Все формулы динамика по физике: Ошибка: 404 Материал не найден

Содержание

Динамика (физика) — это… Что такое Динамика (физика)?

У этого термина существуют и другие значения, см. Динамика.

Дина́мика (греч. δύναμις — сила) — раздел механики, в котором изучаются причины возникновения механического движения. Динамика оперирует такими понятиями, как масса, сила, импульс, энергия.

Также динамикой нередко называют, применительно к другим областям физики (например, к теории поля), ту часть рассматриваемой теории, которая более или менее прямо аналогична динамике в механике, противопоставляясь обычно кинематике (к кинематике в таких теориях обычно относят, например, соотношения, получающиеся из преобразований величин при смене системы отсчета).

Иногда слово динамика применяется в физике и не в описанном смысле, а в более общелитературном: для обозначения просто процессов, развивающихся во времени, зависимости от времени каких-то величин, не обязательно имея в виду конкретный механизм или причину этой зависимости.

Динамика, базирующаяся на законах Ньютона, называется классической

динамикой.

Классическая динамика описывает движения объектов со скоростями от долей миллиметров в секунду до километров в секунду.

Однако эти методы перестают быть справедливыми для движения объектов очень малых размеров (элементарные частицы) и при движениях со скоростями, близкими к скорости света. Такие движения подчиняются другим законам.

С помощью законов динамики изучается также движение сплошной среды, т. е. упруго и пластически деформируемых тел, жидкостей и газов.

В результате применения методов динамики к изучению движения конкретных объектов возник ряд специальных дисциплин: небесная механика, баллистика, динамика корабля, самолёта и т. п.

Основная задача динамики

Исторически деление на прямую и обратную задачу динамики сложилось следующим образом.

Прямая задача динамики: по заданному характеру движения определить равнодействующую сил, действующих на тело.

Обратная задача динамики: по заданным силам определить характер движения тела.

Классическая динамика основана на трёх основных законах Ньютона:

1-й: Существуют такие системы отсчета, относительно которых поступательно движущееся тело сохраняет свою скорость постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.

2-й: В инерциальной системе отсчета сумма всех сил, действующих на тело, равна произведению массы этого тела на векторное ускорение этого же тела (действие на тело силы, проявляется в сообщении ему ускорения).

В наиболее общем случае, который описывает также движение тела с изменяющейся массой (например, реактивное движение), 2-й закон Ньютона принято записывать следующим образом:

где — импульс тела. Таким образом, сила характеризует быстроту изменения импульса.

3-й: Тела действуют друг на друга силами равными по модулю и противоположными по направлению

Если при этом рассматриваются взаимодействующие материальные точки, то обе эти силы действуют вдоль прямой, их соединяющей. Это приводит к тому, что суммарный момент импульса системы состоящей из двух материальных точек в процессе взаимодействия остается неизменным. Таким образом, из второго и третьего законов Ньютона могут быть получены законы сохранения импульса и момента импульса

Законы Ньютона в неинерциальных системах отсчета

Существование инерциальных систем отсчета лишь постулируется первым законом Ньютона. Реальные системы отсчета, связанные, например, с Землей или с Солнцем, не обладают в полной мере свойством инерциальности в силу их кругового движения. Вообще говоря, экспериментально доказать существование ИСО невозможно, поскольку для этого необходимо наличие свободного тела (тела на которое не действуют никакие силы), а то, что тело является свободным, может быть показано лишь в ИСО. Описание же движения в неинерциальных системах отсчета, движущихся с ускорением относительно инерциальных, требует введения т. н. фиктивных сил таких как сила инерции, центробежная сила или сила Кориолиса.

Эти «силы» не обусловлены взаимодействием тел, то есть по своей природе не являются силами и вводятся лишь для сохранения формы второго закона Ньютона:

где — сумма всех фиктивных сил, возникающих в неинерциальной системе отсчета.

Многие законы динамики могут быть описаны исходя не из законов Исаака Ньютона, а из принципа наименьшего действия.

Формулы некоторых сил, действующих на тело

Сила всемирного тяготения:

или в векторной форме:

вблизи земной поверхности:

Сила Архимеда:

См. также

Литература

Алешкевич В. А., Деденко Л. Г., Караваев В. А. Механика твердого тела. Лекции. Издательство Физического факультета МГУ, 1997. http://nature.web.ru/db/msg. html?mid=1186208&s=120000000
Матвеев. А. Н. Механика и теория относительности. М.: Высшая школа, 1986. (3-е изд. М.: ОНИКС 21 век: Мир и Образование, 2003. — 432с.) http://www.alleng.ru/d/phys/phys108.htm
Павленко Ю. Г. Лекции по теоретической механике. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 392с. http://www.alleng.ru/d/phys/phys99.htm
Сивухин Д. В. Общий курс физики. В 5 т. Том I. Механика. 4-е изд. М.: ФИЗМАТЛИТ; Изд-во МФТИ, 2005. — 560с.

Яворский Б. М., Детлаф А. А. Физика для школьников старших классов и поступающих в вузы: учебное пособие. М.: Дрофа, 2002, 800с. ISBN 5-7107-5956-3

Ссылки

Физика формулы по заданиям. Формулы по физике для егэ

Сессия приближается, и пора нам переходить от теории к практике. На выходных мы сели и подумали о том, что многим студентам было бы неплохо иметь под рукой подборку основных физических формул. Сухие формулы с объяснением: кратко, лаконично, ничего лишнего. Очень полезная штука при решении задач, знаете ли. Да и на экзамене, когда из головы может «выскочить» именно то, что накануне было жесточайше вызубрено, такая подборка сослужит отличную службу.

