Основные термины и формулы по многим разделам физики

Траектория – воображаемая линия пройденного пути, оставляемая каким-либо телом.

Путь – длина траектории.

Перемещение – движение от начальной точки пути по направлению к конечной.

Равномерным наз. движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения (при нем V-const;=Vср=∆S/∆t).

Мгновенная скорость – скорость в данный момент времени.

Неравномерным наз. движение, … совершает неодинаковые дистанции перемещения.

1 Закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет скорость постоянной, если на него не действуют другие тела (или их действие компенсируется). ∑Fi=0,V- const, a=0

2 Закон Ньютона: Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, обратно пропорционально массе тела и направлено в сторону равнодействующей силы: a=F/m.

3 Закон Ньютона: Силы, с которыми взаимодействуют 2 тела, одной природы, равны по модулю, направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны и приложены к разным телам: (‌F1x)‌‌=(F2x) ( ) – модуль. F_2x0

Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел в замкнутой механич. системе остается постоянной при любых взаимодействиях тел системы между собой. Импульс тела: p=mV.

Изменение импульса тела (МТ) относительно инерциальной системы отсчета равно импульсу равнодействующих всех сил, действующих на него.

Изменение импульса незамкнутой механич. системы относительно инерциальной системы отсчета равно импульсу равнодействующих всех сил, действующих на него.

Энергия – скалярная физ. величина, характеризующая способность тела выполнять работу.

Кинетическая энергия – энергия, которой обладает тело вследствие своего движения. K=mV²/2

Теор. о кинет. энер: Изменеие кинет. энергии равно работе сил, действующих на тело.

Потенциальная энергия – энер., обусловленная взаимодействием тел или частей одного тела. П=mgh

Потенц. энергия упругого деформированного тела: П=Кх²/2, где К - коэф. жестк., х- удлин. тела.

Работа, совершенная силой тяжести и силой упругости, равна изменению потенциальной энергии тела, взятой с обратным знаком: А= - (П₂-П₁)= - ∆П= - (mgh₂-mgh₁)= - (Kx²₂/2-Kx²₁/2)

Полная мех. энергия равна сумме кинетич. и потенциальной энергии тела: E=K+П=mV²/2+mgh

КПД наз. отношение полезной работы, совершенной за некоторый промежуток времени, ко всей затраченной работе за тот же промежуток времени:

ή= А_п/А_з*100=р_п/р_з A_п=∆W_п=mgh Аз=IU∆t

Мощность численно равна работе, которую совершает сила за единицу времени. =A/∆t

Электродинамика – раздел физики, который изучает электромаг. поле и свойства, связанные с ним.

Заряд – скалярная физ. величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

е=-1,6*10^-19 Тело может существ. без заряда, а заряд без тела нет.

Закон сохранения зарядов: В любой электроизолированной системе алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной. F - (q₁)(q₂) ( )- модуль

Закон Кулона: Сила Fэ электромагнитного взаимодействия точечных неподвиж. электр. зарядов прямо пропорциональна произведению абсолютных значений зарядов (q₁) и(q₂) и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними. F=Kq₁q₂/εr²

K= 9*10⁹ H*м²/Кл² ; ε₀=8,85*10^-12 Кл²/Н*м²– элект-ая постоянная ; ε – диэлектр. проницаем.; q=N*e

Электрическое поле – особый вид материи, который создается электрическими зарядами (подвижными и неподвиж.) и обнаруживается по действию на электр.

Напряженность электр. поля Е определяется отношением силы, действующей со стороны поля на полож. точеч. электр. заряд, находящийся в данной точке поля, к величине этого заряда.E=F/q(Н/м)

Силовая линия – воображаемая направленная линия в пространстве, касательная к которой в каждой точке направлена вдоль вектора напряженности поля Е в этой точке.

Напряженность Е - силовая характеристика электрического поля. Если провод.: E=U/l (B/м)

Потенциал φ – это энергетическая характеристика электрического поля. φ=W_p/q (Дж/Кл),(В)

Потенциал заряженного шара: φ=kq/εr=Kq/ε(r+l) ; r- радиус шара, l- расст. от шара до объекта.

