Формулы для ЕГЭ по физике
Формулы для расчета характеристик тела, вещества, материи
Площадь прямоугольника: S=ab (м²),
- а — ширина (м),
- b — длина (м).
Объем параллелепипеда: V = abc (м³),
- а — ширина (м),
- b — длина (м),
- с — высота (м).
Масса тела: m=ρ/V (кг),
- ρ — плотность (кг/м³),
- V — объем (м³).
Масса вещества: m=m0•N (кг),
- m0 — масса молекулы (кг),
- N — количество молекул (без единицы измерения/штук).
Количество вещества: ν=m/M (моль),
- m — масса вещества (кг),
- М — молярная масса (кг; смотрим в таблице Д.И. Менделеева).
Количество вещества: ν=N/NA,(моль),
- N — количество молекул (без единиц измерения/штук),
- NA — постоянная Авогадро (6•1023, 1/моль).
Концентрация: n=N/V (1/м³),
- N — количество молекул (без единиц измерения/штук),
- V — объем (м³).
Сопротивление материала: R=ρl/S (Ом),
- ρ — удельное сопротивление (Ом•м),
- l — длина проводника (м),
- S — площадь поперечного сечения (м²).
Напряженность поля: Е=F/q (Н/м),
- F — сила (Н),
- q — заряд (Кл).
Потенциал поля: φ=W/q (В),
- W — потенциальная энергия (Дж),
- q — заряд (Кл).
Потенциал поля: φ=kq/r (В),
- k — коэффициент пропорциональности (9•109 Н•м²/Кл²),
- q — заряд (Кл),
- r — расстояние до данной точки (м).
Магнитная индукция: В=F/Il (Тл),
- F — сила (Н),
- I — сила тока (А),
- l — длина проводника (м).
Емкость конденсатора: C=q/U (Ф),
- q — заряд (Кл),
- U — напряжение (В).
Емкость плоского конденсатора: C=εε0S/d (Ф),
- ε — диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная величина);
- ε0 — электрическая постоянная (8,85•10-12 Ф/м);
- S — площадь поверхности пластин (м²);
- d — расстояние между пластинами (м).
Индуктивность катушки: L=nФ/I (Гн),
- n — количество витков катушки (безразмерная величина/штук),
- Ф — магнитный поток (Вб),
- I — сила тока (А).
Магнитный поток: Ф=ВScosa (Вб),
- В — магнитная индукция (Тл);
- S — площадь контура (м²);
- α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью (перпендикуляром) в поверхности контура.
Формулы для расчета модулей сил в природе
Равнодействующая сил: F=ma (Н) (второй закон Ньютона),
- m — масса тела (кг),
- а — ускорение (м/с²).
Равнодействующая сил: F=F1+F2+…
Сила противодействия: F12=F21.
Сила упругости: F=-kx (Н);
- к — коэффициент жесткости (Н/м);
- х — удлинение (сжатие) тела (м).
Сила тяжести: F=mg (Н),
- m — масса (кг);
- g — ускорение свободного падения (м/с²).
Вес тела: P=mg (Н);
- m — масса (кг);
- g — ускорение свободного падения (м/с²).
Сила реакции опоры: N=mg (Н);
- m — масса тела (кг);
- g — ускорение свободного падения (м/с²).
Сила трения: F=μN (Н);
- μ — коэффициент трения (безразмерная величина);
- N — сила реакции опоры (Н).
Сила Архимеда: F=ρgV (Н);
- ρ — плотность жидкости (или газа) (кг/м³);
- g — ускорение свободного падения (м/с²);
- V — объем погруженной части тела (может быть полным объемом тела) (м³).
Сила тяготения: F=Gm1m2/r²;
- G — гравитационная постоянная (6,67•10-11 Н•м²/кг²);
- m1 — масса первого тела (кг);
- m2 — масса второго тела (кг);
- r — расстояние между центрами тел (именно между центрами) (м).
Сила электрического взаимодействия: F=k•|q1||q2|/r² (Н), (закон Кулона);
- k — — коэффициент пропорциональности (9•109 Н•м²/Кл²),
- |q1| — модуль заряда первого тела (Кл);
- |q2| — модуль заряда второго тела (Кл);
- r — расстояние между центрами заряженных тел (м).