Больше всего задач обычно задают по трем самым популярным разделам физики. Это механика , термодинамика и молекулярная физика , электричество

. Их и возьмем!

Основные формулы по физике динамика, кинематика, статика

Начнем с самого простого. Старое-доброе любимое прямолинейное и равномерное движение.

Формулы кинематики:

Конечно, не будем забывать про движение по кругу, и затем перейдем к динамике и законам Ньютона.

После динамики самое время рассмотреть условия равновесия тел и жидкостей, т.е. статику и гидростатику

Теперь приведем основные формулы по теме «Работа и энергия». Куда же нам без них!

Основные формулы молекулярной физики и термодинамики

Закончим раздел механики формулами по колебаниям и волнам и перейдем к молекулярной физике и термодинамике.

Коэффициент полезного действия, закон Гей-Люссака, уравнение Клапейрона-Менделеева — все эти милые сердцу формулы собраны ниже.

Кстати! Для всех наших читателей сейчас действует скидка 10% на .

Основные формулы по физике: электричество

Пора переходить к электричеству, хоть его и любят меньше термодинамики. Начинаем с электростатики.

И, под барабанную дробь, заканчиваем формулами для закона Ома, электромагнитной индукции и электромагнитных колебаний.

На этом все. Конечно, можно было бы привести еще целую гору формул, но это ни к чему. Когда формул становится слишком много, можно легко запутаться, а там и вовсе расплавить мозг. Надеемся, наша шпаргалка основных формул по физике поможет решать любимые задачи быстрее и эффективнее. А если хотите уточнить что-то или не нашли нужной формулы: спросите у экспертов студенческого сервиса . Наши авторы держат в голове сотни формул и щелкают задачи, как орешки. Обращайтесь, и вскоре любая задача будет вам «по зубам».

Шпаргалка с формулами по физике для ЕГЭ

И не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам). Для начала картинка, которую можно распечатать в компактном виде.

Шпаргалка с формулами по физике для ЕГЭ и не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам).

и не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам).

А потом вордовский файл , который содержит все формулы чтобы их распечатать, которые находятся внизу статьи.

Механика

Давление Р=F/S
Плотность ρ=m/V
Давление на глубине жидкости P=ρ∙g∙h
Сила тяжести Fт=mg
5. Архимедова сила Fa=ρ ж ∙g∙Vт
Уравнение движения при равноускоренном движении

X=X 0 +υ 0 ∙t+(a∙t 2)/2 S=(υ 2 —υ 0 2) /2а S=(υ +υ 0) ∙t /2

Уравнение скорости при равноускоренном движении υ =υ 0 +a∙t
Ускорение a=(υ —υ 0)/t
Скорость при движении по окружности υ =2πR/Т

Центростремительное ускорение a=υ 2 /R
Связь периода с частотой ν=1/T=ω/2π
II закон Ньютона F=ma
Закон Гука Fy=-kx
Закон Всемирного тяготения F=G∙M∙m/R 2
Вес тела, движущегося с ускорением а Р=m(g+a)
Вес тела, движущегося с ускорением а↓ Р=m(g-a)
Сила трения Fтр=µN
Импульс тела p=mυ
Импульс силы Ft=∆p
Момент силы M=F∙ℓ
Потенциальная энергия тела, поднятого над землей Eп=mgh
Потенциальная энергия упруго деформированного тела Eп=kx 2 /2
Кинетическая энергия тела Ek=mυ 2 /2
Работа A=F∙S∙cosα
Мощность N=A/t=F∙υ
Коэффициент полезного действия η=Aп/Аз
Период колебаний математического маятника T=2π√ℓ/g
Период колебаний пружинного маятника T=2 π √m/k
Уравнение гармонических колебаний Х=Хmax∙cos ωt
Связь длины волны, ее скорости и периода λ= υ Т

Молекулярная физика и термодинамика

Количество вещества ν=N/ Na
Молярная масса М=m/ν
Cр. кин. энергия молекул одноатомного газа Ek=3/2∙kT
Основное уравнение МКТ P=nkT=1/3nm 0 υ 2
Закон Гей — Люссака (изобарный процесс) V/T =const
Закон Шарля (изохорный процесс) P/T =const
Относительная влажность φ=P/P 0 ∙100%
Внутр. энергия идеал. одноатомного газа U=3/2∙M/µ∙RT
Работа газа A=P∙ΔV
Закон Бойля — Мариотта (изотермический процесс) PV=const
Количество теплоты при нагревании Q=Cm(T 2 -T 1)
Количество теплоты при плавлении Q=λm
Количество теплоты при парообразовании Q=Lm
Количество теплоты при сгорании топлива Q=qm
Уравнение состояния идеального газа PV=m/M∙RT
Первый закон термодинамики ΔU=A+Q
КПД тепловых двигателей η= (Q 1 — Q 2)/ Q 1
КПД идеал. двигателей (цикл Карно) η= (Т 1 — Т 2)/ Т 1

