Основные законы и формулы физики

2Упругие деформации.

1Закон Гука 0: 21 0) при малых деформациях сила упругости пропорциональна.

абсолютной деформации и направлена противоположно смещению.

F 4упр 0 = -k 7D 0l.

[k] = Н 7/ 0 м, жесткость такого тела, при деформации которого на 1 м.

возникает сила упругости, равная 1 Н.

Коэффициент жесткости численно равен силе упругости, возника;

ющей в теле при единичном смещении.

22 0) при малых деформациях напряжение 7s 0 прямо пропорци;

онально относительному удлиннению 7 e 0.

7s 0 = E 7e 0,.

E — модуль Юнга, численно равен такому механическому нап;

ряжению, когда относительное удлннение.

равно 1 (длина тела увеличилась в 2 раза).

[E] = Н 7/ 0 м 52 0 = Па,.

7s 0 = F 7/ 0S, механическое напряжение.

[ 7s 0] = Па,.

7e 0 = 7D 0l 7/ 0l, относительное смещение.

2Расширение тел при нагревании.

l = l 40 0(1+ 7b 0t),.

7b 0 = 7 D 0l 7/ 0l 40 7D 0t, температурный коэффициент линейного расширения;

показывает, на сколько меняется длина тела при.

нагревании на 1 5O.

[ 7b 0] = К 5−1 0,.

l = l 40 0 + 7D 0l,.

l 40 0 — длина тела при 0 5O 0C.

3МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ.

2Основные положения МКТ.

N 4A 0 7~ 0 6*10 523 0 моль 5−1.

7n 0 = N 7/ 0N 4A.

Основное уравнение МКТ: p = F 7/ 0S = 1 7/ 03*m 40 0n 7v 52 4средняя.

p = 2 7/ 03*nE 4средняя 0, E 4средняя 0 = m 40 7v 52 4средняя 7/ 02.

.

2Температура.

pV 7/ 0N = kT.

k = 1.38*10 5−23 0 Дж 7/ 0К, постоянная Больцмана.

E 4средняя 0 = 3 7/ 02*kT.

p = nkT.

7|.

Средняя квадратичная скорость: 7 v 4средняя 0 = 7? 0 3kT 7/ 0m 40.

2Уравнение состояния идеального газа.

pV = m 7/ 0M*RT.

R = 8.31 Дж 7/ 0(моль*К), универсальная газовая постоянная.

Уравнение Менделеева-Клапейрона: p 41 0V 41 7/ 0T 41 0 = p 42 0V 42 7/ 0T 42 0 = const.

2Экспериментальные газовые законы.

1Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс) 0:

для идеального газа данной массы произведение давления на его.

объем постоянно, если температура газа не меняется.

T = const, pV = const.

1Закон Гей-Люссака (изобарный процесс) 0:

для идеального газа данной массы отношение объема к абсолют;

ной температуре постоянно, если давление газа не меняется.

p = const, V 7/ 0T = const.

1Закон Шарля (изохорный процесс) 0:

для идеального газа данной массы отношение давления к абсо;

лютной температуре постоянно, если объем газа не меняется.

V = const, p 7/ 0T = const.

2Внутренняя энергия 0 2идеального газа.

U = N*E 4средняя полная.

N = mN 4A 7/ 0M.

E 4средняя полная 0 = ikT 7/ 02.

U = mN 4A 7/ 0M*ikT 7/ 02 = imRT 7/ 02M.

7D 0U = i 7/ 02*m 7/ 0M*R 7D 0T.

2Теплота и работа.

1Работа 0 — это мера превращения энергии в механике.

A = Flcos 7a.

В изобарном процессе A 4изобар 0 = p 7D 0V.

.

Q = cm 7D 0T.

c — 1удельная теплоемкость 0 — количество теплоты, которое полу;

чает или отдает 1 кг вещества при изменении его темпера;

туры на 1 К.

Q 4п 0 = rm.

r — 1удельная теплота парообразования 0 — количество теплоты,.

необходимое для превращения при постоянной температуре.

1 кг жидкости в пар

Q 4пл 0 = 7 l 0m.

7l 0 — 1удельная теплота 0 1плавления 0 — количество теплоты, необхо;

димое для превращения 1 кг кристаллического вещества при.

температуре плавления в жидкость той же температуры.

2Физический смысл универсальной газовой постоянной.

p 7D 0V = m 7/ 0M*R 7D 0T.

A 4изобар 0 = m 7/ 0M*R 7D 0T.

1Универсальная газовая постоянная 0 численно равна работе, соверша;

емой 1 молем идеального газа при изобарном нагревании на 1 К.

2Первый закон термодинамики.

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного.

состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества тепло;

ты, переданного системе.

7D 0U = A + Q.

2Коэффициент полезного действия теплового двигателя.

1КПД теплового двигателя 0 — это отношение работы, совершаемой дви;

гателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя.

7h 0 = A 41 7/ 0Q 41 0 = (Q 41 0-Q 42 0) 7/ 0Q 41 0 = 1-Q 42 7/ 0Q 41.

Q 41 0 — количество теплоты, полученное от нагревателя,.

Q 42 0 — количество теплоты, отданное холодильнику.

7h 4max 0 = (T 41 0-T 42 0) 7/ 0T 41.

T 41 0 — температура нагревателя,.

T 42 0 — температура холодильника.

.

3ЭЛЕКТРОСТАТИКА.

2Электрический заряд.

