Скачать

Подборка основных формул по физике

Краткий справочник по физике.

Гридасов А.Ю. Новосибирск 1997г.

Файл содержит формулы из курса физики, которые будут полезны учащимся старших классов школ и младших курсов вузов. Все формулы изложены в компактном виде с небольшими комментариями. Файл также содержит полезные константы и прочую информацию.

Данный файл может быть напечатан и распространяться в некоммерческих целях без ограничений.

Фундаментальные константы.

Название константы.

Обозн.

Значение.

Измерение

Гравитационная постоянная.

G

6,672*10-11

Н*м2/кг2

Ускорение свободного падения

G

9,8065

м/с2

Атмосферное давление

p0

101325

Па

Постоянная Авогадро

Na

6,022045*1023

Моль-1

Объем 1моль идеального газа

V0

22,41383

м3/моль

Газовая постоянная

R

8,31441

Постоянная Больцмана

K

1,380662*10-23

Дж/К

Скорость света в вакууме

C

2,99792458*108

м/с

Магнитная постоянная

μ0

4π*10-7=

1,25663706*10-6

Гн/м

Электрическая постоянная

ε0

8,8541878*10-12

Ф/м

Масса покоя электрона

me

9,109534*10-31

кг

Масса покоя протона

mp

1,6726485*10-27

кг

Масса покоя нейтрона

mn

1,6749543*10-27

кг

Элементарный заряд

E

1,6021892*10-19

Кл

Отношение заряда к массе

e/me

1,7588047*1011

Кл/кг

Постоянная Фарадея

F

9,648456*104

Кл/моль

Постоянная Планка

H

6,626176*10-34

1,054887*10-34

Дж*с

Дж*с

Радиус 1 боровской орбиты

a0

0,52917706*10-10

м

Энергия покоя электрона

mec2

0.511034

МэВ

Энергия покоя протона

mpc2

938.2796

МэВ

.Энергия покоя нейтрона

mnc2

939.5731

МэВ

Система единиц.Приставки Си.

пристав.

поряд.

пристав.

поряд.

пристав.

порядок

Пристав.

порядок

экса

Э

18

мега

М

6

деци

д

-1

Нано

н

-9

пета

П

15

кило

к

3

санти

с

-2

пико

п

-12

тера

Т

12

гекто

г

2

милли

м

-3

фемто

ф

-15

гига

Г

9

дека

да

1

микро

мк

-6

атто

а

-18

Механика.Кинематика.

Обозн.

Изм.

Смысл

S

м

пройденный путь

v

м/с

скорость

t

с

время

x

м

координата

a

м/с2

ускорение

ω

с-1

угловая скорость

T

с

период

Гц

частота

ε

с-2

угловое ускорение

R

м

радиус

Скорость и ускорение.

, ,

Равномерное движение:

, ;

Равнопеременное движение:

a=const, , ;

, ; v=v0+at , ;

;

Криволинейное движение.

,

Вращательное движение.

, , ; ;

, ; , ;

, , , ;

Динамика и статика.

Обозн.

Изм.

Смысл

F

Н

сила

P

кг*м/с

импульс

a

м/с2

ускорение

m

кг

масса

v

м/с

скорость

p

Н

вес тела

g

м/с2

ускорение свободного падения

E

Дж

энергия

A

Дж

работа

N

Вт

мощность

t

с

время

I

кг*м2

момент инерции

L

кг*м2/с

момент импульса

M

Н*м

момент силы

ω

с-1

угловая скорость

Первый закон Ньютона:

Второй закон Ньютона.

, , при m=const и

Третий закон Ньютона.

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.

ma=ma0+Fинерц ,где а- ускорение в неинерциальной а0- в инерциальной системе отчета.

Силы разной природы.

Скорость центра масс ;

Закон всемирного тяготения.

,

- ускорение свободного падения на планете.

- первая космическая скорость.

Вес тела.

p=mg - вес тела в покое.

p=m(g+a) - опора движется с ускорением вверх.

p=m(g-a) - опора движется с ускорением вниз.

p=m(g-v2/r) - движение по выпуклой траектории.

p=m(g+v2/r) - движение по вогнутой траектории.

Сила трения.

,

Закон Гука.

Fупр=–kx, - сила упругости деформированной пружины.

- механическое напряжение

- относительное продольное удлинение (сжатие)

- относительное поперечное удлинение (сжатие)

, где μ- коэффициент Пуассона.

Закон Гука:, где Е- модуль Юнга.

, кинетическая энергия упругорастянутого (сжатого) стержня. (V- объем тела)

Динамика и статика вращательного движения.

- момент импульса

; - момент силы

L=const - закон сохранения момента импульса.

M=Fl, где l- плечо

I=I0+mb2 - теорема Штейнера

система

ось

I

точка по окружности

ось симметрии

mR2

стержень

через середину

1/12 mR2

стержень

через конец

1/3 mR2

шар

через центр шара

2/5 mR2

сфера

через центр сферы

2/3 mR2

кольцо или тонкостенный цилиндр

ось симметрии

mR2

диск сплошной цилиндр

ось симметрии

1/2 mR2

Условие равновесия тел

Законы сохранения.Закон сохранения импульса.

P=mv; - импульс тела.

Ft=ΔP

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.

- работа силы F

A=ΔE

- мощность

- кинетическая энергия

- кинетическая энергия вращательного движения.

Ep=mgh - потенциальная энергия поднятого над землей тела.

- потенциальная энергия пружины

Закон сохранения энергии.

Eк1+Eр1=Eк2+Eр2

Молекулярная физика. Свойства газов и жидкостей.

Обозн.

Изм.

