Алгоритм решения задач на II закон Ньютона:

ОХ: F − F_тр + 0 ± F_т · Sin α = ± m · а ,

(«±» в зависимости от вида движения)

ОУ: 0 + 0 + N − F_т · Соs α = 0 , где F_т = m · g , F_тр = μ · N .

Законы сохранения в механике

1. Импульс силы: ,

2. Импульс тела:

3. Закон сохранения импульса: ,

4. Механическая работа: , А = F · s · Соs α , где α = ( )

• работа силы тяжести, А = ± m · g · s , А > 0 – вниз, А < 0 – вверх.

• работа силы трения, А = − μ · N · s .

• работа силы упругости,

5. Механическая энергия: Е = Е_к + Е_р , где Е – полная механическая энергия

• кинетическая энергия,

• потенциальная энергия, Е_р = m · g · h

• потенциальная энергия упруго деформированного тела,

6. Теорема о кинетической энергии: А = Е_к2 – Ек₁ , А = ΔЕ_к .

7. Теорема о потенциальной энергии: А = – (Е_р2 – Е_р1) , А = – ΔЕ_р .

8. Закон сохранения энергии: Е_к1 + Е_р1 = Е_к2 + Е_р2 .

9. Мощность: , N = F · υ (р/м движение).

Статика

1. М омент сил, , где ℓ − плечо силы (т.е. кратчайшее расстояние от линии, вдоль которой действует сила, до оси вращения рычага)

2. Правило моментов,

3. Условие равновесия рычага,

Гидростатика

1. Давление: , , где S – площадь поверхности

2. Давление в жидкостях и газах: Р = ρ · g · h .

3. Условия плавания тел:

• F_Арх. > F_т – тело всплывает .

• F_Арх. < F_т – тело тонет .

• F_Арх. = F_т – тело внутри жидкости .

Механические колебания и волны

1. Уравнение колебательного движения (зависимость координаты от времени),

х(t) = А · Sin (ω·t + φ₀) или х(t) = Х_m · Соs (ω·t + φ₀) , где

φ₀ – начальная фаза , А (или Х_m) – амплитуда колебаний координаты .

2. Уравнение зависимости скорости от времени при колебательном движении,

υ(t) = υ_m · Соs (ω·t + φ₀) или υ(t) = υ_m · Sin (ω·t + φ₀) , где

υ_m = Х_m · ω − амплитуда колебаний скорости .

3. Уравнение зависимости ускорения от времени при колебательном движении,

а(t) = а_m · Соs (ω·t + φ₀) или а(t) = а_m · Sin (ω·t + φ₀) , где

а_m = Х_m · ω² − амплитуда колебаний ускорения

4. Собственная частота колебаний, ,

5. Циклическая частота, ω = 2 · π · ν .

6. Период колебаний, , где N – число колебаний

7. Период колебаний пружинного маятника,

8. Период колебаний математического маятника,

9. Длина волны: λ = υ · Т ,

Основы мкт

1. Молярная масса, μ = m₀ · Nа , μ = М_r · 10^–3 кг/моль .

2. Количество вещества, , , где N_А = 6,02 · 10²³ моль⁻¹ ‒ постоянная Авогадро

3. Число молекул,

4. Концентрация молекул,

5. Основное уравнение МКТ, , Р = n · k · Т

6. Средняя квадратичная скорость, ,

7. Средняя кинетическая энергия молекул, , где Т = (t⁰ + 273) К .

8. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона) ,

9. Уравнение Клапейрона,

Газовые законы

Основы термодинамики

1. Нагревание (охлаждение), Q = c · m · Δtº , где с – удельная теплоёмкость .

2. Плавление (кристаллизация), Q = ± λ · m , где λ – удельная теплота плавления .

3. Парообразование (конденсация), Q = ± r · m , где r – удельная теплота парообразования .

4. Сгорание, Q = q · m , где q – удельная теплота сгорания .

При плавлении (кристаллизации), парообразовании (конденсации) t⁰ = соnst !!!

5. Относительная влажность воздуха: ,

6. Внутренняя энергия, ,

7. Работа газа, А' = − А

8. Работа внешних сил, А' = Р · ΔV , где ΔV = (V₂ − V₁) − изменение объёма ,

, где ΔТ = (Т₂ − Т₁) − изменение температуры .

9. Уравнение теплового баланса: Q₁ + Q₂ + … + Q_n = 0 .

10. I начало термодинамики: ΔU = А + Q , ΔU = Q − А' .

11. Применение I начала термодинамики для изопроцессов:

1. Т = const: ΔU = 0 Дж , ==> А' = Q .

2. Р = const: ΔU = А + Q , ΔU = Q − А' .

3. V = const: А' = Р · ΔV , А' = 0 , ==> ΔU = Q .

4. адиабатный: Q = 0 Дж , ==> ΔU = А .

Тепловые машины

К ПД тепловой машины: ,

,

,

Q₁ – количество теплоты, полученное от нагревателя,

Q₂ – количество теплоты, отданное холодильнику,

А' = (Q₁ − Q₂) – работа, совершённая рабочим телом (газом) .

Электростатика

1. Закон Кулона: , где ε – диэлектрическая проницаемость среды ,

k = 9 · 10⁹ Н·м²/Кл²

2. Напряжённость электрического поля: ,

3. Напряжённость электрического поля плоского конденсатора: , где

– плотность заряда ,

ε₀ = 8,85 · 10^-12 Ф/м ‒ электрическая постоянная

4. Напряжённость электрического поля тонкой проволоки: , где

– линейная плотность заряда.

