывающих деформацию тел.

Уравнение состояния идеального газа. Для данной массы газа произведение давления на объем, деленное на абсолютную температуру, есть величина постоянная.

Хрупкость – способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластической деформации.

Список терминов и понятий по физике (Словарь)

Словарь содержит список самых основных терминов и понятий по физике. Будет полезен школьникам и студентам при подготовке к зачетам и экзаменам, ОГЭ, ЕГЭ.

Словарь основных терминов по физике

А

Аберрация оптической системы – это искажение рисунка, создаваемого оптической системой.

Аберрация света – фиксируемое наблюдателем изменение направления луча света, вызванное движением наблюдателя относительно источника света.

Абляция – это унос вещества с поверхности твердого тела потоком горячих газов, обтекающих эту поверхность.

Абсорбция – это термин в физике означающий обьёмное поглощение вещества из раствора или газа твёрдым телом или жидкостью.

Автоволны – автоколебательные процессы в средах с распределёнными параметрами, появляющиеся в результате потери устойчивости однородного состояния сред.

Автогенератор – это генератор колебаний с самовозбуждением.

Автоионизация – процесс ионизации атомов в сильных электрических полях.

Автоколебания – в нелинейной диссипативной системе – это незатухающие колебания, которые поддерживаются внешним источником энергии, вид и свойства которых определяются самой системой.

Автоколлиматор – это оптико-механический прибор для точной настройки оптических систем, основанный на автоколлимации.

Автоколлимация – ход световых лучей, при котором они, выйдя из некоторой части оптической системы параллельным пучком, отражаются от плоского зеркала и проходят систему в обратном направлении.

Автомодуляция – это пассивное управление добротностью оптического резонатора с помощью введения в него элементов, прозрачность которых меняется под действием световых лучей.

Авторадиография – это метод изучения распределения радиоактивных компонентов в исследуемом объекте наложением на него чувствительной к радиоактивным излучениям фотоэмульсии.

Автофазировка – автоматическое сохранение синхронности между движением пучка заряженных частиц и изменением ускоряющего их поля, которое обеспечивает устойчивость пучка на орбите при ускорении частиц до высоких энергий в циклических ускорителях заряженных частиц.

Адгезия – это слипание различных неоднородных твердых и жидких тел, соприкасающихся своими поверхностями, обусловленное межмолекулярным взаимодействием.

Адиабата – линия, которая изображает на термодинамической диаграмме равновесный адиабатический процесс. (ударная адиабата – зависимость давления от объёма газа в ударной волне).

Адроны – это общее наименование элементарных частиц, участвующих в сильных взаимодействиях.

Адсорбция – поглощение вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

Аккумулятор – это устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. (электрический аккумулятор – это прибор, накапливающий под действием электрического тока химическую энергию и отдающий её по мере надобности в виде электрической энергии во внешнюю электрическую цепь).

Акселерометр – это устройство для измерения ускорения.

Аксоид – поверхность, описываемая в пространстве мгновенной осью вращения тела, которое вращается вокруг неподвижной точки.

Акустика – это область физики, которая исследует генерацию, распространение и взаимодействие с веществом звуковых волн. (Архитектурная акустика – раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в помещениях, отражение и поглощение их поверхностями, влияние отражённых волн на слышимость речи и музыки. Молекулярная акустика – раздел акустики, изучающий молекулярные процессы акустическими методами.).

Акустооптика – это раздел физики, изучающий взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми волнами в твёрдых телах и жидкостях.

Акустоэлектроника – это область физики и техники, связанная с разработкой ультразвуковых устройств для преобразования и обработки радиосигналов.

Акцептор – дефект кристаллической решётки полупроводника, захватывающий электроны, обусловленный примесью или дислокацией.

Альбедо – физическая величина, которая характеризует отражательную или рассеивающую способность поверхности тела по отношению к падающим на неё излучению или частицам.

Альфа-лучи – вид излучения радиоактивных ядер хим элементов, представляющий из себя поток α-частиц.

Альфа-распад (α-распад) – это самопроизвольное испускание α- частиц радиоактивными ядрами элементов.

Альфа-спектометр – это устройство для измерения энергии α- частиц, который испускают радиоактивные ядра.