Электростатика и электродинамика — формулы по физике

Закон Кулона F=k∙q 1 ∙q 2 /R 2
Напряженность электрического поля E=F/q
Напряженность эл. поля точечного заряда E=k∙q/R 2
Поверхностная плотность зарядов σ = q/S
Напряженность эл. поля бесконечной плоскости E=2πkσ
Диэлектрическая проницаемость ε=E 0 /E
Потенциальная энергия взаимод. зарядов W= k∙q 1 q 2 /R
Потенциал φ=W/q
Потенциал точечного заряда φ=k∙q/R
Напряжение U=A/q
Для однородного электрического поля U=E∙d
Электроемкость C=q/U
Электроемкость плоского конденсатора C=S∙ε ∙ε 0 /d
Энергия заряженного конденсатора W=qU/2=q²/2С=CU²/2
Сила тока I=q/t
Сопротивление проводника R=ρ∙ℓ/S
Закон Ома для участка цепи I=U/R
Законы послед. соединения I 1 =I 2 =I, U 1 +U 2 =U, R 1 +R 2 =R
Законы паралл. соед. U 1 =U 2 =U, I 1 +I 2 =I, 1/R 1 +1/R 2 =1/R
Мощность электрического тока P=I∙U
Закон Джоуля-Ленца Q=I 2 Rt
Закон Ома для полной цепи I=ε/(R+r)
Ток короткого замыкания (R=0) I=ε/r
Вектор магнитной индукции B=Fmax/ℓ∙I
Сила Ампера Fa=IBℓsin α
Сила Лоренца Fл=Bqυsin α
Магнитный поток Ф=BSсos α Ф=LI
Закон электромагнитной индукции Ei=ΔФ/Δt
ЭДС индукции в движ проводнике Ei=Вℓυ sinα
ЭДС самоиндукции Esi=-L∙ΔI/Δt
Энергия магнитного поля катушки Wм=LI 2 /2
Период колебаний кол. контура T=2π ∙√LC
Индуктивное сопротивление X L =ωL=2πLν
Емкостное сопротивление Xc=1/ωC
Действующее значение силы тока Iд=Imax/√2,
Действующее значение напряжения Uд=Umax/√2
Полное сопротивление Z=√(Xc-X L) 2 +R 2

Оптика

Закон преломления света n 21 =n 2 /n 1 = υ 1 / υ 2
Показатель преломления n 21 =sin α/sin γ
Формула тонкой линзы 1/F=1/d + 1/f
Оптическая сила линзы D=1/F
max интерференции: Δd=kλ,
min интерференции: Δd=(2k+1)λ/2
Диф.решетка d∙sin φ=k λ

Квантовая физика

Ф-ла Эйнштейна для фотоэффекта hν=Aвых+Ek, Ek=U з е
Красная граница фотоэффекта ν к = Aвых/h
Импульс фотона P=mc=h/ λ=Е/с

Физика атомного ядра

Закон радиоактивного распада N=N 0 ∙2 — t / T
Энергия связи атомных ядер

E CB =(Zm p +Nm n -Mя)∙c 2

СТО

t=t 1 /√1-υ 2 /c 2
ℓ=ℓ 0 ∙√1-υ 2 /c 2
υ 2 =(υ 1 +υ)/1+ υ 1 ∙υ/c 2
Е = mс 2

Единый Государственный Экзамен охватывает информацию по всему курсу физики с 7 по 11 класс. Однако если некоторые формулы по физике для ЕГЭ неплохо запоминаются сами по себе, над другими приходится поработать. Мы рассмотрим некоторые формулы, которые полезны для решения различных задач.

Кинематика

Начнем традиционно с кинематики. Частая ошибка здесь – неверное вычисление средней скорости неравномерного прямолинейного движения. В данном случае задачи пытаются решать с помощью среднего арифметического. Однако все не так просто. Среднее арифметическое – только частный случай. А для нахождения средней скорости движения существует полезная формула:

где S – весь путь, пройденный телом за определенное время t.

Молекулярно-Кинетическая Теория (МКТ)

МКТ может поставить множество коварных «ловушек» для невнимательного школьника. Чтобы избежать этого, нужно свободно владеть формулами по физике для ЕГЭ в этой области.

Начнем с закона Менделеева-Клапейрона, использующегося для идеальных газов. Он звучит так:

где p –давление газа,

V – занимаемый им объем,

n – количество газа,

R – универсальная газовая постоянная,

T – температура.

Обратите внимание на примеры задач с применением этого закона.

Все представляют себе, что такое влажность. Значения относительной влажности ежедневно сообщаются в СМИ. На экзамене же пригодится формула: здесь ф – относительная влажность воздуха,

ρ – плотность водяного пара, находящегося в воздухе,

ρ0 – плотность насыщенного пара при конкретной температуре.

Эта последняя величина – табличное значение, поэтому оно должно быть в условии задачи.

Термодинамика

Термодинамика – отрасль, достаточно близкая к МКТ, поэтому многие понятия пересекаются. Термодинамика базируется на двух своих началах. Практически каждая задача этой области требует знание и применение первого начала термодинамики, выраженного формулой

Это формулируется следующим образом:

Количество теплоты Q, которое было получено системой, расходуется на совершение работы A над внешними телами и изменение ΔU внутренней энергии данной системы.

Сила Архимеда

Напоследок поговорим о поведении погруженных в жидкость тел. Очевидно, что на каждое из них действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Но в жидкости все тела весят меньше. Это обусловливается частичным компенсированием силы тяжести противоположно направленной силой Архимеда. Ее значение равно Таким образом, эта сила, старающаяся вытолкнуть тело из жидкости, зависит от плотности той самой жидкости и объема погруженной в нее части тела. Сила Архимеда действует и в газах, но вследствие ничтожности плотности газов ею обыкновенно пренебрегают.

ЕГЭ проверяет знания школьника в различных областях физики. Формулы для ЕГЭ по физике способствуют успешному решению задач (можно воспользоваться ) и общему пониманию основных физических процессов.

