справочное пособие «Основы физики»
учебно-методическое пособие по физике по теме

Организация-разработчик: ОГБОУ СПО «Тулунский аграрный техникум»

Разработчик:

Черепахина В.В.преподаватель ОГБОУ СПО «Тулунский аграрный техникум»

Пояснительная записка.

Справочник «Основы физики» представляет собой миниатюрное справочное пособие по общей физике, основное назначение которого,  помочь быстро найти или восстановить в памяти необходимые законы и формулы.

Справочное пособие содержит основные формулы курса общей физики с названием всех физических величин, входящих в них, и указанием их единиц измерений в СИ, приведены основные и производные единицы СИ. В конце справочника дана дополнительная литература. Для начала эти книги следует пролистать, чтобы составить о них представление и пользоваться при необходимости.

В приложении указаны физические свойства некоторых веществ, необходимые при решении задач.

Справочник предназначен для студентов СПО для подготовки к контрольным работам, зачетам и экзаменам,  использования при выполнении практических и лабораторных работ.  

Содержание:

Множители и приставки СИ для образования

десятичных кратных и дольных единиц

Основные и дополнительные единицы Международной системы (СИ)

Определения основных и дополнительных единиц СИ

Метр равен длине пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

Секунда равна 1/86400 части средних солнечных суток. (Приведено упрощенное определение секунды, которое разрешено применять в средней школе. Строгое определение секунды звучит так: «Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133»).

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 107Н.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

Постоянные физические величины (Константы)

Основные формулы физики

Кинематика.

Скорость и ускорение.

,   ,  

Равномерное движение:

 ,  ;

Равнопеременное движение:  

a=const,          ,         ;

,  ;        v=v0+at ,  ;

 ;

Криволинейное движение.

,  

Вращательное движение.

,   ,   ;                ;

,   ;             ,    ;

, ,   ,      ;

Динамика и статика.

Первый закон Ньютона:

Второй закон Ньютона.

,    , при m=const  

Третий закон Ньютона.

Закон всемирного тяготения.

,  

  - ускорение свободного падения на планете.

  - первая космическая скорость.

Вес тела.

p=mg  -  вес тела в покое.

p=m(g+a) - опора движется с ускорением вверх.

p=m(g-a) - опора движется с ускорением вниз.

p=m(g-v2/r) - движение по выпуклой траектории.

p=m(g+v2/r) - движение по вогнутой траектории.

Сила трения.

,

Закон Гука.

Fупр=–kx,  - сила упругости деформированной пружины.

  - механическое напряжение

 - относительное продольное удлинение (сжатие)

 - относительное поперечное удлинение (сжатие)

, где - коэффициент Пуассона.

Закон Гука:, где  Е- модуль Юнга.

, кинетическая энергия упругорастянутого (сжатого) стержня.

(V- объем тела)

Динамика и статика вращательного движения.

  - момент импульса

;    - момент силы

L=const   - закон сохранения момента импульса.

M=Fl, где l- плечо

I=I0+mb2  - теорема Штейнера

Условие равновесия тел  

Законы сохранения.

Закон сохранения импульса.

P=mv;  - импульс тела.

Ft=P

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.

   - работа силы F

A=E

  - мощность

  - кинетическая энергия

  - кинетическая энергия вращательного движения.

Ep=mgh   - потенциальная энергия поднятого над землей тела.

 - потенциальная энергия пружины

Закон сохранения энергии.

Eк1+Eр1=Eк2+Eр2

Молекулярная физика. Свойства газов и жидкостей.

Уравнение состояния.

pV=NkT  - уравнение состояния (уравнение Менделеева- Клайперона)

,   ,  ;

,   - полная внутренняя энергия системы.  

  - основное уравнение молекулярно- кинетической теории.

  - закон Дальтона для давления смеси газов.

 ,  p=nkT ;

при  N=const   

Броуновское движение.

  среднеквадратичная скорость молекул.

 -  наиболее вероятная скорость молекул.

  - средняя арифметическая скорость молекул.

  - Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям.

Среднее число соударений молекулы за 1с:

Средняя длинна свободного пробега молекул  

  - средний путь молекулы за время t.