Альфа-частица (α-частица) – ядро атома гелия, испускаемое некоторыми радиоактивными веществами.

Ампер – это единица измерения силы электр. тока в системе СИ.

Ампер-весы – прибор для воспроизведения ампера.

Ампер-виток – это единица магнитодвижущей силы, определяемая произведением числа витков обмотки, по которой протекает электр. ток, на значение силы тока в амперах.

Амперметр – это устройство для измерения силы электрического тока.

Анастигмат – это объектив, практически свободный от всех аберраций оптических систем.

Ангармонизм – отличие колебаний от гармонических колебаний, вызванное нелинейностью колебательной системы.

Ангстрем – это внесистемная единица длины, которая используется в атомной физике, и равная 10 -10 м.

Анемометр – прибор-устройство для измерения скорости газовых потоков.

Анизотропия – это термин физики определяющий зависимость физических свойств тела или поля от направления. (бывает магнитная, оптическая, упругая анизотропия).

Аннигиляция – процесс превращения частицы и соответствующей ей античастицы в другие частицы, которые происходят при их столкновении.

Анод – положительный полюс источника электр. тока. 2. Электрод прибора, соединяемый с положительным полюсом источника электрического тока.

Антинейтрино – это нейтральная элементарная частица, являющаяся античастицей по отношению к нейтрино.

Антиподы оптические – оптически активные кристаллы, существующие в двух формах с одинаковой по величине, но противоположной по знаку вращательной способностью в одних и тех же условиях.

Антисегнетоэлектрик – это диэлектрический кристалл, который, не являясь сегнетоэлектриком, обладает фазовым переходом с заметной аномалией температурной зависимости диэлектрической проницаемости и гистерезисом в сильных электрических полях.

Антиферромагнетизм – магнетизм, при котором магнитные моменты атомов ли ионов в веществе антипаллельны, причём намагниченность в отсутствие магнитного поля равна нулю.

Антиферромагнетик – это вещество, которое обнаруживает антиферромагнетизм.

Античастица – это элементарная частица, отличающаяся от соответствующей ей частицы знаком электрического заряда, магнитного момента или другой характеристики.

Апертура – диаметр отверстия, которое определяет ширину светового пучка в оптической системе. (Угловая апертура – угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему).

Аподизация – искусственное перераспределение интенсивности в дифракционном изображении точечного источника света.

Апостильб – это термин несистемной единицы яркости.

Апохромат – объектив, у которого после коррекции аберраций оптических систем остаточная хроматическая аберрация меньше, чем у ахромата.

Ареометр – это устройство-прибор для определения плотности жидкостей, действие которого основано на законе Архимеда.

Ассоциация молекул – образование в растворах относительно неустойчивых групп молекул, в которых молекулы связаны ван-дер-ваальсовыми и другими сравнительно слабыми силами.

Астеризм – размытие рефлексов на лауэграмме при деформации кристаллов.

Астигматизм – это аберрация оптической системы, при которой изображение точечного источника света представляет собой два взаимно перпендикулярных отрезка прямой линии, не лежащих в одной плоскости.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и некоторые другие планеты. (Нормальная атмосфера – внесистемная единица давления, равная 101325Па или 760мм. рт. ст. Стандартная атмосфера – международная условная атмосфера (1.), в которой распределение давления по высоте над поверхностью Земли рассчитано по барометрической формуле. Техническая атмосфера – единица давления в системе единицМКГСС.).

Атмосферики – электрические импульсы, создаваемые радиоволнами, которые излучаются при разрядах молний.

Атом – это наименьшая часть хим. элемента, которая является носителем его свойств. (Водородоподобный атом – атом, имеющий один электрон во внешней электронной оболочке. Возбуждённый атом – состояние атома, в котором он имеет большую энергию, чем в основном состоянии. Атом отдачи – атом, получивший при радиоактивном превращении его ядра кинетическую энергию, заметно превышающую энергию теплового движения частиц среды, в которой он находится.).

Атомизм – это учение о дискретном строении материи.

Ахромат – объектив, у которого хроматическая аберрация полностью устранена для двух длин волн света, а для остальных значительно уменьшена.

Аэродинамика – это раздел аэромеханики, изучающий законы движения газообразной среды и её взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами.

