Массонабор

Основные формулы физика 7 9

Физика занимает особое место среди всех естественных наук, поскольку она рассматривает наиболее фундаментальные и универсальные законы взаимодействия частиц и полей, которые составляют основу всех других явлений: биологических, геологических, химических и других. Законы физики обладают большой общностью и в некотором смысле являются окончательными: законы Ньютона, уравнения термодинамики, кинематические уравнения всегда останутся справедливыми в своей области.

Одно из самых важных мест в этой науке занимают фундаментальные физические законы: законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда.

Кинематические соотношения

Отношение перемещения $\Delta \overline{r}$ к промежутку времени $\Delta t,$ за которое произошло это перемещение, называют средней скоростью ($\left\langle \overline{v}\right\rangle $):

\[\left\langle \overline{v}\right\rangle =\frac{\Delta \overline{r}}{\Delta t}\left(1\right).\]

Мгновенная скорость материальной точки равна:

\[\overline{v}={\mathop{\lim }_{\Delta t\to 0} \left\langle \overline{v}\right\rangle =\frac{d\overline{r}}{dt}\left(2\right).\ }\]

При равномерном прямолинейном движении $\left\langle \overline{v}\right\rangle =\overline{v}.$ Путь ($s$), пройденный телом при равномерном прямолинейном движении равен перемещению тела и может быть вычислен как:

где $s_0$ - смещение тела в начальный момент времени.

При участии тела в нескольких движениях, его скорость равна векторной сумме скоростей каждого из его движений:

\[\overline{v}={\overline{v}}_1+{\overline{v}}_2\left(4\right).\]

Среднее ускорение тела:

\[\left\langle \overline{a}\right\rangle =\frac{\Delta \overline{v}}{\Delta t}\left(5\right),\]

где $\Delta \overline{v}$ - изменение вектора скорости за время $\Delta t$.

Мгновенное ускорение:

\[\overline{a}={\mathop{\lim }_{\Delta t\to 0} \left\langle \overline{a}\right\rangle =\frac{d\overline{v}}{dt}\left(6\right).\ }\]

При равнопеременном движении $\left\langle \overline{a}\right\rangle =\overline{a}$.

Для равнопеременного движения ($\overline{a}=const$) выполняются соотношения:

\[\left\{ \begin{array}{c} \overline{r}={\overline{r}}_0+{\overline{v}}_0t+\frac{\overline{a}t^2}{2} \\ \overline{v}={\overline{v}}_0+\overline{a}t \end{array} \right.\left(7\right),\]

${\overline{r}}_0$ - радиус-вектор, определяющий положение тела в начальный момент времени;

${\overline{v}}_0$ - начальная скорость тела.

При равноускоренном перемещении тела его путь можно найти как:

Основные формулы динамики

Мерой инертности тела является его масса ($m$):

где $\rho $ - плотность тела; $V$ - объем тела.

Основной закон классической динамики (второй закон Ньютона):

\[\overline{F}=\sum\limits^N_{i=1}{{\overline{F}}_i=m\overline{a}\left(10\right),}\]

$\overline{F}$ - равнодействующая всех сил, приложенных к телу.

Сила - мера взаимодействия тел. Приведем примеры формул, для нахождения некоторых видов сил:

Сила тяжести: $\overline{F}=m\overline{g}$, где $\overline{g}$ - ускорение свободного падения тела.
Сила упругости: $\left|{\overline{F}}_u\right|=k\Delta x$, где $k$ - коэффициент упругости; $\Delta x$ - удлинение. Закон Гука выполняется при небольших деформациях тела.
Сила Архимеда: $F_A={\rho }_gVg$, где ${\rho }_g$ - плотность жидкости или газа, в которой находится тело или его часть; $V$ - объем тела погруженный в вещество.
Сила трения покоя: $F_{tr}=\mu N$, где $\mu $ - коэффициент трения покоя; $N$ - величина нормальной силы реакции опоры.
Гравитационная сила: $F_{gr}=\gamma \frac{m_1m_2}{r^2}$, где $\gamma =6,67\cdot {10}^{-11}\frac{м^3}{с^2кг}$- гравитационная постоянная; $r$ - расстояние между телами; $m_1,m_2$ -массы притягивающихся тел. Тела считают материальными точками или шарами с равномерным распределением массы.

Давление ($p$) определяют как:

где $S$ - величина площади, на которую оказывают силовое воздействие.

Давление столба жидкости или газа на дно и стенки сосуда можно найти как:

где $h$ - высота столба вещества.

Формулы работы и энергии, законы сохранения в механике

Если работу ($A$) выполняет постоянная сила, то ее можно вычислит с помощью выражения:

где $\alpha $ - угол между силой и вектором перемещения.