Распределение в потенциальном поле.

 - барометрическая формула.

 - распределение Больцмана.

Термодинамика.

     - первое начало термодинамики.

   - работа газа.

    - уравнение адиабаты.

Теплоемкость , удельная теплоемкость с=С/m.

Тепловой баланс.

Qотд=Qполуч

Q=cmT    - теплота на нагрев (охлаждение)

Q=rm    - Теплота парообразования (конденсации)

Q=m   - плавление (кристаллизация)

Q=qm   - сгорание.

Тепловое расширение.

l=l0(1+T)     V=V0(1+T)

Тепловые машины.

   - коэффициент полезного действия

,  

Гидростатика, гидродинамика.

,     (давление на глубине h).

-  плотность.

   ( сила Архимеда ).

  -  (гидравлический пресс).

  - закон сообщающихся сосудов.

  - уравнение неразрывности.

   - уравнение Бернулли

( - динамическое, р - статическое,   - гидростатическое давление.)

          - сила и энергия поверхностного натяжения.

  - высота подъема жидкости в капилляре.

Электрические и электромагнитные явления.

Электростатика.

    - закон Кулона.

,      - напряженность электрического поля

 - принцип суперпозиции полей.

   - поток через площадку S.

  - потенциал.

  ,       ,    

    - электроемкость уединенного проводника.

,   ,     плоский конденсатор.

  - электроемкость заряженного шара.

   -  электроемкость сферического конденсатора.

        - батарея конденсаторов. p=qd  - дипольный момент.

     - диэлектрическая проницаемость.

Электродинамика. Постоянный ток.

,    ,  

,   ,       Закон Ома.

;    - температурное изменение температуры.

,  ,  

  - закон Джоуля–Ленца.

  - правило Кирхгофа для узлов.

  - правило Кирхгофа для контуров.

Параллельное  соединение проводников: I=const,  ,

Последовательное соединение: ,  U=const,  

Законы электролиза.

m=kq=kT  - первый закон Фарадея.

  - второй закон Фарадея.

Электромагнетизм.

,   - сила Лоренца.

 - сила Ампера, действующая на проводник длиной l.

,  

   магнитная индукция поля в точке.

  - магнитная индукция в центре витка.

 - индукция внутри соленоида.

 индукция поля проводника на расстоянии R от оси.

 связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля.

   - принцип суперпозиции магнитных полей.

  магнитный поток.

- энергия магнитного поля.

   ЭДС индукции в замкнутом контуре.

  ЭДС самоиндукции.

Колебания и волны. Оптика. Акустика.

Механические и электромагнитные колебания.

 - уравнение гармонических колебаний.

 - полная энергия колеблющейся точки.

 - период пульсации.

Затухающие колебания.

,  

Переменный ток.

Z=ZR+ZL+ZC - полный  импеданс (сопротивление) цепи.

ZR=R,       ZL=iL,      

  - модуль полного импеданса цепи.

,       - действующие значения.

Упругие волны.

 Скорость волны в газе: , в твердом теле:

,  

Интерференция: ,  

- эффект Доплера.

Оптика

 - разность хода.

  - скорость света в среде

  - закон преломления.

 - формула линзы.

 - увеличение линзы.

Квантовая физика и теория относительности.

  - энергия фотона. h- постоянная Планка

  - фотоэффект

 - полная энергия.

Атомная физика.

   - закон распада

Приложения:

Температура кипения веществ (при нормальном атмосферном давлении)

Температура плавления (при нормальном атмосферном давлении)

Таблица модуль Юнга

Диэлектрическая проницаемость веществ

Удельное электрическое сопротивление материалов

Показатель преломления.

Примечание. Значения показателей преломления для жидких и твердых тел указаны при температуре 20 oС, а для газов и водяного пара - при нормальных условиях (t=0 oС, p=101325 Па).

Работа выхода электрона

Красная граница фотоэффекта, нм

Дополнительная литература:

1. Справочник по физике для студентов и абитуриентов.   Трофимова Т.И., М.: Астрель: АСТ, 2001. - 399с. 
2. Физический энциклопедический словарь. Прохоров А. М., М.: Советская энциклопедия, 1984. – 944с