Шпаргалки! - Фізика, закони Ньютона

ФИЗИКА
1.Первый Закон Ньютона
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело (материальная точка) при отсутствии на нее внешних воздействий (или при их взаимной компенсации) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.
2.Второй закон Ньютона
Сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на сообщаемое этой силой ускорение:
3.Третий закон Ньютона
Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению. Что значит сила действия равна силе противодействия.
4.Закон всемирного притяжения
Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: ,G-гравитационная постоянная = 6,67*10-11 Нм2/кг2
5.Закон Гука, модуль Юнга
Зако?н Гу?ка — уравнение теории упругости, связывающее напряжение и деформацию упругой среды.
Относительная деформация ? пропорциональна напряжению ?: ????Е?
Где, ? - напряжение, ? - деформация, Е - модуль Юнга зависит только от свойств материала и не зависит от размеров и формы тела.
Модуль Юнга (модуль упругости) — коэффициент, характеризующий сопротивление материала растяжению/сжатию при упругой деформации.
Модуль Юнга рассчитывается следующим образом:
где:
* E — собственно модуль упругости в паскалях
* F — сила в ньютонах,
* S — площадь, на которую действует сила,
* l — длина деформируемого стержня в метрах,
* x — удлинение/укорочение стержня в результате упругой деформации.
6.Кинетическая энергия
Кинети?ческая эне?ргия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения.
Кинетическая энергия частицы:
Для абсолютно твёрдого тела полную кинетическую энергию можно записать в виде суммы кинетической энергии поступательного и вращательного движения:
где: m — масса тела, v — скорость центра масс тела, — момент инерции тела, — угловая скорость тела. Тело, находящееся в состоянии покоя, кинетической энергии не имеет.
7.Потенциальная энергия
Потенциальная энергия, часть общей механической энергии системы, зависящая от взаимного расположения частиц, составляющих эту систему, и от их положений во внешнем силовом поле. Численно потенциальная энергия системы в данном её положении равна работе, которую произведут действующие на систему силы при перемещении системы из этого положения в то, где Потенциальная энергия условно принимается равной нулю (П = 0). Из определения следует, что понятие потенциальная энергия имеет место только для консервативных систем, т. е. систем, у которых работа действующих сил зависит только от начального и конечного положения системы.
8.Работа (формула)
Если действующая на тело сила F вызывает его перемещение s, то действие этой силы характеризуется величиной, называемой механической работой (или, сокращенно, просто работой).
Механической работой А называют скалярную величину, равную произведению модуля силы F, действующей на тело, и модуля перемещения s, совершаемого телом в направлении действия этой силы, т. е.
А=Fs
9.Диаграмма растяжения
С ростом деформации от нуля происходит увеличение напряжения в согласии с законом Гука. Соответствующий участок диаграммы ОА представляет собой отрезок прямой. Далее деформация становится нелинейной.
Участок ВС диаграммы соответствует явлению текучести, когда образец деформируется практически при неизменном усилии. Этот участок диаграммы принято называть площадкой текучести.
Т. D - называется пределом прочности или временным сопротивлением (наибольшее значение силы F).
Участок DE диаграммы растяжения отвечает процессу неравномерного деформирования растягиваемого образца. Происходит образование местного утонения образца.
10.Момент силы
Момент силы (вращающий момент) — физическая величина, характеризующая вращательное действие силы на твёрдое тело.
Момент силы частицы определяется как векторное произведение:
где — сила, действующая на частицу, и r — радиус-вектор частицы.
11.Условия равновесия рычага
Рычаг находится в равновесии тогда, когда сумма моментов всех приложенных сил относительно точки опоры равна нулю. Математически это записывается следующим образом:
12.Сила поверхностного натяжения
Пове?рхностное натяже?ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объем системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.
Cила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует. Сила поверхностного натяжения пропорциональна длине того участка контура, на который она действует.
13.Закон неразрывности потока
где, ?? – плотность потока масы;
? – плотность.