5. Напряжённость электрического поля сферы:

6. Потенциал:

7. Потенциал сферы:

8. Напряжение (разность потенциалов): U = φ₁ − φ₂ ,

9. Связь между напряжённостью и напряжением: U = Е · d .

10. Электроёмкость плоского конденсатора: ,

11. Энергия электрического поля конденсатора: , ,

Законы постоянного тока

1. Сила тока, , I = | q | · n · S · υ .

2. Сопротивление проводника, , где ρ – удельное сопротивление проводника,

ℓ − длина проводника,

S – площадь поперечного сечения .

3. Закон Ома для участка цепи,

4. Закон Джоуля – Ленца, Q = I² · R · Δt .

5. ЭДС источника тока, ε = I · R + I · r .

6. Закон Ома для полной цепи, , где r – внутреннее сопротивление,

R – внешнее сопротивление

7. Мощность тока, Р = I · U .

8. Закон электролиза (закон Фарадея), m = k · I · t , где k – электрохимический эквивалент

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

1. Маг­нит­ная ин­дук­ция внут­ри со­ле­но­и­да, В = μ₀ · n · I , где

 – число вит­ков со­ле­но­и­да на еди­ни­цу длины

2. Ин­дук­тив­ность со­ле­но­и­да, L = μ₀ · n² · V , где V – объём со­ле­но­и­да

3. Сила Ампера, F_А = I · В · ℓ · Sin α , где α = ( ) .

4. Сила Лоренца, F_Л = | q₀ | · υ · В · Sin α , где α = ( ) .

Направление и определяется по правилу левой руки!!!

Направление I (или ) определяется по правилу буравчика (правило правой руки)!!!

5. Магнитный поток, Ф = В · S · Cos α , где α = ( )

Ф = L · I , где L – индуктивность .

6. Закон электромагнитной индукции, , где N – число витков (контуров).

7. ЭДС индукции в движущемся проводнике, ε_i = ℓ · υ · В · Sin α , где α = ( ) .

8. Закон самоиндукции,

9. Энергия магнитного поля, .

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Переменный ток

1. Мгновенное значение заряда, q(t) = Q_m · Соs (ω·t)

2. Действующее значение силы тока:

3. Действующее значение напряжения:

Электромагнитные колебания и волны

1. Формула Томсона, .

2. Циклическая частота,

3. Условие резонанса, ω = ω₀ .

4. Скорость распространения волн, υ = λ · ν .

5. Расстояние до объекта (радиолокация), , где с = 3 · 10⁸ м/с .

ОПТИКА

Геометрическая оптика

1. З акон отражения, α = γ .

2. З акон преломления, , ,

3. Полное отражение, , где β = 90⁰ .

4. Абсолютный показатель преломления среды,

Расстояние от предмета до зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения!!!

5. Оптическая сила линзы, , где F – фокусное расстояние .

6. Формула тонкой линзы, , где d – расстояние от предмета до линзы,

f – расстояние от линзы до изображения .

f < 0 − мнимое изображение !!!

F < 0 – рассеивающая линза !!!

7. Увеличение линзы, , , где Н – линейный размер изображения,

h – линейный размер предмета

Волновая оптика

1. Условие максимума интерференционной картины, Δd = k · λ , где k − порядок спектра

2. Условие минимума интерференционной картины,

3. Условие максимума дифракционной картины, d · Sin φ = k · λ , где k − порядок спектра

4. Оптическая толщина плёнки, Δd = 2 · n · h , где h – толщина плёнки

ОСНОВЫ СТО:

1. Релятивистская длина,

2. Релятивистское время,

3. Релятивистская масса, , где m₀ – масса покоя тела

4. Формула Эйнштейна, Е = m · с²

АТОМНАЯ ФИЗИКА. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

1. Закон сохранения зарядового и массового числа:

==>

2. Атомная физика: А = Z + N , где

N – число нейтронов ,

Z – число протонов (порядковый номер в ПСХЭ, число электронов на внешних энергетических оболочках)

3. Закон радиоактивного распада,

или , где

N₀ – начальное число атомов,

N − число не распавшихся атомов в любой момент времени t ,

Т – период полураспада ,

− доля распавшихся атомов ,

– активность (доля не распавшихся атомов)

4. Правила смещения (Содди):

α-распад,

β⁻-распад,

5. Энергия связи атомных ядер,

Е_св. = (Z · m_р + N · m_n – Мя) · с² [Дж] или Е_св. = (Z · m_р + N · m_n – Мя) · 931 [МэВ] , где

(Z · m_р + N · m_n – Мя) – дефект масс .

6. Энергетический выход ядерной реакции,

ΔЕ = Δm · с² [Дж] или ΔЕ = Δm · 931 [МэВ] , где

Δm = (m₁ + m₂) – (m₃ + m₄) – изменение массы .

Δm > 0 – энергия испускается , Δm < 0 – энергия поглощается .

Квантовая физика

1. Квант энергии, Е = h · ν , где h – постоянная Планка

2. Масса фотона,

3. Импульс фотона,

Явление фотоэффекта

1. Красная граница фотоэффекта,

2. Условие возникновения фотоэффекта, ν < ν_min

3. Работа выхода, А_вых = h · ν_min .

4. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, h · ν = А_вых + Е_к , ==> Е_к ~ ν

5. Кинетическая энергия фотоэлектронов, , где m_е – масса электрона

6. Частота излучения (по Бору), , где Е_k и Е_n − энергии на k-ом и n-ом уровнях