Аэрозоль – дисперсная система, состоящая из мелких частиц, взвешенных в воздухе или в другом газе.

Аэромеханика – это раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред, и механическое воздействие этих сред на находящиеся в них твердые тела.

Аэростатика – это раздел аэромеханики, изучающий условия равновесия газов и действия неподвижных газов на покоящиеся в них твёрдые тела.

Б

База – это электрод полупроводникового прибора, обеспечивающий электрическую связь с областью между эмиттерным и коллекторным p-n-переходом.

Бар – внесистемная единица давления.

Барион – это элементарная частица с полуцелым спином и массой не меньше массы протона.

Барн – единица площади, применяемая для выражения эффективных сечений ядерных процессов.

Барограф – это самопишущий прибор для непрерывной записи атмосферного давления.

Бародиффузия – это диффузия, происходящая под действием давления или поля силы тяжести.

Барометр – это устройство для измерения атмосферного давления.

Батарея – собрание нескольких однотипных приборов или устройств, составляющих единую систему для совместного действия. (Аккумуляторная батарея – электрическая батарея, состоящая из электрических аккумуляторов. Конденсаторная батарея – батарея, составленная из электрических конденсаторов, соединённых последовательно или параллельно. Электрическая батарея – батарея, состоящая из источников электрического тока, соединённых последовательно или параллельно.).

Беккерель – это единица активности радиоактивного нуклида в СИ.

Бел – единица десятичного логарифма отношения значений двух одноимённых физических величин в СИ.

Бета-излучение – это поток β- частиц, испускаемых атомными ядрами при β- распаде.

Бета-распад (β- распад) – это радиоактивные превращения атомных ядер, а также свободного нейтрона в протон, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино либо позитроны и нейтрино.

Бета-спектрометр – прибор для регистрации распределения β- частиц по энергиям.

Бета-спектроскопия – исследование распределения β- частиц по энергиям.

Бетатрон – это циклический индукционный ускоритель, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем, создаваемым переменным магнитным полем.

Бета-частица (β- частица) – электрон или позитрон, испускаемые атомными ядрами при их β- распаде.

Бизеркало – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника отражается от двух зеркал, расположенных под углом, немного меньшим 180°С.

Билинза – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух слегка разведённых полулинз, полученных разрезанием одной собирательной линзы.

Бинокль – состоящий из двух зрительных труб оптический прибор для наблюдения удалённых предметов двумя глазами.

Био – это основная единица силы электрического тока в системе единиц СГСБ, размер которой устанавливается на основании закона Ампера при условии, что магнитная проницаемость является безразмерной величиной, равной 1 в случае вакуума.

Бипризма – прибор для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух призм с малым преломляющим углом, соединённых своими основаниями.

Бозе-газ – это совокупность свободных бозонов.

Бозе-жидкость – квантовая жидкость, в которой квазичастицы являются бозонами.

Бозон – частица или квазичастица с нулевым или целочисленным спином.

Болометр – прибор для измерения энергии электромагнитного излучения, действие которого основано на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Брахистохрона – кривая, соединяющая две данные точки потенциального силового поля, двигаясь вдоль которой, материальная точка придёт из первой точки во вторую за кратчайшее время.

Более 50 основных формул по физике с пояснением

Мы собрали основные формулы по физике с пояснениями в картинках. Более пятидесяти формул, разделенные по категориям физики: кинетика, динамика, статика, молекулярка, термодинамика, электричество, магнетизм, оптика, кинетика. Это не статья, а огромная шпаргалка по физике!

Основные формулы по физике: кинематика, динамика, статика

Итак, как говорится, от элементарного к сложному. Начнём с кинетических формул:

Также давайте вспомним движение по кругу:

Медленно, но уверенно мы перешли более сложной теме – к динамике:

Уже после динамики можно перейти к статике, то есть к условиям равновесия тел относительно оси вращения:

После статики можно рассмотреть и гидростатику:

Куда же без темы “Работа, энергия и мощность”. Именно по ней даются много интересных, но сложных задач. Поэтому без формул здесь не обойтись:

Нужна помощь в написании работы?

Написание учебной работы за 1 день от 100 рублей. Посмотрите отзывы наших клиентов и узнайте стоимость вашей работы.

