Формулалар

«Физика» пәні бойынша оқу материалдары

Формулалар

1. Механика

Ньютонның екінші заңы: $F = ma$Күш дененің массасы мен оның үдеуінің көбейтіндісіне тең.
Ньютонның үшінші заңы: $F_{1} = -F_{2}$Денелер бір-біріне модульдері жағынан тең және бағыттары қарама-қарсы күштермен әсер етеді.
Гук заңы: $F_{серп} = -k\Delta x$Серпімділік күші дененің ұзаруына тура пропорционал.
Ауырлық күші: $F = mg$Жердің денені тарту күші.
Архимед заңы: $F_{A} = \rho gV$Кері итеруші күш сұйықтыққа батырылған дене бөлігінің көлеміндегі сұйықтықтың салмағына тең.
Механикалық жұмыс: $A = Fs \cdot \cos\alpha$Орын ауыстыру кезіндегі күш әрекетінің өлшемі.
Қуат: $N = \frac{A}{t} = Fv$Жұмыстың орындалу шапшаңдығы.
Кинетикалық энергия: $E_{k} = \frac{mv^{2}}{2}$Қозғалыстағы дененің энергиясы.
Потенциалдық энергия (көтерілген дененің): $E_{p} = mgh$Дененің Жермен өзара әрекеттесу энергиясы.
Потенциалдық энергия (серіппенің): $E_{p} = \frac{kx^{2}}{2}$Деформацияланған дененің энергиясы.
Дене импульсі: $p = mv$Масса мен жылдамдықтың көбейтіндісіне тең векторлық шама.
Импульстің сақталу заңы: $m_{1}v_{1} + m_{2}v_{2} = m_{1}v’_{1} + m_{2}v’_{2}$Тұйық жүйеде денелер импульстерінің векторлық қосындысы тұрақты болып қалады.
Қысым: $P = \frac{F}{S}$Бірлік ауданға әсер ететін күш.
Паскаль заңы (гидростатикалық қысым): $P = \rho gh$Сұйықтықтың h тереңдіктегі қысымы.
Күш моменті: $M = Fd$Күш пен күш иінінің көбейтіндісі.
Бірінші ғарыштық жылдамдық: $v_{1} = \sqrt{gR} \approx 7.9$ км/сДене Жер серігіне айналуы үшін қажетті жылдамдық.
Екінші ғарыштық жылдамдық: $v_{2} = \sqrt{2}v_{1} \approx 11.2$ км/сЖердің тартылыс күшінен шығу үшін қажетті жылдамдық (басқа планеталарға ұшу).
Бернулли теңдеуі: $P + \rho gh + \frac{\rho v^{2}}{2} = const$Қозғалыстағы сұйықтық үшін энергияның сақталу заңы.
Юнг модулі: $E = \frac{\sigma}{\varepsilon}$Заттың созылу/сығылу кезіндегі серпімділік қасиеттерін сипаттайды.

2. Тербелістер мен толқындар

Тербеліс периоды: $T = \frac{1}{\nu} = \frac{t}{N}$Бір толық тербеліс уақыты.
Тербеліс жиілігі: $\nu = \frac{1}{T}$Уақыт бірлігіндегі тербелістер саны.
Математикалық маятниктің периоды: $T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}$Жіптің ұзындығы мен еркін түсу үдеуіне тәуелді.
Серіппелі маятниктің периоды: $T = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$Жүк массасы мен серіппе қатандығына тәуелді.
Томсон формуласы (тербелмелі контур): $T = 2\pi\sqrt{LC}$Электромагниттік тербелістердің периоды.
Толқын ұзындығы: $\lambda = vT = \frac{v}{\nu}$Толқынның бір период ішінде жүріп өтетін қашықтығы.
Дыбыс жылдамдығы: $v = \sqrt{\frac{\gamma RT}{M}}$Ортадағы серпімді толқындардың таралу жылдамдығы.
Доплер эффектісі: $\nu = \nu_{0} \frac{v + v_{n}}{v — v_{u}}$Көздің немесе бақылаушының қозғалысы кезіндегі толқын жиілігінің өзгеруі.

3. Оптика

Сыну заңы (Снеллиус): $\frac{\sin\alpha}{\sin\gamma} = \frac{n_{2}}{n_{1}} = n_{21}$Түсу бұрышы синусының сыну бұрышы синусына қатынасы – тұрақты шама.
Линзаның оптикалық күші: $D = \frac{1}{F}$Фокустық қашықтыққа кері шама (диоптриямен өлшенеді).
Жұқа линза формуласы: $\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$Фокустық қашықтықты нәрсеге дейінгі және кескінге дейінгі қашықтықпен байланыстырады.
Малюс заңы: $I = I_{0}\cos^{2}\alpha$Анализатордан өткен жарықтың интенсивтілігі.
Бугер-Ламберт-Бер заңы: $I = I_{0}e^{-kcd}$Жұтқыш зат арқылы өткен кездегі жарық шоғының әлсіреуі.
Винның ығысу заңы: $\lambda_{max} = \frac{b}{T}$Абсолют қара дененің максималды сәуле шығару толқын ұзындығы температураға кері пропорционал.