Сила Лоренца: F=qvBsina (Н);
- q — заряд (Кл);
- v — скорость движения заряда (м/с);
- B — магнитная индукция (Тл);
- α — угол между направлением движения заряда и направлением вектора магнитной индукции.
Сила Ампера: F=IBlsina (Н);
- I — сила тока (А);
- B — магнитная индукция (Тл);
- l — длина проводника (м);
- α — угол между направлением движения заряда и направлением вектора магнитной индукции.
Момент сил: М=Ft (Н•с);
- F — сила (Н);
- t- время (с).
Условие равновесия рычага: F1l1=F2l2;
- l — длина плеча.
Формулы для расчета энергии
Потенциальная энергия: Е=mgh
Кинетическая энергия: E=mv2/2
Энергия сжатой пружины: E=kx2/2
Энергия катушки индуктивности: E=li2/2
Энергия конденсатора: W=q2/2c
Кинетическая энергия идеального газа: E=3/2kT
Количество теплоты, необходимое для нагревания (или выделяющееся при охлаждении): Q=cm(t2-t1)
Теплота парообразования: Q=Lm
Теплота плавления: Q=λm
Теплота сгорания топлива: Q=qm
Теплота, выделяющаяся при протекании электрического тока: Q=UIt
Теплота, выделяющаяся при протекании электрического тока:Q=
Теплота сообщенная идеальному газу (первый закон термодинамики): Q=U+A
Энергия фотона (уравнение фотоэффекта): hv=Aвых+Eк
Импульс сил и тела
Работа
А=FScosa
A=pV
A=qU
Мощность
N=A/t
N=UI
Давление
p=F/S
p=pgh
p=nkT
p=vRT/V=mRT/MV
Коэффициент полезного действия
кпд=Аполез/Аполн=Q1-Q2/Q1=T1-T2/T1
Если тело движется равномерно, то
S=vt, t=S/v, v=S/t
x=x0+vt
Графиком является прямая.
Ускорение равно 0.
Равнодействующая всех сил равна 0.
скорость — производная
Если тело движется равноускорено, то
S=v0t+-at2/2
x=x0+v0t+-at2/2
a=v-v0/t, v=v0t+a
Графиком зависимости пройденного пути от времени является парабола. Равнодействующая всех сил рассчитывается по второму закону Ньютона.
Равнодействующая всех сил — это векторная (именно!) сумма всех сил действующих на тело. Для решения задач нужно векторную запись перевести в скалярную (найти проекции всех сил на выбранные оси, обязательно учесть знаки).
Ускорение свободного падения — g=9,8 Н/м.
Движение под углом к горизонту нужно разложить на две составляющие: относительно оси ОУ и относительно оси ОХ. Относительно ОУ — это равноускоренное движение, относительно ОХ — равномерное.
ускорение — вторая производная
Если тело движется по окружности, то
S=2pr
S=vT
T=1/v
a=v2/r
v=wr
Ускорение при движении по окружности называется центростремительным и направлено к центру окружности. Равнодействующая сил так же направлена к центру окружности.
Движение называется равномерным, так как модуль ускорения постоянен, но ускорение не равно 0, так как его направление постоянно меняется.
Колебательное движение
Колебательное движение — это повторяющееся движение.
Механическое движение характеризуется повторением значений координаты, скорости и энергии тела через определенный промежуток времени. Чаще всего в задаче рассматриваются идеальные условия, при которых потери энергии отсутствуют и колебательное движение продолжается бесконечно долго.
Электрические колебания характеризуются повторением значений силы тока, напряжения и энергии через определенный промежуток времени.
Примерами механической колебательной системы являются математический маятник (грузик на ниточке) и физический маятник (грузик на пружинке).
Амплитуда — максимальное отклонение от положения равновесия. А (м).
Период — время, за которое совершается одно полное колебание. Т (с).
Частота — количество колебаний в единицу времени. (Гц или 1/с).
Циклическая частота —
В
Фундаментальные законы:
закон Ома для участка цепи
закон Ома для полной цепи
уравнение Менделеева-Клайперона
закон сохранения импульса
закон сохранения энергии
второй и третий закон Ньютона