Краткий справочник 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 |
p>0> |
101325 |
Па |
|
Постоянная Авогадро |
N>a> |
6,022045*1023 |
Моль-1 |
|
Объем 1моль идеального газа |
V>0> |
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 |
>0> |
4*10-7= 1,25663706*10-6 |
Гн/м |
|
Электрическая постоянная |
>0> |
8,8541878*10-12 |
Ф/м |
|
Масса покоя электрона |
m>e> |
9,109534*10-31 |
кг |
|
Масса покоя протона |
m>p> |
1,6726485*10-27 |
кг |
|
Масса покоя нейтрона |
m>n> |
1,6749543*10-27 |
кг |
|
Элементарный заряд |
E |
1,6021892*10-19 |
Кл |
|
Отношение заряда к массе |
e/m>e> |
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 |
a>0> |
0,52917706*10-10 |
м |
|
Энергия покоя электрона |
m>e>c2 |
0.511034 |
МэВ |
|
Энергия покоя протона |
m>p>c2 |
938.2796 |
МэВ |
|
.Энергия покоя нейтрона |
m>n>c2 |
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 |
|
|
с-1 |
угловая скорость |
|
T |
с |
период |
|
> |
Гц |
частота |
|
|
с-2 |
угловое ускорение |
|
R |
м |
радиус |
>Скорость и ускорение.
>
>,
>
>,
>
>
Равномерное
движение:
>
>
>
>,
>
>;
Равнопеременное движение:
>
>a=const,
>
>,
>
>;
>
>,
>
>;
v=v>0>+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 |
|
|
с-1 |
угловая скорость |
|
|
|
|
Первый закон Ньютона:
>
>
Второй закон Ньютона.
>
>,
>
>,
при m=const
>
>
Третий закон Ньютона.
>
>
Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.
ma=ma>0>+F>инерц> ,где а- ускорение в неинерциальной а>0>- 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.
F>упр>=–kx, - сила упругости деформированной пружины.
>
>
- механическое напряжение
>
>
- относительное продольное удлинение
(сжатие)
>
>
- относительное поперечное удлинение
(сжатие)
>
>,
где -
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=I>0>+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=P
Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.
>
>
- работа силы F
A=E
>
>
- мощность
>
>
- кинетическая энергия
>
>
- кинетическая энергия вращательного
движения.
E>p>=mgh - потенциальная энергия поднятого над землей тела.
>
>
- потенциальная энергия пружины
Закон сохранения энергии.
E>к>>1>+E>р1>=E>к2>+E>р2>
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 |
|
|
– |
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
>
>
|
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=U |
0 |
NkT/(-1) |
Nk/(-1) |
|
Изобара |
p=const |
U=Q+pV |
pV |
pV/(-1) |
Nk/(-1) |
|
Изотерма |
T=const |
Q=A |
> |
A |
|
|
Адиабата |
Q=const |
U=-A |
> |
0 |
0 |
>
>Тепловой баланс.
Q>отд>=Q>получ>
Q=cmT - теплота на нагрев (охлаждение)
Q=rm - Теплота парообразования (конденсации)
Q=m - плавление (кристаллизация)
Q=qm - сгорание.
Тепловое расширение.
l=l>0>(1+T) V=V>0>(1+T)
Тепловые машины.
>
>
- коэффициент полезного действия
>
>,
>
>
Гидростатика, гидродинамика.
|
Обозн. |
Изм. |
Смысл |
|
p |
Па |
давление |
|
V |
м3 |
объем |
|
m |
кг |
масса |
|
|
Н/м |
коэффициент поверхностного натяжения |
|
v |
м/с |
скорость жидкости |
|
S |
м2 |
площадь |
|
|
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=ж>0>E где ж- диэлектрическая восприимчивость.
=1+ж
>
>
- 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=kT - 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.
,n.3>
>
>
>
- полная энергия колеблющейся точки.
>
>
|
Система. |
Период |
Цикл. частота |
Уравнение |
|
Математический маятник. |
> |
> |
> |
|
Пружинный маятник. |
> |
> |
> |
|
Физический маятник. |
> |
> |
> |
|
Колебательный контур. |
> |
> |
> |
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
>Сложение колебаний.
>
>,
при >1>=>2>
>
>
>
>
- период пульсации.
Затухающие колебания.
>
>,
>
>
>
>
>
>
Переменный ток.
>
>
Z=Z>R>+Z>L>+Z>C> - полный импеданс цепи.
Z>R>=R,
Z>L>=iL,
>
>
>
>
- модуль полного импеданса цепи.
>
>,
>
>
- действующие значения.
Упругие волны.
Скорость
волны в газе: >
>,
в твердом теле: >
>
>
>,
>
>
уравнение
плоской волны: >
>
|
Отражение |
> |
> |
|
Преломление |
> |
=0 lim >пад>=arcsin(c>2>/c>1>) |
>
>Интерференция:
>
>,
>
>
>
>
фазовая v
и групповая u
скорости: >
>,>
>,
>
>
>
>-
эффект Доплера.
Электромагнитные волны.
>
>-
фазовая скорость
>
>
|
Отражение |
> |
> |
|
Преломление |
> |
=0 lim >пад>=arcsin(c>2>/c>1>) |
>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.