Основные формулы термодинамики и молекулярной физики

Последняя тема в механике – это “Колебания и волны”:

Теперь можно смело переходить к молекулярной физике:

Плавно переходим в категорию, которая изучает общие свойства макроскопических систем. Это термодинамика:

Основные формулы электричества

Для многих студентов тема про электричество сложнее, чем про термодинамика, но она не менее важна. Итак, начнём с электростатики:

Переходим к постоянному электрическому току:

Далее добавляем формулы по теме: “Магнитное поле электрического тока”

Электромагнитная индукция тоже важная тема для знания и понимания физики. Конечно, формулы по этой теме необходимы:

Ну и, конечно, куда же без электромагнитных колебаний:

Основные формулы оптической физики

Переходим к следующему разделу по физике – оптика. Здесь даны 8 основных формул, которые необходимо знать. Будьте уверены, задачи по оптике – частое явление:

Основные формулы элементов теории относительности

И последнее, что нужно знать перед экзаменом. Задачи по этой теме попадаются реже, чем предыдущие, но бывают:

Основные формулы световых квантов

Этими формулами приходится часто пользоваться в силу того, что на тему “Световые кванты” попадается немало задач. Итак, рассмотрим их:

На этом можно заканчивать. Конечно, по физике есть ещё огромное количество формул, но они вам не столь не нужны.

Это были основные формулы физики

В статье мы подготовили 50 формул, которые понадобятся на экзамене в 99 случая из 100.

Совет: распечатайте все формулы и возьмите их с собой. Во время печати, вы так или иначе будете смотреть на формулы, запоминая их. К тому же, с основными формулами по физике в кармане, вы будете чувствовать себя на экзамене намного увереннее, чем без них.

Надеемся, что подборка формул вам понравилась!

Основные понятия, определения и законы молекулярной физики и термодинамики

Молекулярная физика – раздел физики, в котором изучаются физические свойства и строение вещества в различных агрегатных состояниях на основе их микроскопического (молекулярного) строения.

Молекулярно-кинетическая теория строения вещества – раздел молекулярной физики, в котором изучаются свойства тел на основе представлений об их молекулярном строении.

Статистическая физика – раздел молекулярной физики, в котором изучаются свойства и движения не отдельных молекул (частиц), а совокупности частиц, характеризующихся средними величинами.

Термодинамика – наука, в которой изучаются свойства физических систем вне связи с их микроскопическим строением.

Молекула – наименьшая часть вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями.

Атом – наименьшая частица химического элемента (микрочастица), обладающая его свойствами. Атомы в разных сочетаниях входят в состав молекул разных веществ.

Относительная атомная масса – отношение массы данного атома к 1/12 массы изотопа углерода с массовым числом 12 ( 12 С).

Относительная молекулярная масса – отношение массы данной молекулы к 1/12 массы атома 12 С.

Моль – количество вещества, в котором содержится число частиц, равное числу атомов в 0,012 кг изотопа углерода С 12 .

Число Авогадро – число атомов или молекул в моле любого вещества: N_А = 6,0210 23 моль -1 .

Молярная масса – масса вещества, взятого в количестве одного моля:

Идеальный газ – теоретическая модель газа, в которой не учитывается взаимодействие его частиц (средняя кинетическая энергия частиц много больше энергии их взаимодействия). Размеры молекул идеального газа малы по сравнению с расстояниями между ними. Суммарный собственный объем молекул такого газа мал по сравнению с объемом сосуда. Силы взаимодействия между молекулами настолько малы, что движение молекул от столкновения до столкновения происходит по прямолинейным отрезкам. Число ежесекундных столкновений молекул велико.

Основные положения молекулярно-кинетической теории идеального газа:

1) газ состоит из мельчайших частиц – атомов или молекул, находящихся в непрерывном движении;

2) в любом, даже очень малом объёме, к которому применимы выводы молекулярно–кинетической теории, число молекул очень велико;

3) размеры молекул малы по сравнению с расстояниями между ними;

4) молекулы газа свободно движутся между двумя последовательными взаимодействиями друг с другом или со стенками сосуда, в котором он находится. Силы взаимодействия между молекулами, кроме моментов соударения, пренебрежимо малы. Соударения молекул происходят без потерь механической энергии, т.е. по закону абсолютно упругого взаимодействия;

5) при отсутствии внешних сил молекулы газа распределяются равномерно по всему объёму;

6) направления и значения скоростей молекул газа самые различные.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов:

,

где – средняя квадратичная скорость.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов для давления:

, или ,

где n – N ‘ /V – число молекул в единице объема;

–средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа;

k – постоянная Больцмана.