1Электрический заряд 0 — это свойство тел, проявляющееся в их спо;

собности взаимодействовать с внешним электрическим полем.

[q] = Кл = А*с.

1Кулон 0 — это заряд, который проходит через поперечное сечение про;

водника при токе 1 А за 1 с.

q 4e 0 = 1.6*10 5−19 0 Кл.

1Закон Кулона 0: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заря;

женных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заря;

дов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направ;

лена вдоль прямой, соединяющей центры зарядов.

F = Kq 41 0q 42 7/ 0r 52.

K = 9*10 59 0 Н*м 52 7/ 0Кл 52.

F = q 41 0q 42 7/ 04 7pee 40 0r 52.

7e 0 = F 4вакуума 7/ 0 °F 4диэлектрика 0, относительная диэлектрическая про;

ницаемость,.

7e 40 0 = 8.8*10 5−12 0 Кл 52 7/ 0Н*м 52 0, электрическая постоянная.

2Напряженность электростатического поля.

1Электростатическое поле 0 — особый вид материи, создается неподвиж;

ными электрическими зарядами. Характерный признак — сила, действующая.

на неподвижный заряд.

1Напряженность электростатического поля 0 — силовая характеристика,.

векторная величина, по величине и по направлению совпадающая с силой,.

действующей на единичный положительный точечный заряд.

E = F 7/ 0q.

[E] = Н 7/ 0Кл.

E = kq 7/ 0r 52 0 = q 7/ 04 7pee 40 0r 52.

2Разность потенциалов.

W 4p 0 = qEd, потенциальная энергия заряда в однородном электростати;

ческом поле.

1Потенциал электрического поля 0 — это отношение потенциальной энер;

гии заряда в поле к этому заряду.

7f 0 = W 4p 7/ 0q = Ed.

.

U = A 7/ 0q.

[U] = Дж 7/ 0Кл = В.

1Вольт 0 — напряжение между двумя такими точками электростатического.

поля, при перемещении между которыми заряда в 1 Кл совершается работа.

в 1 Дж.

1Электрон-вольт 0 — энергия, которую приобретает электрон, пройдя.

разность потенциалов в 1 В.

1 э.В. = 1.6*10 5−19 0 Дж.

E = U 7/ 0d.

[E] = В 7/ 0 м.

2Конденсаторы.

Энергия заряженного конденсатора: W = q 41 0E 42 0d,.

где q 41 0 — заряд 1 пластины,.

E 42 0 — напряженность, созданная 2 пластиной,.

d — расстояние (вдоль силовых линий).

W = qEd = qU 7/ 02 = CU 52 7/ 02 = q 52 7/ 02C.

1Плотность энергии 0 — это энергия в единице объема.

w = W 7/ 0V = 7 ee 40 0E 52 7/ 02.

где 7e 40 0 — электрическая постоянная.

3ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.

1Электрический ток 0 — это направленное движение заряженных частиц.

I = q 7/ 0t.

I = 7 D 0q 7/D 0t = q`.

1Сила тока 0 определяется зарядом, проходящим через поперечное сече;

ние проводника за единицу времени.

R = U 7/ 0I.

[R] = В 7/ 0А = Ом.

1 1Ом 0 — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении.

1 В возникает сила тока в 1 А.

2Работа и мощность тока.

Закон Джоуля-Ленца: Q = I 52 0Rt.

Если работа тока превращается только в тепло: Q = IUt = U 52 0t 7/ 0R.

A 4тока полная 0 = IUt.

.

2Зависимость сопротивления от температуры.

R = 7 r 0l 7/ 0S.

7r 0 — удельное сопротивление,.

численно равно сопротивлению проводника, имеющего единичную.

длину и единичное сечение; зависит только от материала и температуры.

[ 7r 0] = Ом*м.

R-R 40 7/ 0R 40 0 = 7 a 0t.

7a 0 = R-R 40 7/ 0R 40 0t.

7a 0 — температурный коэффициент сопротивления,.

численно равен относительному изменению сопротивления.

проводника при нагревании на 1 K.

[ 7a 0] = K 5−1.

R = R 40 0(1+ 7a 0t).

7r 0= 7r 40 0(1+ 7a 0t), 7r 40 0 — удельное сопротивление при 0 5O 0C.

3МАГНЕТИЗМ.

1Магнитное поле 0 — особый вид материи, создается движущимися элект;

рическими зарядами или меняющимся электрическим полем. Характерный.

признак — сила, действующая на движущийся заряд.

1Индукция магнитного поля 0 — силовая характеристика магнитного по;

ля, модуль которой равен отношению максимальной силы, действующей со.

стороны магнитного поля на прямолинейный участок проводника с током, к.

произведению силы тока на активную длину проводника, а вектор направ;

лен перпендикулярно плоскости, в которой лежит длина проводника и мак;

симальная сила Ампера.

B = F 4Amax 7/ 0Il = [Н] 7/ 0[А][м] = [Тл].

1Тесла 0 — это индукция такого магнитного поля, в котором на проводник.

с током 1 А и активной длиной 1 м действует максимальная сила в 1 Н.

F 4A 0 = BIlsin 7a 0, 7a 0 = B^l,.

F 4Л 0 = qB 7v 0sin 7a 0, 7 a 0 = 7v 0^B.

R = m 7v/ 0qB.

T = 2 7p 0m 7/ 0qB.

m = qB 52 0R 52 7/ 02U.