Мощность ($P$) равна работе выполняемой в единицу времени:

Кинетической энергией тела ($E_k$) называют величину, равную:

Потенциальной энергией называют энергию взаимодействия тел. Тело, поднятое на высоту $h$ от поверхности Земли, имеет потенциальную энергию равную:

Тело, подвергающееся упругой деформации, обладает потенциальной энергией равной:

В изолированной системе механическая энергия сохраняется:

Импульсом материальной очки называют величину, равную:

\[\overline{p}=m\overline{v}\left(19\right).\]

Если на систему тел не действуют внешние силы, то суммарный импульс тел данной системы не изменяется:

\[\sum{\overline{p}}=const\ \left(20\right).\]

Формулы термодинамики

Количество тепла ($Q$), которое получает (или отдает) тело при изменении температуры от $t_1$ до $t_2$ равно:

где $c$ - удельная теплоемкость вещества тела.

При плавлении тела ему необходимо подвести количество теплоты равное:

где $\lambda $\textit{ - }удельная теплота плавления. Напомним, что плавление тела происходит при неизменной температуре, называемой температурой плавления. Процесс обратный плавлению называют кристаллизацией. Величина количества теплоты, которая выделяется при кристаллизации тела, находится по формуле (22), но тепло подводимое к системе считают положительным, а отводимое отрицательным.

При парообразовании (конденсации) система получает (отдает) тепло равное:

где $L$\textit{ - }удельная теплота парообразования.

При сгорании топлива получаю количество тепла равное:

$q$ - удельная теплота горения.

Формулы из электростатики и магнетизма

Неподвижные точечные заряды взаимодействуют между собой с силой:

\[\overline{F}=\frac{q_1q_2}{4\pi \varepsilon {\varepsilon }_0r^3}\overline{r}\left(25\right),\]

где $q_1,q_2$ - величины точечных зарядов; $\varepsilon $ - диэлектрическая проницаемость среды, в которой находятся заряды; ${\varepsilon }_0$ - электрическая постоянная.

На прямой проводник с электрическим током, помещенный в однородное магнитное поле действует сила Ампера (${\overline{F}}_{Am}$), равная:

где $I$ - сила тока в проводнике; $B$ - магнитная индукция поля; $l$ - длина проводника; $\alpha $ - угол между направлением вектора $\overline{B}$ и направлением течения тока.

На электрический заряд, движущийся в магнитном поле действует сила Лоренца (${\overline{F}}_L$):

где $v$ - скорость движения частицы; $\alpha $ - угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Магнитный поток ($Ф$) поля через контур площадью S находим как:

\[Ф=BS{\cos \alpha \ }\left(28\right),\]

где $\alpha $ - угол между $\overline{B}$ и нормалью к плоскости контура.

Законы постоянного тока

При последовательном соединении проводников мы имеем:

Если проводники соединены параллельно, то:

Основным законом для расчета цепей постоянного тока считают закон Ома. Для участка цепи без источника тока он записывается как:

где $I$ - сила тока; $U$ - напряжение на концах проводника с током; $R=\rho \frac{l}{S}$ - сопротивление проводника. $\rho $ - удельное сопротивление проводника; $l$ - длина проводника; $S$ - площадь поперечного сечения проводника.

Количество теплоты, выделяемое проводником, при прохождении по нему постоянного тока определяет закон Джоуля - Ленца:

где $t$ - время течения тока.

Законы геометрической оптики

Закон отражения:

\[\alpha =\beta \left(33\right),\]

где $\alpha $ - угол падения; $\beta $ - угол отражения.

Закон преломления:

где $n_{21}$ - относительный показатель преломления второй среды к первой; $\alpha $ - угол падения; $\gamma $ - угол преломления.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Получите уравнение движения тела брошенного под углом $\alpha $ к горизонту с начальной скоростью $v_0$ (рис.1).

Решение. Движение тела происходит в поле тяжести Земли. Силу сопротивления воздуха учитывать не будем. тело движется с постоянным ускорением, причем ускорение тела ($\overline{a}$) равно ускорению свободного падения ($\overline{g}$):

\[\overline{a}=\overline{g}\left(1.1\right),\]

где $g=9,8\ \frac{м}{с^2}$.

Начальные условия движения тела (рис.1) имеют вид:

\[\ \left\{ \begin{array}{c} x\left(t=0\ \right)=0, \\ y\left(t=0\ \right)=h, \\ v_x\left(t=0\ \right)=v_0{\cos \alpha ,\ } \\ v_y\left(t=0\ \right)=v_0{\sin \alpha .\ } \end{array} \right.\left(1.2\right).\]

Перемещение ($r$) при равнопеременном движении запишем как

\[\overline{s}(t)={\overline{s}}_0+{\overline{v}}_0t+\frac{\overline{g}t^2}{2}\left(1.3\right).\]

Векторное уравнение (1.3) в проекции на оси координат X и Y даст нам два скалярных уравнения:

\[\left\{ \begin{array}{c} x(t)=v_0{\cos \alpha \ }t \\ y(t)=h_0+v_0{\sin \alpha \ }t-\frac{gt^2}{2} \end{array} \right.\left(1.4\right).\]

Для получения уравнения траектории движения выразим время ($t$) из первого уравнения системы (1.4) полученный результат подставить во вторую формулу системы:

Результат подставим во втрое уравнение системы (1.4):

Из формулы (1.6) имеем, тело движется по параболе в плоскости, в которой лежат векторы $\overline{g}$ и ${\overline{v}}_0.$

Ответ. $(x)=h_0\ tg\ \alpha -\frac{g}{2}{\left(\frac{x}{v_0{cos б\ }}\right)}^2$

Пример 2

Задание. Прямой проводник имеет длину $l$ и массу $m$. Он подвешен в магнитном поле на тонких невесомых нитях (рис.2). Когда по проводнику идет электрический ток силой $I,$ он отклоняется так, что его подвесы составляют угол $\alpha $ с вертикалью. Найдите модуль вектора магнитной индукции однородного поля в котором находится проводник?\textit{}

Решение. Сделаем рисунок.

