| Главная » Файлы » физика |
Основные законы и формулы физики
| 06 Октября 10, 23:04 | |
| Основные законы и формулы физики Механика Упругие деформации Закон Гука: при малых деформациях сила упругости пропорциональна абсолютной деформации и направлена противоположно смещению. Fупр = - k D l [k] = Н/м — жесткость такого тела, при деформации которого на 1 м возникает сила упругости 1 Н. Коэффициент жесткости численно равен силе упругости, возникающей в теле при единичном смещении. При малых деформациях напряжение s прямо пропорционально относительному удлинению e: s = E e. E — модуль Юнга, численно равен такому механическому напряжению, когда относительное удлинение равно 1 (длина тела увеличилась в 2 раза): [E] = Н/м2 = Па, s = F/S, механическое напряжение, [s] = Па, e = D l/l — относительное смещение. Расширение тел при нагревании l = l0 (1+ b t), b = D l/l0 D t — температурный коэффициент линейного расширения; показывает, на сколько меняется длина тела при нагревании на 1 оС. [b] = К-1, l = l0 + D l, l0 — длина тела при 0 оC. Молекулярная кинетическая теория Основные положения МКТ NA ~ 6*1023 моль-1; n = N/NA. Основное уравнение МКТ: p = F/S = 1/3*m0 n v2средняя. p = 2/3*nEсредняя, Eсредняя = m0 v2средняя/2. Температура pV/N = kT. k = 1,38*10-23 Дж/К, постоянная Больцмана. Eсредняя = 3/2*kT; p = nkT. Средняя квадратичная скорость: vсредняя = 3kT/m0. Уравнение состояния идеального газа pV = m/M*RT. R = 8,31 Дж/(моль*К) — универсальная газовая постоянная. Уравнение Менделеева-Клапейрона: p1 V1/T1 = p2 V2/T2 = const. Экспериментальные газовые законы Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс): для идеального газа данной массы произведение давления на его объем постоянно, если температура газа не меняется: T = const, pV = const. Закон Гей-Люссака (изобарный процесс): для идеального газа данной массы отношение объема к абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется: p = const, V/T = const. Закон Шарля (изохорный процесс): для идеального газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если объем газа не меняется: V = const, p/T = const. Внутренняя энергия идеального газа U = N*Eсредняя полная; N = mNA/M; Eсредняя полная = ikT/2; U = mNA/M*ikT/2 = imRT/2M; D U = i/2*m/M*R D T. Теплота и работа Работа — это мера превращения энергии в механике. A = F l cos. В изобарном процессе Aизобар = p D V. Q = cm D T. c — удельная теплоемкость, количество теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 К. Qп = r m. r — удельная теплота парообразования, количество теплоты, необходимое для превращения при постоянной температуре 1 кг жидкости в пар. Qпл = l m. l — удельная теплота плавления, количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления в жидкость той же температуры. Физический смысл универсальной газовой постоянной p D V = m/M*R D T; Aизобар = m/M*R D T. Универсальная газовая постоянная численно равна работе, совершаемой 1 молем идеального газа при изобарном нагревании на 1 К. Первый закон термодинамики Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. D U = A + Q. Коэффициент полезного действия теплового двигателя КПД теплового двигателя — это отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя. h = A1/Q1 = (Q1 -Q2)/Q1 = -Q2/Q1. Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику. hmax = (T1 -T2)/T1; T1 — температура нагревателя, T2 — температура холодильника. Электростатика Электрический заряд Электрический заряд — это свойство тел, проявляющееся в их способности взаимодействовать с внешним электрическим полем. [q] = Кл = А *с. Кулон — это заряд, который проходит через поперечное сечение проводника при токе 1 А за 1 с. qe = 1,6*10-19 Кл. Закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей центры зарядов. F = Kq1 q2/r2. K = 9*109 Н*м2/Кл2; F = q1 q2/4e0 r2; e = Fвакуума/Fдиэлектрика — относительная диэлектрическая проницаемость, e0 = 8,8*10-12 Кл2/Н*м2 — электрическая постоянная. Напряженность электростатического поля Электростатическое поле — особый вид материи, создается неподвижными электрическими зарядами. Характерный признак — сила, действующая на неподвижный заряд. Напряженность электростатического поля — силовая характеристика, векторная величина, по величине и по направлению совпадающая с силой, действующей на единичный положительный точечный заряд. E = F/q; [E] = Н/Кл; E = kq/r2 = q/4e0 r2; Разность потенциалов: Wp = qEd — потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле. Потенциал электрического поля — это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. f = Wp/q = Ed; U = A/q; [U] = Дж/Кл = В. 1 Вольт — напряжение между двумя такими точками электростатического поля, при перемещении между которыми заряда в 1 Кл совершается работа в 1 Дж. 1 Электрон-вольт — энергия, которую приобретает электрон, пройдя разность потенциалов в 1 В. 1 э.В. = 1,6*10-19 Дж; E = U/d; [E] = В/м. Конденсаторы Энергия заряженного конденсатора: W = q1 E2 d, где q1 — заряд 1 пластины, E2 — напряженность, созданная 2 пластиной, d — расстояние (вдоль силовых линий). W = qEd = qU/2 = CU2/2 = q2/2C. Плотность энергии — это энергия в единице объема. w = W/V = e0 E2/2, где e0 — электрическая постоянная. Электрический ток Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. I = q/t; I = D q/D t = q. Сила тока определяется зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени. R = U/I; [R] = В/А = Ом. 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В возникает сила тока в 1 А. Работа и мощность тока Закон Джоуля-Ленца: Q = I2 • Rt. Если работа тока превращается только в тепло: Q = IUt = U2 • t / R. Aтока полная = IUt. Удельное сопротивление R = r (l/S); r — удельное сопротивление, численно равно сопротивлению проводника, имеющего единичную длину и единичное сечение; зависит только от материала и температуры, единица измерения Ом * м. R - R0/R0 = a t; a = R - R0/R0 t; A — температурный коэффициент сопротивления, численно равен относительному изменению сопротивления проводника при нагревании на 1 K. [a] = K-1; R = R0 (1 + a t); r = r0 (1 + a t), r0 — удельное сопротивление при 0 0C. Магнетизм Магнитное поле — особый вид материи, создается движущимися электрическими зарядами или меняющимся электрическим полем. Характерный признак — сила, действующая на движущийся заряд. Индукция магнитного поля — силовая характеристика магнитного поля, 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 направлен перпендикулярно плоскости, в которой лежит длина проводника и максимальная сила Ампера. B = FAmax/Il = [Н]/[А][м] = [Тл]. Тесла — это индукция такого магнитного поля, в котором на проводник с током 1 А и активной длиной 1 м действует максимальная сила в 1 Н. FA = BIlsin a, a = B ^ l; FЛ = qB v sin a, a = v ^ B; R = m v/qB; T = 2pm/qB; m = qB2 R2/2U. | |
| Просмотров: 686 | Загрузок: 0 | | |
| Всего комментариев: 0 | |