Главные формулы для егэ по физике
Содержание:
Работа и механическая энергия
Энергия — это способность физических объектов совершать определенную работу, поэтому количественно работа и энергия измеряются в одних и тех же единицах — джоулях (Дж).
Механическая работа будет численно равна изменениям механической энергии. Работа в механике бывает постоянной и переменной силы.
Работа постоянной и переменной силы
Сила, воздействующая на тело, когда перемещает его на определенное расстояние, совершает работу. В том случае, когда сила постоянна по величине и направлению, а движение прямолинейно, можно говорить о работе постоянной силы.
Если траектория движения объекта не прямолинейна, а сила, действующая на тело, не является постоянной, нужно говорить о работе переменной силы. Чтобы ее рассчитать, необходимо весь путь разбить на прямолинейные отрезки. Полная работа будет в таком случае равна сумме работ на всех прямолинейных участках.
Энергия
Энергия — это скалярная величина, которая является количественной мерой различных форм движения материи. Энергия, которая является мерой механического движения и механического взаимодействия тел с другими объектами и между собой, называется механической.
Изменение механической энергии системы (\(\Delta W\)) определяется работой (\(A\)), которую совершают внешние силы, воздействующие на систему:
\(\Delta W=A\)
Механическая энергия бывает двух видов:
- кинетической;
- потенциальной.
Кинетическая
Кинетическая энергия — это скалярная функция, которая является количественной мерой движения материальных тел, рассматриваемых в конкретной механической системе. Кинетическая энергия зависит только от массы (\(m\)) и модуля скорости материальной точки (\(v\)).
Рассчитывается кинетическая энергия (\(E\)) по формуле:
\(E=\frac{m\times v^2}2\)
Измеряется в джоулях.
Потенциальная
Потенциальная энергия — это физическая величина, которая обозначает энергию взаимодействия тел или их частей между собой. Потенциальная энергия зависит только от расстояния, на котором находятся объекты. Имеет числовое значение, но не имеет вектора направления.
Потенциальной энергией обладают следующие виды тел:
- объекты, находящиеся на какой-либо высоте от поверхности земли;
- упруго деформированные тела (пружина);
- сжатые газы.
Потенциальная энергия тела, поднятого над землей (\(E\)), рассчитывается по формуле:
\(E=m\times g\times h\)
где \(m\) — масса тела, \(h\) — высота над землей, \(g\) — ускорение свободного падения на нашей планете.
Потенциальная энергия упруго деформированного тела (\(E\)) определяется по формуле:
\(E=\frac{k\times x^2}2\)
где \(x\) — удлинение, \(k\) — жесткость.
Потенциальная энергия измеряется в джоулях.
Закон сохранения механической энергии
Закон сохранения энергии в механике известен всем со школы.
Энергия не исчезает и не возникает снова, она только переходит из одного вида энергии в другой или передается от одного объекта к другому.
Импульс
Импульс тела находится по следующей формуле:
Изменение импульса тела или системы тел (обратите внимание, что разность конечного и начального импульсов векторная):
Общий импульс системы тел (важно то, что сумма векторная):
Второй закон Ньютона в импульсной форме может быть записан в виде следующей формулы:
Закон сохранения импульса. Как следует из предыдущей формулы, в случае если на систему тел не действует внешних сил, либо действие внешних сил скомпенсировано (равнодействующая сила равна нолю), то изменение импульса равно нолю, что означает, что общий импульс системы сохраняется:
Если внешние силы не действуют только вдоль одной из осей, то сохраняется проекция импульса на данную ось, например:
Как обозначается мощность: единицы измерения
В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.
Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.
В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.
Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.
В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.
Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.
Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр.
|
Единицы измерения |
Вт |
|---|---|
|
1 ватт |
1 |
|
1 киловатт |
103 |
|
1 мегаватт |
106 |
|
1 эрг в секунду |
10-7 |
|
1 метрическая лошадиная сила |
735,5 |
Подготовка к ОГЭ по физике онлайн поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Электричество и магнетизм
Электрическое поле
| Сила Кулона: | `F=k(q_1*q_2)/r^2` |
| Поле точечного заряда: | `E=kq/r^2` | |
| Сила, действующая на заряд в эл.поле: | `F=q*E` | |
| Потенциал поля: | `varphi=W/q` | где `W` — потенциальная энергия заряда в поле |
| Работа по перемещению заряда: | `A=DeltaW=qDeltavarphi=qU` | |
| Напряжение в однородном поле: | `U=Ed` | |
| Ёмкость конденсатора (любого): | `C=q/U` | |
| Ёмкость плоского конденсатора: | `C=(epsilonepsilon_0S)/d` | |
| Параллельное соединение конденсаторов: | `C_(общ)=C_1+C_2+…` | |
| Последовательное соединение конденсаторов: | `1/C_(общ)=1/C_1+1/C_2+…` | |
| Энергия конденсатора: | `W_c=(CU^2)/2=(qU)/2=q^2/(2C)` |
Постоянный ток
| Сила тока: | `I=(Deltaq)/(Deltat)` | |
| Переменный ток: | `I(t)=q'(t)` | |
| Сопротивление: | `R=rhol/S` | где `rho` — удельное сопротивление |
| Закон Ома для участка цепи: | `I=U/R` | |
| Закон Ома для полной цепи: | `I=varepsilon/(R+r)` | |
| Параллельное соединение проводников: | `1/R=1/R_1+1/R_2+…` | |
| `R=(R_1*R_2*…)/(R_1+R_2+…)` | ||
| `I=I_1+I_2+…` | ||
| `U=U_1=U_2=…` | ||
| Последовательное соединение проводников: | `R=R_1+R_2+…` | |
| `I=I_1=I_2=…` | ||
| `U=U_1+U_2+…` | ||
| Мощность тока: | `P=UI=I^2R=U^2/R` | |
| Закон Джоуля-Ленца: | `Q=I^2Rt` |
Электромагнитная индукция:
| Магнитный поток: | `Ф=BScosalpha` |
| Закон электромагнитной индукции: | `varepsilon_i=-(DeltaФ)/(Deltat)=-Ф’_t` |
| ЗДС в движущемся проводнике: | `varepsilon_i=Blvsinalpha` |
| Индуктивность: | `L=Ф/I` |
| ЭДС самоиндукции: | `varepsilon_(si)=-L(DeltaI)/(Deltat)=-LI’_t` |
| Энергия катушки с током: | `W_L=(LI^2)/2` |
Электромагнитные колебания и волны:
| `q(t)=q_0sin(omegat+varphi_0)` |
| `I(t)=q'(t)=q_0omegacos(omegat+varphi_0)=I_0cos(omegat+varphi_0)` |
| Формула Томсона: | `T=2pisqrt(LC)` |
| `omega=(2pi)/T=1/sqrt(LC)` | |
| Скорость электромагнитной волны: | `c=lambdanu` |
Молекулярная физика
Химическое количество вещества находится по одной из формул:
Масса одной молекулы вещества может быть найдена по следующей формуле:
Связь массы, плотности и объёма:
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:
Определение концентрации задаётся следующей формулой:
Для средней квадратичной скорости молекул имеется две формулы:
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы:
Постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и универсальная газовая постоянная связаны следующим образом:
Следствия из основного уравнения МКТ:
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):
Газовые законы. Закон Бойля-Мариотта:
Закон Гей-Люссака:
Закон Шарля:
Универсальный газовый закон (Клапейрона):
Давление смеси газов (закон Дальтона):
Тепловое расширение тел. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:
Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:
Оптика
Прохождение границы двух сред:
| Закон отражения: | `alpha=gamma` | |
| Показатель преломления: | `n=c/v` | |
| Закон преломления: | `sinalpha/sinbeta=n_2/n_1` | |
| `nu_1=nu_2` | ||
| `n_1lambda_1=n_2lambda_2` |
Линзы:
| Оптическая сила линзы: | `D=1/F` | где F — фокусное расстояние |
| Формула тонкой линзы: | `1/F=1/d+1/f` | где d — расстояние от линзы до предмета, f — от линзы до изображения |
| Каждое слагаемое может входить в формулу со знаком плюс или минус:`+1/F` для собирающей линзы`-1/F` для рассеивающей линзы `+1/d` для действительного предмета`-1/d` для мнимого предмета (построенного другой оптической системой)`+1/f` для действительного изображения`-1/f` для мнимого изображения |
||
| Линейное увеличение: | `Г=h/H=f/d` | где H — высота предмета, h — высота изображения |
Волновая оптика:
| Условие максимумов интерференции: | `Deltad=klambda, kinZZ` |
| Условие минимумов интерференции: | `Deltad=(2k+1)lambda/2, kinZZ` |
| Формула дифракционной решётки: | `dsinvarphi=klambda, kinZZ` |
Термодинамика
Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при остывании тела) рассчитывается по формуле:
Теплоемкость (С — большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c — маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:
Тогда формула для количества теплоты необходимой для нагревания тела, либо выделившейся при остывании тела может быть переписана следующим образом:
Фазовые превращения. При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:
При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:
При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:
Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):
Если все теплоты записывать с учетом знака, где «+» соответствует получению энергии телом, а «–» выделению, то данное уравнение можно записать в виде:
Работа идеального газа:
Если же давление газа меняется, то работу газа считают, как площадь фигуры под графиком в p–V координатах. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:
Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:
Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):
Для различных изопроцессов можно выписать формулы по которым могут быть рассчитаны полученная теплота Q, изменение внутренней энергии ΔU и работа газа A. Изохорный процесс (V = const):
Изобарный процесс (p = const):
Изотермический процесс (T = const):
Адиабатный процесс (Q = 0):
КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:
Где: Q1 – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q2 – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику. Работа совершенная тепловой машиной за один цикл:
Наибольший КПД при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника T2, достигается если тепловая машина работает по циклу Карно. Этот КПД цикла Карно равен:
Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):
Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:
Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:
Сила поверхностного натяжения, действующая на участок границы жидкости длиной L:
Высота столба жидкости в капилляре:
При полном смачивании θ = 0°, cos θ = 1. В этом случае высота столба жидкости в капилляре станет равной:
При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.
Молекулярная физика и термодинамика
Молекулярная физика
| Средняя кинетическая энергия молекул | `bar E_к=3/2kT` | Здесь и далее рассматриваем только идеальный одноатомный газ |
| Давление газа: | `p=nkT` | |
| Уравнение Менделеева-Клайперона: | `pV=nuRT` | |
| Количество вещества в молях: | `nu=m/M=N/N_A` | M — молярная масса, берём её из таблицы Менделеева, не забываем переводить в кг/моль |
| Внутренняя энергия: | `U=3/2nuRT` | |
| Закон Дальтона для смеси: | `p=p_1+p_2+…` | |
| Относительная влажность: | `varphi=p_(парц)/p_(насыщ)=rho_(парц)/rho_(насыщ)` | См. также таблицу давления и плотности насыщенного водяного пара |
| Уравнение теплобаланса: | `Q_1+Q_2+Q_3+…=0` | `Q>0` в процессах, где теплота выделяется, и `Q |
Термодинамика
| `Q=cmDeltaT` | где `с` — удельная теплоёмкость |
| `Q=lambdam` | где `lambda` — удельная теплота плавления |
| `Q=rm` | где `r` — удельная теплота парообразования |
| `Q=qm` | где `q` — удельная теплота сгорания |
| Первое начало термодинамики: | `Q=DeltaU+A` | |
| Работа газа в любом термодинамическом процессе — это площадь под pV-графиком | `A=int_1^2pdV`(формулу запоминать не обязательно) | |
| Работа в изобарном процессе: | `A=p*DeltaV` | |
| Работа газа всегда связана с изменением объёма: | `Vuarr rArr A>0«Vdarr rArr A`V=const rArr A=0` | |
| Работа внешних сил над газом: | `A_(внеш.сил)=-A_(газа)` | |
| КПД: | `eta=A_(цикл)/Q_н=(Q_н-Q_х)/Q_н` | |
| Машина Карно: | `eta=(T_н-T_х)/T_н` |
Механика
На изучение раздела «Механика» в школьной программе выделяется больше всего времени. Здесь изучают движение материальных тел, а также взаимодействие между ними. Главной задачей механики считается возможность в любой момент времени определить положение тела в пространстве.