Для того чтобы успешно подготовиться к ЦТ по физике и математике, среди прочего, необходимо выполнить три важнейших условия:

Изучить все темы и выполнить все тесты и задания приведенные в учебных материалах на этом сайте. Для этого нужно всего ничего, а именно: посвящать подготовке к ЦТ по физике и математике, изучению теории и решению задач по три-четыре часа каждый день. Дело в том, что ЦТ это экзамен где мало просто знать физику или математику, нужно еще уметь быстро и без сбоев решать большое количество задач по разным темам и различной сложности. Последнему научиться можно только решив тысячи задач.
Выучить все формулы и законы в физике, и формулы и методы в математике . На самом деле, выполнить это тоже очень просто, необходимых формул по физике всего около 200 штук, а по математике даже чуть меньше. В каждом из этих предметов есть около десятка стандартных методов решения задач базового уровня сложности, которые тоже вполне можно выучить, и таким образом, совершенно на автомате и без затруднений решить в нужный момент большую часть ЦТ. После этого Вам останется подумать только над самыми сложными задачами.
Посетить все три этапа репетиционного тестирования по физике и математике. Каждый РТ можно посещать по два раза, чтобы прорешать оба варианта. Опять же на ЦТ, кроме умения быстро и качественно решать задачи, и знания формул и методов необходимо также уметь правильно спланировать время, распределить силы, а главное правильно заполнить бланк ответов, не перепутав ни номера ответов и задач, ни собственную фамилию. Также в ходе РТ важно привыкнуть к стилю постановки вопросов в задачах, который на ЦТ может показаться неподготовленному человеку очень непривычным.

Успешное, старательное и ответственное выполнение этих трех пунктов позволит Вам показать на ЦТ отличный результат, максимальный из того на что Вы способны.

Нашли ошибку?

Если Вы, как Вам кажется, нашли ошибку в учебных материалах, то напишите, пожалуйста, о ней на почту. Написать об ошибке можно также в социальной сети (). В письме укажите предмет (физика или математика), название либо номер темы или теста, номер задачи, или место в тексте (страницу) где по Вашему мнению есть ошибка. Также опишите в чем заключается предположительная ошибка. Ваше письмо не останется незамеченным, ошибка либо будет исправлена, либо Вам разъяснят почему это не ошибка.

Как правило, именно математику, а не физику принято считать королевой точных наук. Мы полагаем, что это утверждение спорно, ведь технический прогресс невозможен без знания физики и её развития. Из-за своей сложности она вряд ли когда-либо будет включена в список обязательных государственных экзаменов, но, так или иначе, абитуриентам технических специальностей приходится сдавать её в обязательном порядке. Труднее всего запомнить многочисленные законы и формулы по физике для ЕГЭ, именно о них мы расскажем в этой статье.

Секреты подготовки

Возможно, это связано с кажущейся сложностью предмета или популярностью профессий гуманитарного и управленческого профиля, но в 2016 году только 24 % всех абитуриентов приняли решение сдавать физику, в 2017 — лишь 16 %. Такие статистические данные невольно заставляют задуматься, не слишком ли завышены требования или просто уровень интеллекта в стране падает. Почему-то не верится, что так мало школьников 11 класса желают стать:

инженерами;
ювелирами;
авиаконструкторами;
геологами;
пиротехниками;
экологами,
технологами на производстве и т.д.

Знание формул и законов физики в равной степени необходимо для разработчиков интеллектуальных систем, вычислительной техники, оборудования и вооружения. При этом всё взаимосвязано. Так, например, специалисты, производящие медицинское оборудование, в своё время изучали углубленный курс атомной физики, ведь без разделения изотопов, у нас не будет ни рентгенологической аппаратуры, ни лучевой терапии. Поэтому создатели ЕГЭ постарались учесть все темы школьного курса и, кажется, не пропустили ни одной.

Те ученики, которые исправно посещали все уроки физики вплоть до последнего звонка, знают, что в период с 5 по 11 класс изучается около 450 формул. Выделить из этих четырех с половиной сотен хотя бы 50 крайне сложно, поскольку все они важны. Подобного мнения, очевидно, также придерживаются разработчики Кодификатора. Тем не менее, если вы одарены необыкновенно и не ограничены во времени, вам хватит 19 формул, ведь при желании из них можно вывести все остальные. За основу мы решили взять главные разделы:

механику;
физику молекулярную;
электромагнетизм и электричество;
оптику;
физику атомную.

Очевидно, что подготовка к ЕГЭ должна быть ежедневной, но если по каким-то причинам вы приступили к изучению всего материала лишь сейчас, настоящее чудо может совершить экспресс-курс, предлагаемый нашим центром. Надеемся, эти 19 формул также будут вам полезны:

Вы, наверное, заметили, что некоторые формулы по физике для сдачи ЕГЭ остались без пояснений? Мы предоставляем вам самим их изучить и открыть для себя законы, по которым абсолютно всё вершится в этом мире.

Все Основные Формулы по Физике

Существует огромное количество формул по физике, которые часто используют для решения различных физических задач.

Что бы было легче ориентироваться в них на этой странице собраны все основные формулы по физике.

Эта шпаргалка с формулами будет полезна учащимся средней школы, студентам, а так же школьникам, которые планируют учиться в вузах или сузах.

Эту информацию можно использовать при подготовке к егэ, экзаменам или олимпиадам по физике.

Все формулы рассортированы по классам и физическим темам.

Для быстрого перехода на эту страницу добавьте сайт в закладки.

Раздел постоянно обновляется!

Данная шпаргалка по физике включает в себя формулы физики по следующим темам:

Фундаментальные константы.

