Основные законы и формулы физики

1АнтиМВХиР v. 950419

2О С Н О В Н Ы Е Ф О Р М У Л Ы И З А К О Н Ы 0 2Ф И З И К И

3МЕХАНИКА

2Упругие деформации.

1Закон Гука 0: 21 0) при малых деформациях сила упругости пропорциональна

абсолютной деформации и направлена противоположно смещению.

F 4упр 0 = -k 7D 0l

[k] = Н 7/ 0м, жесткость такого тела, при деформации которого на 1 м

возникает сила упругости, равная 1 Н.

Коэффициент жесткости численно равен силе упругости, возника-

ющей в теле при единичном смещении.

22 0) при малых деформациях напряжение 7s 0 прямо пропорци-

онально относительному удлиннению 7 e 0.

7s 0 = E 7e 0,

E - модуль Юнга, численно равен такому механическому нап-

ряжению, когда относительное удлннение

равно 1 (длина тела увеличилась в 2 раза)

[E] = Н 7/ 0м 52 0 = Па,

7s 0 = F 7/ 0S, механическое напряжение

[ 7s 0] = Па,

7e 0 = 7D 0l 7/ 0l, относительное смещение.

2Расширение тел при нагревании.

l = l 40 0(1+ 7b 0t),

7b 0 = 7 D 0l 7/ 0l 40 7D 0t, температурный коэффициент линейного расширения;

показывает, на сколько меняется длина тела при

нагревании на 1 5O

[ 7b 0] = К 5-1 0,

l = l 40 0 + 7D 0l,

l 40 0 - длина тела при 0 5O 0C.

3МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

2Основные положения МКТ.

N 4A 0 7~ 0 6*10 523 0 моль 5-1

7n 0 = N 7/ 0N 4A

Основное уравнение МКТ : p = F 7/ 0S = 1 7/ 03*m 40 0n 7v 52 4средняя

p = 2 7/ 03*nE 4средняя 0, E 4средняя 0 = m 40 7v 52 4средняя 7/ 02

.

2Температура.

pV 7/ 0N = kT

k = 1.38*10 5-23 0 Дж 7/ 0К, постоянная Больцмана

E 4средняя 0 = 3 7/ 02*kT

p = nkT

7|\\\

Средняя квадратичная скорость : 7 v 4средняя 0 = 7 ? 0 3kT 7/ 0m 40

2Уравнение состояния идеального газа.

pV = m 7/ 0M*RT

R = 8.31 Дж 7/ 0(моль*К), универсальная газовая постоянная

Уравнение Менделеева-Клапейрона : p 41 0V 41 7/ 0T 41 0 = p 42 0V 42 7/ 0T 42 0 = const

2Экспериментальные газовые законы.

1Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс) 0:

для идеального газа данной массы произведение давления на его

объем постоянно, если температура газа не меняется.

T = const, pV = const

1Закон Гей-Люссака (изобарный процесс) 0:

для идеального газа данной массы отношение объема к абсолют-

ной температуре постоянно, если давление газа не меняется.

p = const, V 7/ 0T = const

1Закон Шарля (изохорный процесс) 0:

для идеального газа данной массы отношение давления к абсо-

лютной температуре постоянно, если объем газа не меняется.

V = const, p 7/ 0T = const

2Внутренняя энергия 0 2идеального газа.

U = N*E 4средняя полная

N = mN 4A 7/ 0M

E 4средняя полная 0 = ikT 7/ 02

U = mN 4A 7/ 0M*ikT 7/ 02 = imRT 7/ 02M

7D 0U = i 7/ 02*m 7/ 0M*R 7D 0T

2Теплота и работа.

1Работа 0 - это мера превращения энергии в механике.

A = Flcos 7a

В изобарном процессе A 4изобар 0 = p 7D 0V

.

Q = cm 7D 0T

c - 1удельная теплоемкость 0 - количество теплоты, которое полу-

чает или отдает 1 кг вещества при изменении его темпера-

туры на 1 К

Q 4п 0 = rm

r - 1удельная теплота парообразования 0 - количество теплоты,

необходимое для превращения при постоянной температуре

1 кг жидкости в пар

Q 4пл 0 = 7 l 0m

7l 0 - 1удельная теплота 0 1плавления 0 - количество теплоты, необхо-

димое для превращения 1 кг кристаллического вещества при

температуре плавления в жидкость той же температуры

2Физический смысл универсальной газовой постоянной.

p 7D 0V = m 7/ 0M*R 7D 0T

A 4изобар 0 = m 7/ 0M*R 7D 0T

емой 1 молем идеального газа при изобарном нагревании на 1 К.

2Первый закон термодинамики.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного

состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества тепло-

ты, переданного системе.

7D 0U = A + Q

2Коэффициент полезного действия теплового двигателя.

1КПД теплового двигателя 0 - это отношение работы, совершаемой дви-

гателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

7h 0 = A 41 7/ 0Q 41 0 = (Q 41 0-Q 42 0) 7/ 0Q 41 0 = 1-Q 42 7/ 0Q 41

Q 41 0 - количество теплоты, полученное от нагревателя,

Q 42 0 - количество теплоты, отданное холодильнику.

7h 4max 0 = (T 41 0-T 42 0) 7/ 0T 41

T 41 0 - температура нагревателя,

T 42 0 - температура холодильника.