Школьники знакомятся с некоторыми основными направлениями механики, такими как статика, динамика, кинематика, законы сохранения, механические волны и колебания. Этот раздел учащиеся в большинстве своем хорошо понимают и не испытывают серьезных трудностей на экзамене.
Основные элементы содержания проверяют на экзамене путем выполнения ряда заданий. Кратко остановимся на том, каким темам посвящены те или иные упражнения КИМ.
| Подраздел * | Элементы содержания |
|---|---|
| Кинематика | Движение (прямолинейное равномерное и равноускоренное, движение по окружности). |
| Динамика | Законы Ньютона и Гука, закон всемирного тяготения, сила трения, давление. |
| Статика | Сила Архимеда, закон Паскаля, момент силы, давление в жидкости. |
| Законы сохранения | Потенциальная и кинетическая энергия, законы сохранения импульса и механической энергии, мощность силы и работа. |
| Механические волны и колебания | Колебания, их амплитуда и фаза, период и частота, резонанс. Маятник, звук, механические волны. |
* Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.
Вопросам механики посвящены задания №1–7 первой части. 6 из них базового уровня сложности, а 1 – повышенного. Два упражнения (№22 и №23) находятся на стыке механики и квантовой физики. Еще 2 задачи включены во вторую часть.
Формулы по физике для ЕГЭ
Шпаргалка с формулами по физике для ЕГЭ
и не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам).
Для начала картинка, которую можно распечатать в компактном виде.
А потом вордовский файл, который содержит все формулы чтобы их распечатать, которые находятся внизу статьи.
Механика
- Давление Р=F/S
- Плотность ρ=m/V
- Давление на глубине жидкости P=ρ∙g∙h
- Сила тяжести Fт=mg
- 5. Архимедова сила Fa=ρж∙g∙Vт
- Уравнение движения при равноускоренном движении
X=X+υ∙t+(a∙t2)/2 S= (υ2-υ2)/2а S= (υ+υ) ∙t /2
- Уравнение скорости при равноускоренном движении υ=υ+a∙t
- Ускорение a=(υ-υ)/t
- Скорость при движении по окружности υ=2πR/Т
- Центростремительное ускорение a=υ2/R
- Связь периода с частотой ν=1/T=ω/2π
- II закон Ньютона F=ma
- Закон Гука Fy=-kx
- Закон Всемирного тяготения F=G∙M∙m/R2
- Вес тела, движущегося с ускорением а↑ Р=m(g+a)
- Вес тела, движущегося с ускорением а↓ Р=m(g-a)
- Сила трения Fтр=µN
- Импульс тела p=mυ
- Импульс силы Ft=∆p
- Момент силы M=F∙ℓ
- Потенциальная энергия тела, поднятого над землей Eп=mgh
- Потенциальная энергия упруго деформированного тела Eп=kx2/2
- Кинетическая энергия тела Ek=mυ2/2
- Работа A=F∙S∙cosα
- Мощность N=A/t=F∙υ
- Коэффициент полезного действия η=Aп/Аз
- Период колебаний математического маятника T=2π√ℓ/g
- Период колебаний пружинного маятника T=2 π √m/k
- Уравнение гармонических колебаний Х=Хmax∙cos ωt
- Связь длины волны, ее скорости и периода λ= υТ
Молекулярная физика и термодинамика
- Количество вещества ν=N/ Na
- Молярная масса М=m/ν
- Cр. кин. энергия молекул одноатомного газа Ek=3/2∙kT
- Основное уравнение МКТ P=nkT=1/3nmυ2
- Закон Гей – Люссака (изобарный процесс) V/T =const
- Закон Шарля (изохорный процесс) P/T =const
- Относительная влажность φ=P/P∙100%
- Внутр. энергия идеал. одноатомного газа U=3/2∙M/µ∙RT
- Работа газа A=P∙ΔV
- Закон Бойля – Мариотта (изотермический процесс) PV=const
- Количество теплоты при нагревании Q=Cm(T2-T1)
- Количество теплоты при плавлении Q=λm
- Количество теплоты при парообразовании Q=Lm