Закон Авогадро: «В одинаковых объемах при одинаковых температурах и давлениях содержатся одинаковые количества молекул».

Закон Дальтона: «Давление смеси газов равно сумме парциальных давлений, т.е. тех давлений, которые имел бы каждый из входящих в смесь газов, если бы в объеме, занятом смесью, находился он один»:

.

Уравнение состояния идеальных газов для произвольной массы m (уравнение Менделева–Клапейрона):

,

где R – газовая постоянная, которая численно равна работе расширения одного моля газа при его нагревании на один градус в условиях постоянного давления;

T – абсолютная температура.

Степени свободы i – число независимых координат, необходимых для полного описания положения системы в пространстве. Все степени свободы равноправны.

Общее число степеней свободы

где – число степеней свободы поступательного движения;

–число степеней свободы вращательного движения;

–число степеней свободы колебательного движения;

i_кп – число степеней свободы колебаний точки при поступательном движении;

i_квр – число степеней свободы колебаний точки при вращательном движении.

Молекулы газа имеют число степеней свободы:

а) одноатомная – i = 3 (три степени свободы поступательного движения);

б) двухатомная при упругой связи между атомами – i = 6;

в) двухатомная при жёсткой связи между атомами – i = 5;

г) трёхатомная молекула при жёсткой связи между атомами – i = 6.

Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы: «На любую степень свободы приходится в среднем одинаковая энергия, равная ». Молекула, обладающая i степенями свободы, обладает энергией

Внутренняя энергия произвольной массы газа m равна сумме из энергий отдельных молекул:

,

где  – молярная масса газа.

Теплоемкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить веществу для нагревания его на один градус.

Удельная теплоёмкость (c) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус.

Молярная теплоёмкость (C) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус:

.

Удельная теплоёмкость при постоянном объеме (c_v) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус в условиях постоянного объема:

Удельная теплоёмкость при постоянном давлении (c_p) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества для нагревания её на один градус в условиях постоянного давления:

.

Молярная теплоёмкость при постоянном объеме (C_v) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус в условиях постоянного объема:

. .

Молярная теплоёмкость при постоянном давлении (C_p) – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить одному молю вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус в условиях постоянного давления:

, .

Отношение молярных и удельных теплоемкостей :

Система – совокупность рассматриваемых тел (в частности, молекул, атомов, частиц).

Параметры состояния системы: p – давление, V – объём, T – температура:

а) интенсивные параметры – параметры (давление, температура, концентрация и др.), не зависящие от массы системы.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Свойство температуры – определять направление теплового обмена. Температура в молекулярной физике определяет распределение частиц по уровням энергии и распределение частиц по скоростям.

Термодинамическая температурная шкала – температурная шкала, определяемая температура (абсолютная температура) в которой всегда положительна;

б) экстенсивные параметры – параметры (объем, внутренняя энергия, энтропия и др.), значения которых пропорциональны массе термодинамической системы или ее объему.

Внутренняя энергия системы – суммарная кинетическая энергия хаотического движения молекул, потенциальная энергия их взаимодействия и внутримолекулярная энергия, т.е. энергия системы без учёта кинетической энергии её в целом (при движении) и потенциальной энергии во внешнем поле.

Изменение внутренней энергии при переходе системы из состояния в состояние равно разности значений внутренней энергии в этих состояниях и не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое.

Уравнение состояния системы:

Неравновесное состояние системы – такое, при котором какой–либо из ее параметров состояния системы изменяется.

Равновесное состояние системы – такое, при котором все параметры состояния системы имеют определённые значения, постоянные при неизменных внешних условиях.

Время релаксации – время, в течение которого система приходит в равновесное состояние.