Название константы.	Обозн.	Значение.	Измерение
Гравитационная постоянная.	G	6,672*10-11	Н*м2/кг2
Ускорение свободного падения	G	9,8065	м/с2
Атмосферное давление	p0	101325	Па
Постоянная Авогадро	Na	6,022045*1023	Моль-1
Объем 1моль идеального газа	V0	22,41383	м3/моль
Газовая постоянная	R	8,31441
Постоянная Больцмана	K	1,380662*10-23	Дж/К
Скорость света в вакууме	C	2,99792458*108	м/с
Магнитная постоянная	μ0	4π10-7= 1,2566370610-6	Гн/м
Электрическая постоянная	ε0	8,8541878*10-12	Ф/м
Масса покоя электрона	me	9,109534*10-31	кг
Масса покоя протона	mp	1,6726485*10-27	кг
Масса покоя нейтрона	mn	1,6749543*10-27	кг
Элементарный заряд	E	1,6021892*10-19	Кл
Отношение заряда к массе	e/me	1,7588047*1011	Кл/кг
Постоянная Фарадея	F	9,648456*104	Кл/моль
Постоянная Планка	H	6,62617610-34 1,05488710-34	Джс Джс
Радиус 1 боровской орбиты	a0	0,52917706*10-10	м
Энергия покоя электрона	mec2	0. 511034	МэВ
Энергия покоя протона	mpc2	938.2796	МэВ
.Энергия покоя нейтрона	mnc2	939.5731	МэВ

Система единиц.

Приставки Си.

пристав.		поряд.	пристав.		поряд.	пристав.		порядок	Пристав.		порядок
экса	Э	18	мега	М	6	деци	д	-1	Нано	н	-9
пета	П	15	кило	к	3	санти	с	-2	пико	п	-12
тера	Т	12	гекто	г	2	милли	м	-3	фемто	ф	-15
гига	Г	9	дека	да	1	микро	мк	-6	атто	а	-18

Вернуться к оглавлению

Механика.

Кинематика.

Обозн.	Изм.	Смысл
S	м	пройденный путь
v	м/с	скорость
t	с	время
x	м	координата
a	м/с2	ускорение
ω	с-1	угловая скорость
T	с	период
	Гц	частота
ε	с-2	угловое ускорение
R	м	радиус

Скорость и ускорение.

, ,

Равномерное движение:

, ;

Равнопеременное движение:

a=const, , ;

, ; v=v0+at , ;

;

Криволинейное движение.

Вращательное движение.

, , ; ;

, ; , ;

, , , ;

Вернуться к оглавлению

Динамика и статика.

Обозн.	Изм.	Смысл
F	Н	сила
P	кг*м/с	импульс
a	м/с2	ускорение
m	кг	масса
v	м/с	скорость
p	Н	вес тела
g	м/с2	ускорение свободного падения
E	Дж	энергия
A	Дж	работа
N	Вт	мощность
t	с	время
I	кг*м2	момент инерции
L	кг*м2/с	момент импульса
M	Н*м	момент силы
ω	с-1	угловая скорость

Первый закон Ньютона:

Второй закон Ньютона.

, , при m=const ➔

Третий закон Ньютона.

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.

ma=ma0+Fинерц ,где а- ускорение в неинерциальной а0- в инерциальной системе отчета.

Силы разной природы.

Скорость центра масс ;

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 μ- 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

система	ось	I
точка по окружности	ось симметрии	mR2
стержень	через середину	1/12 mR2
стержень	через конец	1/3 mR2
шар	через центр шара	2/5 mR2
сфера	через центр сферы	2/3 mR2
кольцо или тонкостенный цилиндр	ось симметрии	mR2
диск сплошной цилиндр	ось симметрии	1/2 mR2

Условие равновесия тел

Законы сохранения.

Закон сохранения импульса.

P=mv; — импульс тела.

Ft=ΔP

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.

— работа силы F

A=ΔE

— 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

Вернуться к оглавлению

Молекулярная физика. Свойства газов и жидкостей.

Обозн.	Изм.	Смысл
p	Па	давление
V	м3	объем
T	К	температура
N	–	число молекул
m	кг	масса
	кг/Моль	молярная масса
	Моль	кол-во вещества
U	Дж	вн. энергия газа
Q	Дж	кол-во теплоты
η	–	КПД

Вернуться к оглавлению

Уравнение состояния.

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

, , ;

, — полная внутренняя энергия системы.

Число атомов	i
1	3	5/3
2	7	9/7
3	13 (12)	15/13 (7/6)

— основное уравнение молекулярно- кинетической теории.

— закон Дальтона для давления смеси газов.

, p=nkT ;

при N=const ➔

T=const	изотерма	PV=const	закон Бойля-Мариотта
p=const	изобара	V/T=const	закон Гей-Люсака
V=const	изохора	p/T=const	закон Шарля

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.

Вернуться к оглавлению

Распределение в потенциальном поле.

— барометрическая формула.

— распределение Больцмана.

Термодинамика.

— первое начало термодинамики.

— работа газа.

— уравнение адиабаты.

Теплоемкость , удельная теплоемкость с=С/m.

Название	Опред.	Уравнение	A	Q	C
Изохора	V=const	Q=ΔU	0	NkΔT/(γ-1)	Nk/(γ-1)
Изобара	p=const	ΔU=Q+pΔV	pΔV	γpΔV/(γ-1)	γNk/(γ-1)
Изотерма	T=const	Q=A		A	∞
Адиабата	Q=const	ΔU=-A		0	0

Вернуться к оглавлению

Тепловой баланс.

Qотд=Qполуч

Q=cmΔT — теплота на нагрев (охлаждение)

Q=rm — Теплота парообразования (конденсации)

Q=λm — плавление (кристаллизация)

Q=qm — сгорание.

Тепловое расширение.

l=l0(1+αΔT) V=V0(1+βΔT)

Тепловые машины.

— коэффициент полезного действия

Гидростатика, гидродинамика.