Смысл

p

Па

давление

V

м3

объем

T

К

температура

N

число молекул

m

кг

масса

кг/Моль

молярная масса

Моль

кол-во вещества

U

Дж

вн. энергия газа

Q

Дж

кол-во теплоты

η

КПД

Уравнение состояния.

pV=NkT - уравнение состояния (уравнение Менделеева- Клайперона)

, , ;

, - полная внутренняя энергия системы.

Число атомов

i

1

3

5/3

2

7

9/7

3

13 (12)

15/13 (7/6)

- основное уравнение молекулярно- кинетической теории.

- закон Дальтона для давления смеси газов.

, p=nkT ;

при N=const и

T=const

изотерма

PV=const

закон Бойля-Мариотта

p=const

изобара

V/T=const

закон Гей-Люсака

V=const

изохора

p/T=const

закон Шарля

Броуновское движение.

среднеквадратичная скорость молекул.

- наиболее вероятная скорость молекул.

- средняя арифметическая скорость молекул.

- Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям.

Среднее число соударений молекулы за 1с:

Средняя длинна свободного пробега молекул

- средний путь молекулы за время t.

Распределение в потенциальном поле.

- барометрическая формула.

- распределение Больцмана.

Термодинамика.

- первое начало термодинамики.

- работа газа.

- уравнение адиабаты.

Теплоемкость , удельная теплоемкость с=С/m.

Название

Опред.

Уравнение

A

Q

C

Изохора

V=const

Q=ΔU

0

NkΔT/(γ-1)

Nk/(γ-1)

Изобара

p=const

ΔU=Q+pΔV

pΔV

γpΔV/(γ-1)

γNk/(γ-1)

Изотерма

T=const

Q=A

A

Адиабата

Q=const

ΔU=-A

0

0

Тепловой баланс.

Qотд=Qполуч

Q=cmΔT - теплота на нагрев (охлаждение)

Q=rm - Теплота парообразования (конденсации)

Q=λm - плавление (кристаллизация)

Q=qm - сгорание.

Тепловое расширение.

l=l0(1+αΔT) V=V0(1+βΔT)

Тепловые машины.

- коэффициент полезного действия

,

Гидростатика, гидродинамика.

Обозн.

Изм.

Смысл

p

Па

давление

V

м3

объем

m

кг

масса

σ

Н/м

коэффициент поверхностного натяжения

v

м/с

скорость жидкости

S

м2

площадь

ρ

кг/м3

плотность

h

м

высота столба жидкости.

, (давление на глубине h).

- плотность.

( сила Архимеда ).

- (гидравлический пресс).

- закон сообщающихся сосудов.

- уравнение неразрывности.

- уравнение Бернулли ( - динамическое, р - статическое, - гидростатическое давление.)

- сила и энергия поверхностного натяжения.

- высота подъема жидкости в капилляре.

Электрические и электромагнитные явления.Электростатика.

- закон Кулона.

, - напряженность электрического поля

- принцип суперпозиции полей.

- поток через площадку S.

- теорема Гаусса.

- теорема о циркуляции.

, - потенциал.

плоскость

сфера

шар

цилиндр (пустой)

,

, ,

- электроемкость уединенного проводника.

, , плоский конденсатор.

- электроемкость заряженного шара.

- электроемкость сферического конденсатора.

- батарея конденсаторов. p=qd - дипольный момент.

поляризованность диэлектрика.

P=жε0E где ж- диэлектрическая восприимчивость.

ε=1+ж ε- диэлектрическая проницаемость.

- теорема Гаусса для диэлектриков.

Электродинамика. Постоянный ток.

, ,

, , Закон Ома.

; - температурное изменение температуры.

, ,

- закон Джоуля–Ленца.

- правило Кирхгофа для узлов.

- правило Кирхгофа для контуров.

Параллельное соединение проводников: I=const, ,

Последовательное соединение: , U=const,

Законы электролиза.

m=kq=kΔT - первый закон Фарадея.

- второй закон Фарадея.

Электромагнетизм.

, - сила Лоренца.

- сила Ампера, действующая на проводник длиной l.

,

магнитная индукция поля в точке.

- магнитная индукция в центре витка.

- индукция внутри соленоида.

индукция поля проводника на расстоянии R от оси.

связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля.

- принцип суперпозиции магнитных полей.

- сила взаимодействия двух проводников.

магнитный поток.

- энергия магнитного поля.

ЭДС индукции в замкнутом контуре.

ЭДС самоиндукции.

, -

Колебания и волны. Оптика. Акустика.Механические и электромагнитные колебания.

- уравнение гармонических колебаний.

,

- полная энергия колеблющейся точки.

Система.

Период

Цикл. частота

Уравнение

Математический маятник.

Пружинный маятник.

Физический маятник.

Колебательный контур.

Сложение колебаний.

, при ω1=ω2

- период пульсации.

Затухающие колебания.

,

Переменный ток.

Z=ZR+ZL+ZC - полный импеданс цепи.

ZR=R, ZL=iΩL,

- модуль полного импеданса цепи.

, - действующие значения.

Упругие волны.

Скорость волны в газе: , в твердом теле:

,

уравнение плоской волны:

Отражение

Преломление

Δφ=0

lim αпад=arcsin(c2/c1)

Интерференция: ,

фазовая v и групповая u скорости: ,,

- эффект Доплера.

Электромагнитные волны.

- фазовая скорость

Отражение

Преломление

Δφ=0

lim αпад=arcsin(c2/c1)

Оптика

- разность хода.

- скорость света в среде

- закон преломления.

- формула линзы.

- увеличение линзы.

Квантовая физика и теория относительности.

- энергия фотона. h- постоянная Планка

- фотоэффект

- полная энергия.

Атомная физика.

- закон распада

Литература

1. Кабардин О.Ф. Физика

2. Трофимова Т.И. Физика 500 основных законов и формул.