ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ФОРМУЛЫ ФИЗИКИ
  
ПЛАН 
  
1. МЕХАНИКА 
1.1.Упругие деформации 
1.2. Расширение тел при нагревании 
2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 
2.1. Основные положения МКТ 
2.2. Температура 
2.3. Уравнение состояния идеального газа 
2.4. Экспериментальные газовые законы 
2.5. Внутренняя энергия идеального газа 
2.6. Теплота и работа 
2.7. Физический смысл универсальной газовой постоянной 
2.8. Первый закон термодинамики 
2.9. Коэффициент полезного действия теплового двигателя 
3.ЭЛЕКТРОСТАТИКА 
3.1. Электрический заряд 
3.2. Напряженность электростатического поля 
3.3. Конденсаторы 
4.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 
4.1. Работа и мощность тока 
4.2. Удельное сопротивление 
5.МАГНЕТИЗМ 
  
1. МЕХАНИКА 
  
1.1.Упругие деформации 
  
Закон 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/ 0м, жесткость такого тела, при деформации которого на 1 м возникает сила упругости, равная 1 Н 
Коэффициент жесткости численно равен силе упругости, возникающей в теле при единичном смещении 
  При малых деформациях напряжение   7s 0 прямо пропорционально относительному удлиннению 7 e 0 
  
  7s 0 = E 7e 0, 
  
E - модуль Юнга, численно равен такому механическому напряжению, когда относительное удлннение равно 1 (длина тела увеличилась в 2 раза) 
  
[E] = Н 7/ 0м 52 0 = Па, 
  
  7s 0 = F 7/ 0S, механическое напряжение 
  
[ 7s 0] = Па, 
  
  7e 0 =   7D 0l 7/ 0l, относительное смещение 
  
1.2. Расширение 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 
  
  2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 

  
2.1. Основные 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 
  
  2.2. Температура 
  
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 
  
Средняя квадратичная скорость : 7 v 4средняя 0 = 7 ? 0 3kT 7/ 0m 40 
  
2.3. Уравнение 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 
  
2.4. Экспериментальные газовые законы 
  
  1) Закон 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 
  
  2) Закон Гей-Люссака (изобарный процесс) 0:для идеального газа данной массы отношение объема к абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется 
  
p = const , V 7/ 0T = const 
  
3) Закон Шарля (изохорный процесс) 0: для идеального газа данной массы отношение давления к абсолютной температуре постоянно, если объем газа не меняется 
  
V = const , p 7/ 0T = const 
  
2.5. Внутренняя энергия идеального 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 
  
2.6. Теплота и работа 
  
             Работа 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 получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры 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, необходимое для превращения 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления в жидкость той же температуры 
  
2.7. Физический смысл универсальной газовой постоянной 
  
p 7D 0V = m 7/ 0M*R 7D 0T 
  
A 4 изобар 0 = m 7/ 0M*R 7D 0T 
  
             Универсальная газовая постоянная 0 численно равна работе, совершаемой 1 молем идеального газа при изобарном нагревании на 1 К 
  
2.8. 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 
  
  7D 0U = A + Q 
  
2.9. Коэффициент полезного действия теплового двигателя 
  
КПД теплового двигателя 0 - это отношение работы, совершаемой двигателем, 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 
  
  3.ЭЛЕКТРОСТАТИКА 

  
3.1. Электрический заряд 
  
Электрический заряд 0 - это свойство тел, проявляющееся в их способности взаимодействовать с внешним электрическим полем 
  
[ q ] = Кл = А *с 
  
Кулон 0 - это заряд, который проходит через поперечное сечение проводника при токе 1 А за 1 с 
  
q 4e 0 = 1.6*10 5-19 0 Кл 
  
Закон Кулона 0: 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 = 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/ 0F 4диэлектрика 0, относительная диэлектрическая проницаемость, 
  
  7e 40 0 = 8.8*10 5-12 0 Кл 52 7/ 0Н*м 52 0, электрическая постоянная 
  
3.2. Напряженность электростатического поля 
  
             Электростатическое поле 0 - особый вид материи, создается неподвижными электрическими зарядами. Характерный признак - сила, действующая на неподвижный заряд 
Напряженность 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 электростатическом поле 
  
Потенциал электрического поля 0 - это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду 
  
  7f 0 = W 4p 7/ 0q = Ed 
  
  U = A 7/ 0q 
  
[U] = Дж 7/ 0 Кл = В 
  
1 Вольт 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/ 0м 
  
3.3. Конденсаторы 
  
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 
  
  4.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 
  
Электрический ток 0 - это направленное движение заряженных частиц 
  
I = q 7/ 0t 
  
I = 7 D 0q 7/D 0t = q ` 
  
             Сила тока 0 определяется зарядом, проходящим через поперечное сечение 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 
  
4.1. Работа 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 
  
  4.2. Удельное сопротивление 
  
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 
  
5.МАГНЕТИЗМ 

  
             Магнитное поле 0 - особый вид материи, создается движущимися электрическими зарядами или меняющимся электрическим полем. Характерный признак - сила, действующая на движущийся заряд 
             Индукция магнитного поля 0 - 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 = 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 4 Л 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