4. Ядролық физика

Радиоактивті ыдырау заңы: $N = N_{0} 2^{-\frac{t}{T_{1/2}}}$Ыдырамаған ядролар саны уақыт өте келе экспонента бойынша азаяды.
Ядроның байланыс энергиясы: $E_{байл} = \Delta m \cdot c^{2}$Ядроны нуклондарға ыдырату үшін қажетті энергия.
Масса ақауы: $\Delta m = (Zm_{p} + Nm_{n}) — M_{я}$Нуклондар массаларының қосындысы мен ядро массасының айырмасы.

5. Электр

Кулон заңы: $F = k\frac{|q_{1}||q_{2}|}{r^{2}}$Екі нүктелік зарядтың өзара әрекеттесу күші.
Электр өрісінің кернеулігі: $E = \frac{F}{q}$Өрістің күштік сипаттамасы.
Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы: $I = \frac{U}{R}$Ток күші кернеуге тура пропорционал және кедергіге кері пропорционал.
Толық тізбекке арналған Ом заңы: $I = \frac{\varepsilon}{R+r}$Ток, көздің ЭҚК-і, сыртқы және ішкі кедергіні байланыстырады.
Джоуль-Ленц заңы: $Q = I^{2}Rt$Тогы бар өткізгіш бөліп шығаратын жылу мөлшері.
Конденсатордың электр сыйымдылығы: $C = \frac{q}{U}$Өткізгіштің заряд жинақтау қабілеті.
Зарядталған конденсатордың энергиясы: $W = \frac{CU^{2}}{2}$
Ампер күші: $F_{A} = IBl\sin\alpha$Магнит өрісіндегі тогы бар өткізгішке әсер ететін күш.
Лоренц күші: $F_{L} = qvB\sin\alpha$Магнит өрісіндегі қозғалыстағы зарядқа әсер ететін күш.
Электромагниттік индукция заңы (Фарадей): $\varepsilon_{i} = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$Индукциялық ЭҚК магнит ағынының өзгеру жылдамдығына тең.

6. Молекулалық физика және Термодинамика

Менделеев-Клапейрон теңдеуі: $PV = \frac{m}{M}RT$Идеал газ күйінің теңдеуі.
МКТ негізгі теңдеуі: $P = \frac{1}{3}nm_{0}\bar{v}^{2} = \frac{2}{3}n\bar{E}$Газ қысымын молекулалардың кинетикалық энергиясымен байланыстырады.
Бойль-Мариотт заңы (T=const): $P_{1}V_{1} = P_{2}V_{2}$
Гей-Люссак заңы (P=const): $\frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}}$
Шарль заңы (V=const): $\frac{P_{1}}{T_{1}} = \frac{P_{2}}{T_{2}}$
Термодинамиканың бірінші заңы: $Q = \Delta U + A$Жылу мөлшері ішкі энергияның өзгеруіне және жұмыс атқаруға жұмсалады.
Жылу қозғалтқышының ПӘК-і: $\eta = \frac{Q_{1} — Q_{2}}{Q_{1}} \cdot 100\%$Жылуды жұмысқа айналдырудың тиімділігі.
Салыстырмалы ылғалдылық: $\varphi = \frac{P}{P_{0}} \cdot 100\%$

7. Атомдық физика

Фотон энергиясы (Планк формуласы): $E = h\nu$Жарық квантының энергиясы.
Фотоэффект үшін Эйнштейн формуласы: $h\nu = A_{шығ} + \frac{mv^{2}}{2}$Фотон энергиясы электронның шығу жұмысына және оның кинетикалық энергиясына жұмсалады.
Фотон импульсі: $p = \frac{h}{\lambda}$

8. Физикалық тұрақтылар

Еркін түсу үдеуі: $g \approx 9.8$ м/с²
Вакуумдағы жарық жылдамдығы: $c = 3 \cdot 10^{8}$ м/с
Гравитациялық тұрақты: $G = 6.67 \cdot 10^{-11}$ Н·м²/кг²
Авогадро саны: $N_{A} = 6.02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹
Универсал газ тұрақтысы: $R = 8.31$ Дж/(моль·К)
Больцман тұрақтысы: $k = 1.38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К
Планк тұрақтысы: $h = 6.63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с
Элементар заряд: $e = 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл
Электрон массасы: $m_{e} = 9.1 \cdot 10^{-31}$ кг
Протон массасы: $m_{p} = 1.67 \cdot 10^{-27}$ кг