Процесс – переход системы из одного состояния в другое состояние, связанный с изменением хотя бы одного из ее параметров состояния:

а) обратимый процесс – процесс, при котором возможно осуществить обратный переход системы из конечного в начальное состояние через те же промежуточные состояния так, чтобы не осталось никаких изменений в окружающей систему среде;

б) необратимый процесс – процесс, при котором невозможно осуществить обратный переход системы в первоначальное состояние, или если по окончании процесса в окружающей среде или в самой системе произошли какие-либо изменения;

в) круговой процесс (цикл) – такая последовательность превращений, в результате которой система, выйдя из какого-либо исходного состояния, возвращается в него вновь. Любой круговой процесс состоит из процессов расширения и сжатия. Процесс расширения сопровождается работой, совершаемой системой, а процесс сжатия – работой, совершаемой над системой внешними силами. Разность этих работ равна работе данного цикла.

Динамические закономерности – закономерности, подчиняющиеся системам уравнений (в том числе дифференциальных, интегральных и др.), допускающих существование единственного решения для каждого начального условия.

Равноускоренное прямолинейное движение. Ускорение

п.1. Равноускоренное движение

Если тело начинает двигаться из состояния покоя, оно набирает скорость не мгновенно, а в течение некоторого времени. Аналогично происходит при торможении: тело останавливается не сразу, а теряя скорость постепенно.

Примеры равноускоренного движения:

• скатывание велосипеда с горки, скатывание санок с горки;
• старт и торможение автомобиля, автобуса, трамвая, поезда;
• падение на землю камня, ракеты, метеорита.

Это интересно
Время разгона от 0 до 100 км/ч – одна из основных характеристик современных автомобилей.

Марка автомобиля		Время разгона, с
Nissan GTR Nismo		2,9
BMW M5 F90		2,8
Porsche 918 Spyder		2,6

п.2. Ускорение

В системе СИ (см. §2 данного справочника) скорость измеряется в метрах в секунду, а время – в секундах. Поэтому:

При описании прямолинейного движения мы переходим от векторов к проекциям на ось ОХ (см. §8 данного справочника).

п.3. Уравнение скорости и график скорости при равноускоренном прямолинейном движении

Для проекции скорости на ось ОХ в произвольный момент времени можем записать: $$ v_x(t)=v_<0x>+a_x t $$ Сравним полученное уравнение с уравнением прямой (y(x)=kx+b ) (см. §38 справочника по алгебре для 7 класса).
В уравнении скорости роль углового коэффициента (k) играет проекция ускорения (a_x), а роль свободного члена (b) – начальная скорость (v_<0x>).

Пример построения графика скорости
1-й участок пути. Пусть автомобиль начал движение из состояния покоя с ускорением 4 м/с 2 . Направим ось ОХ в направлении ускорения и получим уравнение скорости: $$ v_<0x>=0, a_x=4frac>, v_x(t)=0+4t=4t $$ Через 5 с скорость автомобиля станет равной (v_x(5)=4cdot 5=20) м/с.
2-й участок пути. Пусть автомобиль, набрав эту скорость, проехал с ней без ускорения в течение 10 с. На этом участке уравнение скорости: $$ a_=0, v_x(t)=20frac>, 5 cleq tlt 15 c $$ Скорость не меняется, автомобиль движется прямолинейно равномерно.
3-й участок пути. Наконец, на последнем участке пути, автомобиль тормозил с ускорением 5 м/с 2 до полной остановки. Тогда уравнение скорости на этом участке: $$ v_<0x>=20frac>, a_x=5frac>, v_x(t)=20-5t $$ Проекция ускорения при торможении отрицательна. Скорость станет равна 0 через 4 с после начала торможения, автомобиль остановится.

Опишем полностью движение на всех участках: $$ v_x(t)= begin 4t, 0leq tlt 5\ 20, 5leq tlt 15\ 20-5t, 15leq tleq 19 end $$ И построим график:

Участок AB соответствует разгону автомобиля от 0 до 20 м/с, участок BC – равномерному движению со скоростью 20 м/с, участок CD – торможению от 20 м/с до 0.

п.4. Определение пути и перемещения по графику скорости

В §10 данного справочника мы рассматривали неравномерное прямолинейное движение, которое можно разбить на отдельные равномерные участки. Для такого движения путь равен сумме модулей площадей участков, определенных по графику скорости. А перемещение также равно сумме площадей, но уже с учетом знака.
Этот подход можно расширить на любое прямолинейное движение.