Эквипотенциальной наз. воображаемая поверхность, в каждой точке которой потенциал одинаков. Разность потенциалов между двумя любыми точками эквипотенциальной поверхности равна нулю.

Диэлектрическая проницаемость – безразмерная физ. величина, равная отношению модуля напряженности Е₀ однородного ЭП в вакууме к модулю напряженности Е в однородном диэлектрике, внесенном во внешнее поле. ε=Е₀/E

Диэлектрическая проницаемость показывает во сколько раз напряженность электрич. поля в диэлектрике меньше напряженности электр. поля в вакууме.

Электроемкость – это способность тел накапливать электрические заряды. C=q/φ=q/U (Кл/В)(Ф)

Электроемкость зависит от размеров проводника, взаимного расположения тел, диэлектрической проницаемости среды и взаимного перекрытия площади тел.

Конденсаторы – устройства, служащие для накопления электр. заряда.

Диэлектрики (изоляторы) – в-ва, в которых практически отсутствуют свободные носители зарядов.

Неполярный диэлектрик состоит из атомов или молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Полярный диэлектрик состоит из атомов или молекул, у которых центры распределения положительных и отрицательных зарядов не совпадают.

Дипольный момент – векторная физическая величина, он направлен по оси диполя от отрицательного заряда к положительному.

Поляризационные и связанные заряды – это заряды, возникающие на поверхности диэлектрика.

Поляризация – это явление смещения разноименных связанных зарядов в противоположные стороны под действием приложенного внешнего электростатического поля.

Сегнеэлектрики – в-ва, имеющие очень большую диэлектрическую проницаемость.

Емкость плоского конденсатора: С=εε₀S/d

Общая емкость последователь. соединения:1)1/C_общ=1/C₁+1/C₂ ;2)U_общ=U₁+U₂ ;3)q_общ=q₁+q₂

Общая емкость параллельного соединения: 1) C_общ=С₁+С₂; 2)U_общ=U₁+U₂; 3)q_общ=q₁+q₂

Электроемкость шара: C=4πεε₀/R (R-радиус шара)

Электрический ток – направленное движение заряженных частиц.

Сила тока I – физическая скалярная величина, равная отношнию заряда ∆q, прошедшего за промежуток времени ∆t через поперечное сечение проводника, к этому промежутку: I=∆q/∆t (А)

Электрич-ий ток наз. постоянным, если его сила и направление не изменяются с течением времени.

Плотность тока j – векторная физическая величина, модуль которой равен отношению силы тока I к площади S перечного сечения проводника. j=I/S

Электрическое сопротивление – величина, характеризующая способность проводника противодействовать прохождению электрического тока. R=ρl/S (ρ- удел. сопротивление; l-длина проводника; S поперечного сечения ).

Замкнутая электрич. цепь может рассматриваться как совокупность участков цепи. Если на участке цепи на заряды действуют только электростатические силы, то он называется однородным.

Сила тока I – на однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах этого участка. Коэффициент пропорциональности G=1/R характеризует электр. св.-ва проводника и наз. электропроводностью.

Зависимость силы тока от напряжения между его концами I(U) наз. вольтамперной характеристикой данного проводника. R=U/I (Ом) (В/А)

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока I в однородном металлическом проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна сопротивлению R этого проводника: I=U/R

Зависимость сопротивления от температуры: ρ=ρ₀(1+αt⁰) R=R₀(1+αt⁰) ( R₀-0⁰C; R – t⁰C )

Температурный коэффициент сопротивления α показывает как меняется удельное электрическое сопротивление проводника при изменении температуры на 1 градус.