Обозн.	Изм.	Смысл
p	Па	давление
V	м3	объем
m	кг	масса
σ	Н/м	коэффициент поверхностного натяжения
v	м/с	скорость жидкости
S	м2	площадь
ρ	кг/м3	плотность
h	м	высота столба жидкости.

, (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.

Вернуться к оглавлению

Электрические и электромагнитные явления.

Электростатика.

— закон Кулона.

, — напряженность электрического поля

— принцип суперпозиции полей.

— поток через площадку S.

— теорема Гаусса.

— теорема о циркуляции.

, — потенциал.

плоскость
сфера
шар
цилиндр (пустой)

, ,

— электроемкость уединенного проводника.

, , плоский конденсатор.

— электроемкость заряженного шара.

— электроемкость сферического конденсатора.

— батарея конденсаторов. p=qd — дипольный момент.

поляризованность диэлектрика.

P=жε0E где ж- диэлектрическая восприимчивость.

ε=1+ж ε- диэлектрическая проницаемость.

— теорема Гаусса для диэлектриков.

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,

Вернуться к оглавлению

Законы электролиза.

m=kq=kΔT — первый закон Фарадея.

— второй закон Фарадея.

Вернуться к оглавлению

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.

— сила взаимодействия двух проводников.

магнитный поток.

— энергия магнитного поля.

ЭДС индукции в замкнутом контуре.

ЭДС самоиндукции.

Вернуться к оглавлению

Колебания и волны. Оптика. Акустика.

Механические и электромагнитные колебания.

— уравнение гармонических колебаний.

,n.3

— полная энергия колеблющейся точки.

Вернуться к оглавлению

Система.	Период	Цикл. частота	Уравнение
Математический маятник.
Пружинный маятник.
Физический маятник.
Колебательный контур.

Сложение колебаний.

, при ω1=ω2

— период пульсации.

Затухающие колебания.

Переменный ток.

Z=ZR+ZL+ZC — полный импеданс цепи.

ZR=R, ZL=iΩL,

— модуль полного импеданса цепи.

, — действующие значения.

Упругие волны.

Скорость волны в газе: , в твердом теле:

уравнение плоской волны:

Отражение

Преломление

Δφ=0

lim αпад=arcsin(c2/c1)

Интерференция: ,

фазовая v и групповая u скорости: ,,

— эффект Доплера.

Электромагнитные волны.

— фазовая скорость

Отражение

Преломление

Δφ=0

lim αпад=arcsin(c2/c1)

Вернуться к оглавлению

Оптика

— разность хода.

— скорость света в среде

— закон преломления.

— формула линзы.

— увеличение линзы.

Вернуться к оглавлению

Квантовая физика и теория относительности.

— энергия фотона. h- постоянная Планка

— фотоэффект

— полная энергия.

Атомная физика.

— закон распада

Вернуться к оглавлению

Краткий справочник по физике.

Гридасов А.Ю. Новосибирск 1997г.
Файл содержит формулы из курса физики, которые будут полезны учащимся старших классов школ и младших курсов вузов. Все формулы изложены в компактном виде с небольшими комментариями. Файл также содержит полезные константы и прочую информацию.

Фундаментальные константы: Система единиц. Механика. Скорость и ускорение. Равномерное движение: при v = const Равнопеременное движение: Криволинейное движение.

Вращательное движение. Динамика и статика. Первый закон Ньютона: Второй закон Ньютона.

Третий закон Ньютона.

Основной закон динамики для неинерциальных систем отчета.

ma=ma0+Fинерц ,где а- ускорение в неинерциальной а0- в инерциальной системе отчета. Силы разной природы.

Скорость центра масс ; 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. — 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.

Потенциальная и кинетическая энергия. Мощность.

— работа силы F — мощность — кинетическая энергия — кинетическая энергия вращательного движения. — 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. T=const

изотерма
PV=const

закон Бойля-Мариотта

p=const
изобара
V/T=const
закон Гей-Люсака

V=const
изохора
p/T=const
закон Шарля

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.

Физика 9 класс. Законы, правила, формулы

Кинематика

Динамика

Силы трения

Трение покоя
Максимальная сила трения покоя (F_тр)_max пропорциональна силе нормального давления (N) и зависит от характера взаимодействия соприкасающихся поверхностей тел, определяемого коэффициентом трения (μ)
(F_тр)_max=μ×N
СИ: Н
Трение скольжения
Сила трения скольжения (F_тр) пропорциональна силе давления (N), коэффициенту трения (μ) и направлена противоположно направлению движения тела.
F_тр=μ×N
СИ: Н
Коэффициент трения
Коэффициент трения (μ) вычисляют как отношение модулей силы трения (F_тр) и силы давления (N).
μ=F_тр/N
Движение тела под действием силы трения
1) Путь (l), пройденный движущимся телом под действием силы трения до полной остановки (тормозной путь), прямо пропорционален квадрату начальной скорости (v₀) и обратно пропорционален коэффициенту трения (μ): , (g — ускорение свободного падения).
2) Время (t) движения тела под действием силы трения до момента полной остановки (время торможения) прямо пропорционально начальной скорости (v₀) и обратно пропорционально коэффициенту трения (μ):
СИ: м, с

Движение тела под действием нескольких сил

Условие равновесия тела (как материальной точки).
Тело находится в равновесии (в покое или движется равномерно и прямолинейно), если сумма проекций всех сил (), действующих на тело, на любую ось (ОХ, ОY, O, …) равна нулю.
;
;

СИ: Н
Движение тела по наклонной плоскости
Ускорение тела, скользящего вниз по наклонной плоскости с углом наклона (α) и коэффициентом трения тела о плоскость (μ), не зависит от массы тела и равно: , (g — ускорение свободного падения)
СИ: м/с²
Движение связанных тел через неподвижный блок
Ускорение двух тел, массами m₁ и m₂, связанных нитью, перекинутой через неподвижный блок, равно:
, (g — ускорение свободного падения)
СИ: м/с²

Законы сохранения в механике

Импульс тела
Импульс тела () — векторная величина, равная произведению массы (m) тела на его скорость ().