14.Закон Ома для участка цепи
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке (при заданном сопротивлении) и обратно пропорциональна сопротивлению участка (при заданном напряжении). I=U/R, I – ток, U – напряжение, R – сопротивление.
15.Закон Ома для полной цепи
Сила тока, текущего по цепи равна отношению ЭДС к полному сопротивлению цепи. I=ЭДС/(R+r), R+r – полное сопротивление цепи.
16.Закон отражения света
Падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.
17.Закон преломления света
1.Луч падающий,луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред в точке излома луча всегда лежат в одной плоскости.
2.Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред, не зависящая от угла падения луча.
Эти два утверждения выражают закон преломления света:
18.Закон Кулона
Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль линии, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
В векторном виде закон записывается следующим образом:
где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; q1,q2 — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — r12); k — коэффициент пропорциональности.
19.Правило левой руки
Если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.
20.Правило буравчика
Если направление поступательного движения буравчика (винта) с правой нарезкой совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.
21.Относительная влажность
Отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.
22.Теория единого электромагнитного поля
Все пространство представляет собой электромагнитное поле.
Существует единое электромагнитное поле и в нем возникают электрические и магнитные потоки напряженности, представляющие электрические и магнитные возмущения поля.
23.Основное равенство динамики поступательного движения
, р-импульс тела, Fi - сумма всех внешних сил, действующих на элементарную массу, ?Fik' - сумма всех внутренних сил, действующих на элементарную массу mi со стороны других элементов с номером k.
24.Основное равенство динамики вращательного движения
Угловое ускорение вращающегося тела прямо пропорционально сумме моментов всех действующих на него сил относительно оси вращения тела и обратно пропорционально моменту инерции тела относительно этой оси вращения.
25.Закон сохранения момента импульса
Векторная сумма всех моментов импульса относительно любой оси для замкнутой системы остается постоянной. В соответствии с этим, момент импульса замкнутой системы относительно любой неподвижной точки не изменяется со временем.
26.Закон сохранения импульса тела
Сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.
27.Теорема Штейнера
Момент инерции тела I относительно произвольной оси равен сумме момента инерции этого тела Ic относительно оси, проходящей через центр масс тела параллельно рассматриваемой оси, и произведения массы тела m на квадрат расстояния R между осями:
где
M — масса тела, и
R — расстояние между осями.
28.Закон Бернулли
Закон Бернулли - физический закон, в соответствии с которым: в каждой точке установившегося потока жидкости сумма внешнего, гидростатического и динамического давления есть величина постоянная.
Где, ? — плотность жидкости, v — скорость потока, h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, p — давление.
29.Равенство переноса импульса для жидкости (равенство Ньютона)
где - модуль градиента скорости; ? - коэффициент, называемый динамической вязкостью.
Минус показывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.
30.Закон Стокса
Формула, задающая предельную скорость, с которой твердые частицы осаждаются в текучей среде (жидкости или газе). Для частиц радиуса r (менее 0,1 мм) предельная скорость составляет:
* Vs — установившаяся скорость частицы (м/с) (частица движется вниз если ?p > ?f, и вверх в случае ?p < ?f),
* r — радиус Стокса частицы (м),
* g — ускорение свободного падения (м/с2),
* ?p — плотность частиц (кг/м3),
* ?f — плотность жидкости (kg/m3), and
* ? — динамическая вязкость жидкости (Па с).
31.Формула Лапласа
32.Закон Бойля-Мариотта
Закон Бойля — Мариотта, один из основных газовых законов, согласно которому при постоянной температуре объём V данной массы идеального газа обратно пропорционален его давлению р, т. е. pV = const.
33.Закон Гей-Люссака
Для данной массы газа отношение объема газа к его температуре постоянно, если давление газа не меняется.Эту зависимость математически записывают так:
V/Т=const, если P=const и m=const.
34.Закон Шарля
Для данной массы газа отношение давления газа к его температуре остается постоянным, если объм газа не меняется.