- Количество теплоты при сгорании топлива Q=qm
- Уравнение состояния идеального газа PV=m/M∙RT
- Первый закон термодинамики ΔU=A+Q
- КПД тепловых двигателей η= (Q1 — Q2)/ Q1
- КПД идеал. двигателей (цикл Карно) η= (Т1 — Т2)/ Т1
Электростатика
Электрический заряд может быть найден по формуле:
Линейная плотность заряда:
Поверхностная плотность заряда:
Объёмная плотность заряда:
Закон Кулона (сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов):
Где: k — некоторый постоянный электростатический коэффициент, который определяется следующим образом:
Напряжённость электрического поля находится по формуле (хотя чаще эту формулу используют для нахождения силы действующей на заряд в данном электрическом поле):
Принцип суперпозиции для электрических полей (результирующее электрическое поле равно векторной сумме электрических полей составляющих его):
Напряженность электрического поля, которую создает заряд Q на расстоянии r от своего центра:
Напряженность электрического поля, которую создает заряженная плоскость:
Потенциальная энергия взаимодействия двух электрических зарядов выражается формулой:
Электрическое напряжение это просто разность потенциалов, т.е. определение электрического напряжения может быть задано формулой:
В однородном электрическом поле существует связь между напряженностью поля и напряжением:
Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:
Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:
В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:
Определение потенциала задаётся выражением:
Потенциал, который создает точечный заряд или заряженная сфера:
Принцип суперпозиции для электрического потенциала (результирующий потенциал равен скалярной сумме потенциалов полей составляющих итоговое поле):
Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее:
Определение электрической ёмкости задаётся формулой:
Ёмкость плоского конденсатора:
Заряд конденсатора:
Напряжённость электрического поля внутри плоского конденсатора:
Сила притяжения пластин плоского конденсатора:
Энергия конденсатора (вообще говоря, это энергия электрического поля внутри конденсатора):
Объёмная плотность энергии электрического поля:
Механика
Кинематика
| Равноускоренное движение: | ||
| Ускорение: | `a=(v-v_0)/t` | |
| Скорость: | `v=v_0+at` | |
| Путь, пройденный телом: | `S=v_0t+(at^2)/2` | Три варианта формулы |
| `S=(v^2-v_0^2)/(2a)` | ||
| `S=(v+v_0)/2t` | ||
| `v(t)=S'(t)` | ||
| `a(t)=v'(t)=S»(t)` |
| Тело брошено под углом к горизонту: | ||
| Горизонтальная проекция скорости: | `v_x=v_0*cosalpha=const` | Горизонтальная скорость постоянна |
| Вертикальная проекция скорости: | `v_y=v_0*sinalpha` | Вертикальная скорость меняется с ускорением `g` |
| Движение по окружности: | |
| Центростремительное ускорение: | `a_(цс)=v^2/R=omega^2R` |
| Угловая скорость: | `omega=(Deltavarphi)/(Deltat)=(2pi)/T=2pinu` |
| Связь линейной и угловой скоростей: | `v=omegaR` |
Динамика
| Плотность: | `rho=m/V` | |
| Второй закон Ньютона: | `vec F=mvec a` | где `vec F` — равнодействующая всех приложенных сил |
| Гравитационное притяжение: | `F=G(m_1m_2)/R^2` | |
| 1-я космическая скорость: | `v_I=sqrt(gR)=sqrt((GM)/R)` | |
| 2-я космическая скорость: | `v_(II)=sqrt(2)*v_I` | |
| Закон Гука: | `F=-kx` | |
| Сила трения: | `F_(тр)=muN` | |
| Давление: | `p=F/S` |
Статика
| Момент силы: | `M=F*l` | |
| Условие равновесия: | `{(M_1+M_2+…=0),(vec F_1+vec F_2+…=0):}` | Моменты «по часовой стрелке» берём со знаком плюс, моменты «против часовой» берём с минусом |
| Правило рычага: | `F_1*l_1=F_2*l_2` | это частный случай условия равновесия |
| Давление жидкости: | `p=rhogh` | |
| Сила Архимеда: | `F_A=rho_жgV_т` |
Импульс и энергия
| Импульс: | `vec p=mvec v` |
| Изменение импульса: | `Deltavec p=vec FDeltat` |
| Работа силы: | `A=F*l*cosalpha` |
| Мощность: | `P=A/t` |
| КПД: | `eta=A_(полезная)/A_(затраченная)` |
| Кинетическая энергия: | `E_к=(mv^2)/2` |
| Потенциальная энергия тяжести: | `E_п=mgh` |
| Потенциальная энергия пружины: | `E_п=(kx^2)/2` |
Механические колебания и волны
| `x(t)=Asin(omegat+varphi_0)` | |
| `v(t)=x'(t)=Aomegacos(omegat+varphi_0)` | |
| `a(t)=v'(t)=-Aomega^2sin(omegat+varphi_0)` | |
| Период колебаний: | `T=1/nu=(2pi)/omega` |
| Период математического маятника: | `T=2pisqrt(l/g)` |
| Период пружинного маятника: | `T=2pisqrt(m/k)` |
| Скорость волны: | `v=lambdanu` |
Механика
Кинематика
| Равноускоренное движение: | ||
| Ускорение: | `a=(v-v_0)/t` | |
| Скорость: | `v=v_0+at` | |
| Путь, пройденный телом: | `S=v_0t+(at^2)/2` | Три варианта формулы |
| `S=(v^2-v_0^2)/(2a)` | ||
| `S=(v+v_0)/2t` | ||
| `v(t)=S'(t)` | ||
| `a(t)=v'(t)=S»(t)` |
| Тело брошено под углом к горизонту: | ||
| Горизонтальная проекция скорости: | `v_x=v_0*cosalpha=const` | Горизонтальная скорость постоянна |
| Вертикальная проекция скорости: | `v_y=v_0*sinalpha` | Вертикальная скорость меняется с ускорением `g` |
| Движение по окружности: | |
| Центростремительное ускорение: | `a_(цс)=v^2/R=omega^2R` |
| Угловая скорость: | `omega=(Deltavarphi)/(Deltat)=(2pi)/T=2pinu` |
| Связь линейной и угловой скоростей: | `v=omegaR` |
Динамика
| Плотность: | `rho=m/V` | |
| Второй закон Ньютона: | `vec F=mvec a` | где `vec F` — равнодействующая всех приложенных сил |
| Гравитационное притяжение: | `F=G(m_1m_2)/R^2` | |
| 1-я космическая скорость: | `v_I=sqrt(gR)=sqrt((GM)/R)` | |
| 2-я космическая скорость: | `v_(II)=sqrt(2)*v_I` | |
| Закон Гука: | `F=-kx` | |
| Сила трения: | `F_(тр)=muN` | |
| Давление: | `p=F/S` |
Статика
| Момент силы: | `M=F*l` | |
| Условие равновесия: | `{(M_1+M_2+…=0),(vec F_1+vec F_2+…=0):}` | Моменты «по часовой стрелке» берём со знаком плюс, моменты «против часовой» берём с минусом |
| Правило рычага: | `F_1*l_1=F_2*l_2` | это частный случай условия равновесия |
| Давление жидкости: | `p=rhogh` | |
| Сила Архимеда: | `F_A=rho_жgV_т` |
Импульс и энергия
| Импульс: | `vec p=mvec v` |
| Изменение импульса: | `Deltavec p=vec FDeltat` |
| Работа силы: | `A=F*l*cosalpha` |
| Мощность: | `P=A/t` |
| КПД: | `eta=A_(полезная)/A_(затраченная)` |
| Кинетическая энергия: | `E_к=(mv^2)/2` |
| Потенциальная энергия тяжести: | `E_п=mgh` |
| Потенциальная энергия пружины: | `E_п=(kx^2)/2` |
Механические колебания и волны
| `x(t)=Asin(omegat+varphi_0)` | |
| `v(t)=x'(t)=Aomegacos(omegat+varphi_0)` | |
| `a(t)=v'(t)=-Aomega^2sin(omegat+varphi_0)` | |
| Период колебаний: | `T=1/nu=(2pi)/omega` |
| Период математического маятника: | `T=2pisqrt(l/g)` |
| Период пружинного маятника: | `T=2pisqrt(m/k)` |
| Скорость волны: | `v=lambdanu` |
Электрический ток
Сила тока может быть найдена с помощью формулы:
Плотность тока:
Сопротивление проводника:
Зависимость сопротивления проводника от температуры задаётся следующей формулой:
Закон Ома (выражает зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления):
Закономерности последовательного соединения:
Закономерности параллельного соединения:
Электродвижущая сила источника тока (ЭДС) определяется с помощью следующей формулы:
Закон Ома для полной цепи:
Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):
Сила тока короткого замыкания:
Работа электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Работа А электрического тока протекающего по проводнику обладающему сопротивлением преобразуется в теплоту Q выделяющуюся на проводнике:
Мощность электрического тока:
Энергобаланс замкнутой цепи
Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:
Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:
Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R1 и R2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:
Мощность потерь или мощность внутри источника тока:
Полная мощность, развиваемая источником тока:
КПД источника тока:
Электролиз
Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:
Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:
Где: n – валентность вещества, NA – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:
Динамика
Второй закон Ньютона:
Здесь: F — равнодействующая сила, которая равна сумме всех сил действующих на тело:
Второй закон Ньютона в проекциях на оси (именно такая форма записи чаще всего и применяется на практике):
Третий закон Ньютона (сила действия равна силе противодействия):
Сила упругости:
Общий коэффициент жесткости параллельно соединённых пружин:
Общий коэффициент жесткости последовательно соединённых пружин:
Сила трения скольжения (или максимальное значение силы трения покоя):
Закон всемирного тяготения:
Если рассмотреть тело на поверхности планеты и ввести следующее обозначение:
Где: g — ускорение свободного падения на поверхности данной планеты, то получим следующую формулу для силы тяжести:
Ускорение свободного падения на некоторой высоте от поверхности планеты выражается формулой:
Скорость спутника на круговой орбите:
Первая космическая скорость:
Закон Кеплера для периодов обращения двух тел вращающихся вокруг одного притягивающего центра:
Молекулярная физика
Молекулярная физика изучает свойства тел с точки зрения их молекулярного строения и взаимодействия частиц (ионов, молекул, атомов). Она рассматривает строение вещества, а также его изменение под воздействием внешних факторов: электромагнитного поля, давления, температуры. Проверяемые на экзамене элементы содержания перечислены в таблице ниже.
Строение твердых тел, жидкостей и газов, движение частиц, диффузия.
Связь кинетической энергии с давлением и температурой газа.
Уравнение Менделеева – Клайпертона. Закон Дальтона.
Изопроцессы. Влажность воздуха.
Температура и тепловое равновесие. Удельная теплота и теплоемкость.
Законы термодинамики (первый и второй).
* Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.
В КИМ вопросам молекулярной физики посвящены задания №8–12 первой части и задачи №25 и №30 второй части. Теория для ЕГЭ по физике по этим заданиям подробно расписана в школьных учебниках, а навык работы с практическими задачами необходимо развивать путем их активного решения из печатных пособий и интернет-ресурсов.