СИ: (кг×м)/с
Импульс силы
Импульс силы ( — произведение силы на время t её действия) равен изменению импульса тела.

СИ: Н×с
Закон сохранения импульса
Геометрическая сумма импульсов тел (), составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

СИ: Н×с
Механическая работа силы
Работа (А) постоянной силы равна произведению модулей векторов силы () и перемещения () на косинус угла между этими векторами.

СИ: Дж
Теорема о кинетической энергии
Работа (А) силы (или равнодействующей сил) равна изменению кинетической энергии (E_k1 и E_k2) движущегося тела.
,
где m — масса тела, v₁, v₂ — начальная и конечная скорости тела
СИ: Дж
Потенциальная энергия поднятого тела
Потенциальная энергия (Е_П) тела, поднятого на некоторую высоту (h) над нулевым уровнем, равна работе (А) силы тяжести (m×g) при падении тела с этой высоты до нулевого уровня.
A=Е_П=m×g×h
СИ: Дж
Работа силы тяжести
Работа (А) силы тяжести (mg) не зависит от пути, пройденного телом, а определяется разностью высот (Δh=h₂-h₁) положения тела в конце и в начале пути и равна разности его потенциальных энергий (E_П2 и E_П1).
A=-(E_П2-E_П1)=-m×g×Δh
СИ: Дж
Потенциальная энергия деформированного тела
Потенциальная энергия (Е_П) деформированного тела (пружины) равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю.
Е_П = ,
где k — жесткость; х — деформация пружины.
СИ: Дж
Закон сохранения полной механической энергии
Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения или силами упругости, остается неизменной при любых движениях тел системы.
Е_К2+Е_П2=Е_К1+Е_П1=const
СИ: Дж

Движение жидкостей и газов по трубам

Закон Бернулли
Давление жидкости, текущей в трубе, больше в тех частях трубы, где скорость её движения меньше, и наоборот, в тех частях, где скорость больше, давление меньше.
,
где p₁, v₁, h₁ — давление, скорость и вертикальная координата жидкости в одном сечении трубы; p₂, v₂, h₂ — давление, скорость и вертикальная координата жидкости в другом сечении трубы;
ρ — плотность жидкости; g — ускорение свободного падения.
СИ: Па

Поделитесь с друзьями:

Решение задач по динамике с нуля

1. Читаем ВНИМАТЕЛЬНО условие задачи.
Под действием двух ВЗАИМНО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫХ сил, по модулю равных 3 Н и 4 Н, тело из состояния ПОКОЯ за 2 с переместилось на 20 м по направлению равнодействующей силы. Определить массу тела.
Обратим внимание так же на то что НЕ ДАНО, а именно ни чего не известно о ориентации в пространстве (нет указаний на вертикали или горизонтали), ни чего не известно что за силы действуют (т.е. мы НЕ ЗНАЕМ что это за силы – это какие-то безымянные силы) т.о. перед нами число абстрактная задача без привязки к какой-либо реальной ситуации!

Проанализируем условие на предмет того какие «темы работают». Так как речь о силовом воздействии то конечно – «Динамика» , так как известно время, начальная скорость и расстояние – работает так же «Кинематика»

Т.о. решение разбивается на два этапа

I) Работаем с динамикой;

II) Работаем с кинематикой;

ДИНАМИКА

I.1. Делаем рисунок и сразу показываем силы.

I.2. Определяемся с методом, который будем использовать.

В данном случае нам НЕ известно как направлено ускорение, и действует 2-е силы, следовательно будем использовать ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД.

I.3. Выполним построение – ГЕОМЕТРИЧЕСКИ сложим силы (например методом параллелограмма)

I. 4. Записываем Второй закон Ньютона в векторной форме.

I.5. . Выразим численное значение равнодействующей.

Из рисунка понятно что

т.е. равнодействующую можно найти по теореме Пифагора.

С учетом II закона Ньютона можем записать

(*)

Помним что нам нужно найти массу тела, следовательно нам не хватает ускорения тела. Найдем его из кинематики.

КИНЕМАТИКА

II.1. Известно расстояние пройденное телом (Δr = 20 м). Известна начальная скорость (V0 = 0), нужно найти ускорение – уравнение которое лучше всего «цепляет» имеющуюся информацию это уравнение перемещения

с учетом наших данных

Подставим это выражение в (*)

и выразим отсюда массу

Подставив численные значения, найдем что масса тела = 0.5 кг.

Модуль 03: Динамика — AP Physics 1 Online

Цели:

Понятия силы и чистой силы

Студент должен уметь (а) соотносить силу с движением и (б) объясните, что подразумевается под чистой или неуравновешенной силой.

Инерция и 1-й закон движения Ньютона

Студент должен уметь (а) сформулировать и объяснить закон Ньютона инерции (1-й закон движения) и, (b) описывают инерцию и ее отношение к массе.
Учащиеся должны уметь анализировать ситуации, в которых частица остается в покое, или движется с постоянной скоростью под действием нескольких сил.

2-й закон движения Ньютона

Студент должен уметь (а) сформулировать и объяснить закон Ньютона ускорения (2-й закон движения), (б) применить его к физическому ситуации и (c) различать вес и массу.