P/T=const, P1/T1=P2/T2
35.Равенство Клапейрона-Менделеева
Уравнение состояния идеального газа: PV = (m/M)•RT, где давлением Р, объемом V, температура Т.
36.Равенство Ван-дер-Вальса
Для одного моля газа:
где: P — давление, V — объём, T — абсолютная температура, R — универсальная газовая постоянная.
Для ? молей газа:
37.Закон Пуассона
Закон Пуассона описывает число событий, происходящих за одинаковые промежутки времени, при условии независимости этих событий. Если n – количество событий велико, а р – вероятность успеха мала, то вероятность того, что при n испытаниях событие произойдет k раз равна:
Здесь np=а, где а – параметр закона Пуассона.
38.Что такое адиабатический процесс?
Адиабатический процесс — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не получает и не отдаёт тепловой энергии. Адиабатными можно считать быстропротекающие процессы (например, распространение звука), а также процессы, протекающие в теплоизолированной системе.
Формула адиабатного процесса
-?U = A
где: ?U - изменение внутренней энергии тела, A - работа, совершаемая системой
39.Первый закон термодинамики
Изменение ?U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами: ?U = Q – A.
40.Второй закон термодинамики
1 формулировка: Теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении.
2 формулировка: все самопроизвольные процессы в природе идут с увеличением энтропии.
41.Что такое энтропия?
Энтропия - мера хаотичности, неупорядоченности системы. Вычисляется как логарифм количества возможных реализаций данного состояния статистической системы. Чем более упорядочено состояние системы, тем меньше его энтропия.
42.Первый закон Кирхгофа
Первый закон гласит, что суммарный ток, втекающий в любой узел цепи, равен нулю (значения вытекающих токов берутся с обратным знаком). Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Данный закон следует из закона сохранения заряда. Если цепь содержит p узлов, то она описывается p ? 1 уравнениями токов.
43.Второй закон Кирхгофа
Второй закон гласит, что суммарное напряжение по любому замкнутому контуру цепи равно сумме ЭДС, которые в нём находятся. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное напряжение равно нулю. Иными словами, при обходе цепи по контуру, потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Если цепь содержит m ветвей, то она описывается m ? (p ? 1) уравнениями напряжений.
44.Закон Ампера
Закон Ампера — закон взаимодействия постоянных токов. Сила , действующая со стороны одного элементарного "отрезка тока" на другой , убывает обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и в среде с магнитной проницаемостью может быть представлена в виде: 45.Формула Лоренца
Формула Лоренца связывает преломления показатель n вещества с электронной поляризуемостью aэл составляющих его частиц:
(n2-1)/(n2+2)=4/3?Naэл, где N - число поляризующихся частиц в единице объёма.
46.Правило Ленца
Индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что созданное им магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающим появление этого тока.
47.Условие дифракционного максимума и минимума,для дифракционной решетки
Условие главного максимума для дифракционной решетки имеет следующий вид:
d*sin?=m*?, m=0,1,2,3…
где: ?-длина волны; ? – угол; m-порядок максимума; d – период решетки.
Условие главного минимума для решетки:
d*sin?=±(m+1/2)*?, m=0,1,2,3…
48.Закон Малюса
Интенсивность света, прошедшего поляризатор и анализатор, равна интенсивности света, прошедшего через поляризатор, умноженной на квадрат косинуса угла между плоскостями пропускания колебаний поляризатора и анализатора.
где I0 — интенсивность падающего на анализатор света, I — интенсивность света, выходящего из поляризатора.
49.Закон Био-Савара-Лапласа
Закон Био — Савара — Лапласа — формула, определяющая магнитное поле точечного заряда.
Для проводника с током I, элемент которого dl создает в некоторой точке индукцию поля dB: .
Направление dB перпендикулярно dl и r, то есть перпендикулярно плоскости, в которой они лежат, и совпадает с касательной к линии магнитной индукции.
50.Закон Эйнштейна
Каждый поглощенный квант света вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию.