- •Формулы по физике
- •Кинематика
- •Равномерное движение по окружности:
- •Динамика.
- •Упругая сила
- •Работа, мощность, энергия, кпд
- •Статика (равновесие)
- •Гидростатика, закон Архимеда
- •Молекулярная физика
- •Число Авогадро:
- •Термодинамика
- •Электростатика
- •Постоянный ток.
- •Магнитное поле
- •Механические гармонические колебания
- •Электромагнитные колебания в колебательном контуре.
- •Переменный ток
- •Релятивистская механика (V ≈ c)
- •Кванты света (фотоны)
- •Ядерная физика
Механические гармонические колебания
Уравнение гармонических колебаний:
x = xmּcos(ωt + φ0), где x – это смещение, xm – амплитуда смещения,
φ0 – начальная фаза.
x(t = 0) = xmּcosφ0 (так находится начальная фаза φ0).
Скорость: ,
где vm = ωּxm (амплитуда скорости).
Ускорение: ,
где am = ω2ּxm (амплитуда ускорения).
a = – ω2ּx, где x = xmּcos(ωt + φ0).
Циклическая частота: , где ν – частота (линейная).
Период колебаний груза на пружине:
Период колебаний математического маятника:
, где L – длина маятника.
, где – ускорение свободного падения в данной области и относительно системы отсчёта, связанной с точкой подвеса маятника.
(маятник в лифте).
Энергия пружинного маятника: ,
где x = xmּcos(ωt + φ0) ,
v = x΄(t) , vm = ωּxm
Энергия математического маятника: ,
где H – максимальная высота поднятия матер. точки,
h – промежуточная высота.
Резонанс – это резкое увеличение амплитуды колебаний. Возникает, если частота собственных
колебаний совпадает с частотой внешней силы.
Разность фаз волны:
————————————————————————————————————————————————
Электромагнитные колебания в колебательном контуре.
Формула Томсона:
Заряд на конденсаторе:
Ток в катушке: ,
где Im = ωּqm (амплитуда тока в катушке).
Напряжение на конденсаторе: ,
где (амплитуда напряжения на конденсаторе).
Полная энергия в колебательном контуре:
Переменный ток
Виток в однородном магнитном поле: ; , при φ0 = 0 (нач. фаза);
Закон Ома: , , где I и U – это мгновенные значения тока и напряжения.
Полное сопротивление цепи переменного тока, состоящей из резистора, соленоида, конденсатора
(последовательное соединение):
Индуктивное и ёмкостное сопротивление: ; ;
Действующие значения переменного тока и напряжения (т. е. средние значения):
;
При последовательном соединении R, L, C:
токи I, Im и Iд всей цепи и на R, L, C одинаковы, т.е.
I = IR = IL = IC Im = ImR = ImL = ImC Iд = IдR = IдL = IдC
Мгновенное напряжение на концах такой цепи U равно сумме мгновенных напряжений UR, UL, UC , т.е. U = UR + UL + UC
Но для Um и Uд эта формула не верна! Для них формула: (для действ. так же).
При параллельном соединении R, L, C:
для мгновенных токов: I = IR + IL + IC
Но для Im и Iд эта формула не верна! Есть другая формула.
Напряжения U, Um, Uд на концах цепи и на R, L, C (параллельное соединение) одинаковы, т.е.
U = UR = UL = UC Um = UmR = UmL = UmC Uд = UдR = UдL = UдC
Сдвиг фаз между током и напряжением на участке R, L, C:
На участке R, L, C джоулево тепло выделяется только на R:
Активная мощность тока: , где φ – это сдвиг фаз между током и напряжением на участке.
Трансформатор:
Коэффициент трансформации: , где U1 и U2 – это действующие напряжения на входе и выходе из трансформатора, I1 и I2 – это действующие токи первичной и вторичной цепей.
Если k > 1, то трансформатор понижающий, если k < 1, то – повышающий.
, где UR – это напряжение на нагрузке R (т.е. на концах вторичной обмотки трансформатора), Ur – это напряжение на витках вторичной обмотки. Если сопротивлением витков вторичной обмотки пренебречь (r = 0), то Ur = 0.
Закон Ома: , где r – сопротивление вторичной обмотки трансформатора.
КПД трансформатора :
Оптика
Показатель преломления: , где c, v – скорости света в вакууме и среде.
Закон преломления света: , где n 21 – это относительный показатель
преломления,
α, β – это углы падения и преломления,
углы отсчитываются от нормали.
Кажущаяся глубина h. Задача: Монета лежит в воде на глубине H. Смотрим на неё сверху по вертикали. На какой глубине h мы увидим монету? Монета будет казаться приподнятой. Проведём из
точки О монеты два луча OA и OB1B (см. рис). Луч OA не преломляется (он вертикален), луч OB1B преломляется. Предположим, что эти два расходящихся луча попадают в глаз. Глаз увидит изображение монеты в точке пересечения расходящихся лучей OA и B1B, т.е. в точке O1 . Из рисунка видно, что и . Поделим левое на левое, правое на правое: . Так как углы падения и преломления α и β предполагаются малыми, то тангенсы углов можно заменить на синусы:
, . Тогда , учитывая закон преломления, получим: , где n – показатель преломления воды. Ответ: .
Закон отражения света: угол падения равен углу отражения.
Переход из одной среды в другую: (ν1 = ν2) частота не меняется. (v = λν).
Полное внутреннее отражение происходит, если угол преломления (это возможно только при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную: n1 > n2).
Интерференция волн:
условие минимума освещённости: (обычно к = 0), (k = 0,1,2,…).
условие максимума освещённости: (обычно к = 1), (k = 0,1,2,…).
разность хода лучей: , где L1 , L2 – пути, пройденные лучами 1 и 2 от источника света до экрана (k – целое число), n – это показатель преломления.
Расстояние между интерференционными полосами : , где L – расстояние от источников до экрана, d – расстояние между источниками, λ – длина волны.
Дифракционная решётка: , где d – период диф. решетки.
Формула тонкой линзы: (см. рис.)
Знаки в этой формуле:
, если предмет действительный (т.е. лучи расходятся от него).
, если предмет мнимый (т.е. лучи сходятся на нем).
, если линза собирающая.
, рассеивающая.
, изображение действительное.
, изображение мнимое.
Увеличение линзы: , где Г – увеличение линзы.
Оптическая сила линзы: (дптр). Знаки: D > 0 (собирающая),
D < 0 (рассеивающая).
D = D1 + D2 (две линзы приложенные друг к другу),
при сложении знак учитывать.
Если линзу поместить в среду, у которой показатель преломления больше, чем у линзы, то собирающая линза станет рассеивающей, а рассеивающая – собирающей.