Применив правило левой руки, определим направление силы Ампера, укажем ее на рис.2. По второму закону Ньютона равнодействующая сила, приложенная к проводнику равна нулю (придя в состоянии равновесия проводник не движется), значит имеем:

где $m\overline{g}$- сила тяжести; $\overline{N}$- сила реакции опоры; ${\overline{F}}_A-$ сила Ампера.

Проектируем уравнение (2.1) оси системы отсчета:

\ \

Из уравнений (2.2) и (2.3) следует, что сила ампера равна:

Закона Ампера для нашего случая имеет вид:

Приравняем правые части выражений (2.4) и (2.5), получим модуль магнитной индукции:

Ответ. $B=\frac{mg\ tg\ \alpha }{Il}$

Определение 1

Физика является естественной наукой, которая изучает общие и фундаментальные закономерности строения и эволюции материального мира.

Важность физики в современном мире огромна. Ее новые идеи и достижения приводят к развитию других наук и новых научных открытий, которые, в свою очередь, используются в технологиях и промышленности. Например, открытия в области термодинамики делают возможным строительство автомобиля, а также развитие радиоэлектроники привело к появлению компьютеров.

Несмотря на невероятное количество накопленных знаний о мире, человеческое понимание процессов и явлений, постоянно меняется и развивается, новые исследования приводят к возникновению новых и нерешенных вопросов, которые требуют новых объяснений и теорий. В этом смысле, физика находится в непрерывном процессе развития и до сих пор далека от возможности объяснить все природные явления и процессы.

Все формулы за $7$ класс

Скорость равномерного движения

Все формулы за 8 класс

Количество теплоты при нагревании (охлаждении)

$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $t_1$- начальная температура, $t_2$ - конечная температура, $c$ - удельная теплоемкость

Количество теплоты при сгорании топлива

$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $q$ – удельная теплота сгорания топлива [Дж /кг]

Количество теплоты плавления (кристаллизации)

$Q=\lambda \cdot m$

$Q$ – количество теплоты [Дж], $m$ – масса [кг], $\lambda$ – удельная теплота плавления [Дж/кг]

КПД теплового двигателя

$КПД=\frac{A_n\cdot 100%}{Q_1}$

КПД – коэффициент полезного действия [%], $А_n$ – полезная работа [Дж], $Q_1$ – количество теплоты от нагревателя [Дж]

Сила тока

$I$ – сила тока [А], $q$ – электрический заряд [Кл], $t$ – время [с]

Электрическое напряжение

$U$ – напряжение [В], $A$ – работа [Дж], $q$ – электрический заряд [Кл]

Закон Ома для участка цепи

$I$ – сила тока [А], $U$ – напряжение [В], $R$ – сопротивление [Ом]

Последовательное соединение проводников

Параллельное соединение проводников

$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1} +\frac{1}{R_2}$

Мощность электрического тока

$P$ – мощность [Вт], $U$ – напряжение [В], $I$ – сила тока [А]

Все формулы по физике за 7-9 класс и получил лучший ответ

Ответ от Risha Mari[гуру]
1.F=kx(сила упругости)
2.F=mg(сила тяжести)
3.Eп=mgh(потенциальная энергия тела)
4.Ек=mv^2/2(кинетическая энергия тела)
5.F1l1=F2l2(закон равновесия рычага)
6.F2/F1=S2/S1(гидравлический пресс)
7.m=pv(определение массы тела через его объем и плотность)
8.F(Aрхимеда) =pgV
9.N=A/t(мощность механическая)
10.A=Nt(механическая работа)
11.Давление жидкости на дно и стенки сосуда: P=pgh(где p-плотность жидкости, h-высота (глубина) жидкости
12.s=vt(расстояние тоже изучается в курсе физики 7 класса)
13.Атмосферное давление
14.Подъемная сила шара
15.Воздухоплавание, плавание тел.
16. Преобразование механической энергии. Закон сохранения энергии.
Механическая работа.
А=FS=FL
A=mgh
A=pSl
Объем.
V=N:F
V=S:t
V=SH
V=m:p(плотность)
Мощность.
N=FV
N=mgh:t
Сила и вес.
F=P
F=P=mg
F=P=gp(плотность) Sh
F=P=А: S
F=P=N:V
Площадь.
S=A:F
S=p(давление) S
Давление.
p(давление) =F:S
p(давление) =gp(плотность) h
Масса.
m=p(плотность) Sh
Источник: Ответы майл