Кельвин: T= 273+t⁰C

Закон Джоуля-Ленца: Кол.-во теплоты, выделяющейся в проводнике при прохождении электр. тока по проводнику прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и промежутку времени прохождения тока. Q=A=RI² ∆t (Дж); A=IU∆t ; A=U²∆t/R

Мощность: P=A/∆t=I/U=U²/R=I² R (Вт)

Соединение проводников: Последовательное: R>; I- const; U= U₁+U₂; R=R₁+R₂

Параллельное: R< ; U- const; I=I₁+I₂; 1/R=1/R₁+1/R₂

Работа электр. тока: 1) Химическая работа (электролиз) HCl=H⁺+Cl^- 2) Механическая работа (работа электродвигателя) 3) Переход в механическую и тепловую (световую) энергию.

Условия ЭДС (электродвижущей силы): 1) наличие свободно заряж. частиц (эл., ионов);

2) наличие электр. поля (E=F/G); 3) Работа А сторонних сил.

Работа сторонних сил носит неэлектр. характер (хим. реакции, механ. работа).

ε-(ЭДС) – электродвижущая сила(характеристика источника).

ЭДС – это работа сторонних сил (ЭДС источника) по отношению к единичному положительному заряду внутри источника тока. ε=A_ст./q (B); ε=φ₁-φ₂ ; ε=U_вн+U_ис

Неоднородный участок цепи – участок цепи, на котором действуют сторонние силы.

Закон Ома для неоднородного участка цепи: I=U/R=φ1-φ2+ε/R

Закон Ома для замкнутого участка цепи: Сила тока в замкнутом участке цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

I=ε/R+r (R- сопротив. на внеш. участке цепи (на потребителе); r- на внутр. участке (на источнике).)

Магниты – железные руды, способные ориентироваться в магнитном поле Земли.

Магнитное поле возникает при движении эл. зарядов и обнаруживается по действию на эти заряды.

B – магнитная индукция, силовая характеристика магнитного поля.

Магнитное поле прямого проводника: B=μ₀μI/2πr (Тл) μ(воздух)=1

μ₀=4π*10^-7 (Гн/м) – магнит. const; μ- магнит проницаемость в.-ва; r- расст. от проводн. до магн. поля.

Магнитное поле круглого тока: B=μ₀μI/2R (R- радиус кругового витка)

Магнитное поле соленоида: Внутри соленоида маг. поле однородно. вектор маг. индукции одинаков по величине и направлению. B=μ₀μnI (n-число витков на ед. длины n=N/l ;l–длина солен.)

Магнитный поток: Ф- магнитный поток; Ф= B∆Scosα (Вб) (∆S-S, которую пронизывает маг. поток)

Сила Ампера: F_A=BIlsinα (H) (l- длина проводника (м); α – угол меж. проводником и B)

Сила Ампера действует на участок длины проводника.

Правило левой руки: Если 4 пальца левой руки расположить по направлению тока и чтобы линии маг индукции входили в ладонь, то отогнутый на 90⁰ большой палец покажет направ-ие сила Ампера

Сила Лоренса: F=B∆qVsinα (V-скорость движения заряж. частиц) F_л=BeV

Сила Лоренса действует на отдельно взятые электр. заряды. Сила Лоренса определяется как сила Ампера (направление). V=BqR/m_{e ;} ( x=V∆tcosα=VTcosα – в соленоиде; T=2πm/qB )

Напряженность магнитного поля: H=I/2πR (А/м)

Вращающий момент: M=Fl (Н*м) (l- плечо силы); M=BISsinα (S-площадь контура)

Магнитный момент: P_M=IS (А*м²)

ЭДС индукции: при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контурами, в нем появляются сторонние силы, действия которых характеризуется ЭДС.

Вывод М. Фарадея: при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих контур с ограниченной площадью, в контуре возникает индукционный ток (I_i).

Правило Ленца (определение I_i): в замкнутом проводящем контуре возникающий индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток старается компенсировать изменение числа линий магнитной индукции внешнего магнитного поля. I_i-ε_i/R

Закон электромагнит. индукции (ЭМИ): ЭДС индукции в замкнутом проводящем контуре равна скорости измен-ия магн. потока, взятого со знаком « - ». Знак объясняет прав. Ленца. ε_i= -∆Ф/∆t

ЭДС самоиндукции: ε_si = -L∆Ф/∆t ∆Ф=L∆I ( L=Ф/I (Гн) – индуктивность )

Явление самоиндукции - возникновение ЭДС индукции в контуре, которое вызвано изменением магнитного поля тока, проходящего в этом же контуре.