.

3ЭЛЕКТРОСТАТИКА

2Электрический заряд.

1Электрический заряд 0 - это свойство тел, проявляющееся в их спо-

собности взаимодействовать с внешним электрическим полем.

[q] = Кл = А*с

1Кулон 0 - это заряд, который проходит через поперечное сечение про-

водника при токе 1 А за 1 с.

q 4e 0 = 1.6*10 5-19 0 Кл

1Закон Кулона 0: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заря-

женных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заря-

дов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направ-

лена вдоль прямой, соединяющей центры зарядов.

F = Kq 41 0q 42 7/ 0r 52

K = 9*10 59 0 Н*м 52 7/ 0Кл 52

F = q 41 0q 42 7/ 04 7pee 40 0r 52

7e 0 = F 4вакуума 7/ 0F 4диэлектрика 0, относительная диэлектрическая про-

ницаемость,

7e 40 0 = 8.8*10 5-12 0 Кл 52 7/ 0Н*м 52 0, электрическая постоянная.

2Напряженность электростатического поля.

1Электростатическое поле 0 - особый вид материи, создается неподвиж-

ными электрическими зарядами. Характерный признак - сила, действующая

на неподвижный заряд.

1Напряженность электростатического поля 0 - силовая характеристика,

векторная величина, по величине и по направлению совпадающая с силой,

действующей на единичный положительный точечный заряд.

E = F 7/ 0q

[E] = Н 7/ 0Кл

E = kq 7/ 0r 52 0 = q 7/ 04 7pee 40 0r 52

2Разность потенциалов.

W 4p 0 = qEd, потенциальная энергия заряда в однородном электростати-

ческом поле

1Потенциал электрического поля 0 - это отношение потенциальной энер-

гии заряда в поле к этому заряду.

.

U = A 7/ 0q

[U] = Дж 7/ 0Кл = В

поля, при перемещении между которыми заряда в 1 Кл совершается работа

в 1 Дж.

1Электрон-вольт 0 - энергия, которую приобретает электрон, пройдя

разность потенциалов в 1 В.

1 э.В. = 1.6*10 5-19 0 Дж

E = U 7/ 0d

[E] = В 7/ 0м

2Конденсаторы.

Энергия заряженного конденсатора: W = q 41 0E 42 0d,

где q 41 0 - заряд 1 пластины,

E 42 0 - напряженность, созданная 2 пластиной,

d - расстояние (вдоль силовых линий).

W = qEd = qU 7/ 02 = CU 52 7/ 02 = q 52 7/ 02C

1Плотность энергии 0 - это энергия в единице объема.

w = W 7/ 0V = 7 ee 40 0E 52 7/ 02

где 7e 40 0 - электрическая постоянная.

3ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1Электрический ток 0 - это направленное движение заряженных частиц.

I = q 7/ 0t

I = 7 D 0q 7/D 0t = q`

1Сила тока 0 определяется зарядом, проходящим через поперечное сече-

ние проводника за единицу времени.

R = U 7/ 0I

[R] = В 7/ 0А = Ом

1 1Ом 0 - сопротивление такого проводника, в котором при напряжении

1 В возникает сила тока в 1 А.

2Работа и мощность тока.

Закон Джоуля-Ленца: Q = I 52 0Rt

Если работа тока превращается только в тепло: Q = IUt = U 52 0t 7/ 0R

A 4тока полная 0 = IUt

.

2Зависимость сопротивления от температуры.

R = 7 r 0l 7/ 0S

7r 0 - удельное сопротивление,

численно равно сопротивлению проводника, имеющего единичную

длину и единичное сечение; зависит только от материала и температуры.

[ 7r 0] = Ом*м

R-R 40 7/ 0R 40 0 = 7 a 0t

7a 0 = R-R 40 7/ 0R 40 0t

численно равен относительному изменению сопротивления

проводника при нагревании на 1 K.

[ 7a 0] = K 5-1

R = R 40 0(1+ 7a 0t)

7r 0= 7r 40 0(1+ 7a 0t), 7r 40 0 - удельное сопротивление при 0 5O 0C

3МАГНЕТИЗМ

1Магнитное поле 0 - особый вид материи, создается движущимися элект-

рическими зарядами или меняющимся электрическим полем. Характерный

признак - сила, действующая на движущийся заряд.

1Индукция магнитного поля 0 - силовая характеристика магнитного по-

ля, модуль которой равен отношению максимальной силы, действующей со

стороны магнитного поля на прямолинейный участок проводника с током, к

произведению силы тока на активную длину проводника, а вектор направ-

лен перпендикулярно плоскости, в которой лежит длина проводника и мак-

симальная сила Ампера.

B = F 4Amax 7/ 0Il = [Н] 7/ 0[А][м] = [Тл]

1Тесла 0 - это индукция такого магнитного поля, в котором на проводник

с током 1 А и активной длиной 1 м действует максимальная сила в 1 Н.

F 4A 0 = BIlsin 7a 0, 7a 0 = B^l,

F 4Л 0 = qB 7v 0sin 7a 0, 7 a 0 = 7v 0^B

R = m 7v/ 0qB

T = 2 7p 0m 7/ 0qB

m = qB 52 0R 52 7/ 02U