Пример определения пути и перемещения по графику скорости
Для построенного выше графика скорости автомобиля получаем следующие участки:
1) ΔABE, его площадь равна $$ s_1=frac12 AEcdot BE=frac12cdot 5cdot 20=50 (м) $$ 2) прямоугольник EBCF, его площадь равна $$ s_2=EFcdot BE=10 cdot 20=200 (м) $$ 3) ΔCFD, его площадь равна $$ s_2=frac12 FDcdot GF=frac12cdot 4cdot20=40 (м) $$ Весь пройденный путь: $$ s=s_1+s_2+s_3=50+200+40=290 (м) $$ Скорость автомобиля все время оставалась положительной (направление движения не менялось), поэтому величина перемещения равна пройденному пути: $$ triangle x=s=290 (м) $$

п.5. Задачи

Задача 1. За 1 мин автобус увеличил скорость с 28,8 км/ч до 72 км/ч. Найдите его ускорение, постройте график зависимости скорости от времени.

Дано:
(t=1 мин=60 с)
(v_0=28,8 км/ч=8 м/с)
(v=72 км/ч=20 м/с)
__________________
(a-?)
Как перевести км/ч в м/с – см. §7 данного справочника.

Направим ось ОХ по направлению движения автобуса. Автобус направления движения не меняет, и проекции ускорения и скорости все время положительны и по величине равны значениям величин: $$ a_x=a, v_x=v $$ Поэтому ускорение равно: $$ a=frac $$ Получаем: $$ a=frac<20-8><60>=0,2 left(frac<м>right) $$ Уравнение зависимости скорости от времени: begin v(t)=v_0+at\ v(t)=8+0,2t end График:

Ответ: 0,2 м/с 2

Задача 2. Поезд двигался прямолинейно равномерно со скоростью 18 км/ч, а в процессе торможения – равноускоренно и остановился через 10 с. Найдите модуль ускорения. Постройте график зависимости скорости от ускорения, найдите пройденный поездом путь за все время торможения.

Дано:
(v_0=18 км/ч=5 м/с)
(v=0)
(t=10 с)
__________________
(a, s-?)
Направим ось ОХ по направлению скорости (v_0). Тогда проекция ускорения: $$ a_x=frac, a_x=frac<0-5><10>=-0,5 (м/с^2) $$ Проекция при торможении отрицательна.
Величина (модуль) ускорения: $$ a=|a_x|=0,5 м/c^2 $$ Зависимость скорости от времени: begin v(t)=v_0+a_x t\ v(t)=5-0,5t end График:

Пройденный путь равен площади треугольника ΔABC: $$ s=frac12 ACcdot BC=frac12cdot 5cdot 10=25 (м) $$ Ответ: 0,5 м/с 2 ; 25 м

Задача 3*. С каким ускорением двигался автомобиль, если его скорость выросла с 36 км/ч до 72 км/ч на пути длиной 600 м? Постройте график зависимости скорости от времени, найдите время движения и путь с помощью графика, проверьте полученное значение пути.

Дано:
(v_0=36 км/ч=10 м/с)
(v=72 км/ч=20 м/с)
(s=600 м)
__________________
(a-?, t-?)
Ускорение равно: (a=frac). Откуда время равно: (t=frac)
Средняя скорость на всем пути: (v_=frac<2>)
Весь путь: $$ s=v_t=frac<2>cdotfrac=frac <2a>$$ Значит, ускорение равно: $$ a=frac <2s>$$ Подставляем: $$ a=frac<20^2-10^2><2cdot 600>=0,25 left(frac<м>right) $$ Уравнение зависимости скорости от времени: begin v(t)=v_0+at\ v(t)=10+0,25t end График:

Скорость достигает значения (v=20 м/с) в момент времени (t=40 с).
Значит, время движения 40 с.

Путь по графику скорости равен площади четырехугольника ABCD. begin S_=S_+S_=frac12 AEcdot EB+AEcdot AD=frac12cdot 40cdot 10+40cdot 10=200+400=600 (м)\ s=600 м end Найденное значение пути совпадает с условием задачи. Все параметры движения найдены верно.
Ответ: 0,25 м/с 2 ; 40 c