ЭДС индукции в электродвижущих проводниках: ε_i=VBlsinα (V -скорость движения проводника)

Энергия магнитного поля: W_M=LI²/2 (Дж)

Объемная плотность анергии: ω_м=W_м/V (Дж/м³)

Колебания–это повторяющиеся в пространстве движения через определенный промежуток времени.

Признаки колеба.-ных движений:1)повторяемость 2)периодич изм. силы3)малые силы сопрот-ния.

Гармонические колебания – это колебания, происходящие по законам sin и cos.

Вынужденные колебания– колебания, происходящие под действием внешней периодической силы.

Свободные колебания – колебания, которые всегда затухают, и при них система получает энергию один раз, когда она выводится из положения равновесия.

Затухающие колебания – это колебания, амплитуда которых со временем уменьшается

Уравнения колебательных процессов: x=Acos(ωt+α₀) x=Asin(ωt+α₀)

x- смещение тела (координаты); А - макс отклонение тела от положения равновесия (амплитуда);

α – фаза колебаний α=ωt α₀- начальная фаза ω-(рад/c)

Циклическая или круговая чистота: ω=2πυ=2π/Т (рад/с) Циклич. частота - число колеб-ий за 2πс.

Период - время, через которое движение тела полностью повторяется. T=t/N (c) (t–t всех колебаний)

υ-частота – число колебаний в единицу времени. υ=N/t (Гц) T=1/υ ω=2πυ=2π/T ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Математический маятник – это тело, принимаемое за материальную точку, подвешенное на невесомой и нерастяжимой нити, совершающее колебания под действием приложенных сил.

Период колебания мат. маятника зависит от его длины и ускорения свободного падения.

l – длина мат. маятника; g=9,81 м/с²

- частота колебаний мат. маятника. -(рад/c)- циклическая частота.

Энергия мат. маятника: W_K=W_p+W_K mV²_m/2=mgh+mV²/2

Пружинный маятник – это колебательная система, состоящая из материальной точки массой m и пружины, данная система совершает колебания только под действием силы упругости.

m-масса тела; k- коэф. жесткости

F_уm= - kA (Знак « - » указывает, что F_у направлена в противоположную сторону движения тела.)

- частота - цикл. Частота

Энергия пруж. маятника: W_pm=kA²/2

Колебательный контур – система, состоящая из последовательно соединенных конденсаторов и катушки индуктивности.

Идеально колебательный контур – контур, сопротивление которого равно нулю.

Электромагнитные колебания– колебания, в которых происходит периодич-ое изменение заряда, напряжения и силы тока. А так же происходит взаимное превращение электр. и магнитной энергии.

- период ЭМК; - частота и круговая частота ЭМК; С=q/U(Ф); L-(Гн)

Энергия ЭМК: Wэм=CU²/2 ω=W_эм/V (Дж/м³) – объемная плотность

Электромагнитная волна – периодическое изменение в пространстве электрических и электромагнитных полей.

Резонанс – явление резкого возрастания амплитуды вынужд-ых колебаний при приближении υ к υ₀.

λ=cT=c/ν υ=N/t (Гц) T=1/υ c=3*10⁸м/с – скорость света

Трансформатор – устройство, служащее для преобразования напряжения U и силы тока I. Чтобы исключить потери электроэнергии (уменьшить) при ее передачи на большие расстояния, применяют повышающие трансформаторы. Во сколько раз уменьшается сила тока во вторичной обмотке, во столько же раз увеличивается напряжение на ней. Промыш. частота переменного тока – 50 Гц.

K=ε₁/ε₂=N₁/N₂=U₁/U₂ - коэф. трансформатора.

К>1 – пониж. транс. К