Учащиеся должны понимать взаимосвязь между силой, действующей на объект, и результирующим изменением скорости объекта, чтобы они могли:

Рассчитывать, для объекта, движущегося в одном измерении, изменение скорости, которое приводит к когда постоянная сила F действует в течение заданного интервала времени.
Определить, для объекта, движущегося в плоскости, вектор скорости которого испытывает указанное изменение за указанный интервал времени, средняя сила, которая действовали на объект.

Студенты должны понимать, как Второй закон Ньютона , F = ma , применяется к объекту, подверженному таким силам, как гравитация, натяжение струн или контактные силы, чтобы они могли:

Нарисовать колодец- маркированная диаграмма свободного тела, показывающая все действительные силы, действующие на объект.
Написать вниз по векторному уравнению, полученному в результате применения Второго закона Ньютона к объекту, и возьмите компоненты этого уравнения вдоль соответствующих топоры.

Студенты должны уметь анализировать ситуации в объект движется с заданным ускорением под действием одна или несколько сил, чтобы они могли определить величину и направление чистая сила или одна из сил, составляющих чистую силу, например, движение вверх или вниз с постоянным ускорением.

3-й закон движения Ньютона

Учащиеся должны уметь (а) сформулировать и объяснить закон движения Ньютона закон действия-противодействия (3-й закон движения), и (б) определить пары сил действие-противодействие.
Студенты должны понимать Третий закон Ньютона так что для данной системы они могут идентифицировать пары сил и объекты, на которые они действуют, и указывают величину и направление каждого сила.
Студенты должны уметь применять третий закон Ньютона при анализе силы контакта между двумя объектами, которые вместе ускоряются по горизонтали или вертикальной линией или между двумя скользящими поверхностями.
Студенты должны уметь решать задачи в котором применение законов Ньютона приводит к двум или трем совместные линейные уравнения, включающие неизвестные силы или ускорения.

Диаграммы свободного тела и поступательное равновесие

Студенты должны уметь (а) применять законы Ньютона в анализ различных ситуаций с использованием диаграмм свободного тела, и (б) понять концепцию поступательного равновесия.
Студенты должны знать, что напряжение постоянна в легкой струне, которая проходит через безмассовый шкив и должен уметь использовать этот факт при анализе движения системы два объекта, соединенных строкой.

Трение

Учащиеся должны уметь объяснять (а) причины трение, и (б) как трение описывается с помощью коэффициентов трение.
Учащиеся должны понимать значение коэффициента трения , чтобы они могли:

Записать соотношение между нормальными силами и силами трения на поверхности.
Проанализируйте ситуации, в которых объект движется по неровной наклонной плоскости или горизонтальной поверхности.
Проанализируйте, при каких обстоятельствах объект начнет скользить, или рассчитайте величину силы статического трения.

Учащиеся должны понимать влияние сил сопротивления на движение объекта, чтобы они могли:

Найти конечную скорость объекта, движущегося вертикально под действием замедляющей силы, зависящей от скорости.

Постоянное понимание 1.C:

Объекты и системы обладают свойствами инертной массы и гравитационной массы, которые, как экспериментально подтверждены, совпадают и удовлетворяют принципам сохранения.

Essential Knowledge 1.C.1:

Инерционная масса — это свойство объекта или системы, которое определяет, как изменяется его движение при взаимодействии с другими объектами или системами.

Цель обучения (1.C.1.1):
Учащийся может разработать эксперимент по сбору данных, чтобы определить взаимосвязь между чистой силой, действующей на объект, его инерционной массой и его ускорением.
[См. Научную практику 4.2]

Основные знания 1.C.3:

Объекты и системы обладают
свойствами инертной массы и гравитационной массы, которые экспериментально подтверждены как одинаковые и удовлетворяют принципам сохранения.

Цель обучения (1.C.3.1):
Учащийся может разработать план сбора данных для измерения гравитационной массы и измерения инертной массы, а также провести различие между двумя экспериментами.
[См. Научную практику 4.2]

Векторы силы

Устойчивое понимание 3.A:

Все силы обладают некоторыми общими характеристиками, если их рассматривать наблюдателями в инерциальных системах отсчета.

Essential Knowledge 3.A.2:

Силы описываются векторами.

Силы обнаруживаются по их влиянию на движение объекта.
Силы имеют зв. и направление .

Цель обучения (3.A.2.1): Нарисуйте и вычислите

Учащийся может представить силы на диаграммах или математически , используя соответствующим образом обозначенные векторы с величиной, направлением и единицами измерения во время анализа ситуации .

[См. Научную практику 1.1]

Силы заставляют вещи ускоряться

Существенные знания 3.A.3:

Сила , приложенная к объекту , всегда возникает из-за взаимодействия этого объекта с другим объектом.

Объект не может оказывать на себя силу.
Даже если объект находится в состоянии покоя, на него могут действовать силы со стороны других объектов.
Ускорение объекта, но не обязательно его скорость, всегда происходит в направлении результирующей силы, прикладываемой к объекту другими объектами.

Цель обучения (3.A.3.1):

Учащийся может анализировать сценарий и делать утверждения (развивать аргументы, обосновывать утверждения) о силах, действующих на объект другими объектами для различных типов сил или

составляющих сил.

[См. Научные практики 6.4 и 7.2]

Задача обучения (3.A.3.2):

Учащийся может оспорить утверждение о том, что объект может оказывать на себя силу.

[См. Научную практику 6.1]

Цель обучения (3.A.3.3):

Учащийся может описать силу как взаимодействие между двумя объектами и идентифицировать оба объекта для любой силы.

[См. Научную практику 1.4]

Третий закон движения Ньютона

Основные знания 3.A.4:

Если один объект оказывает силу на второй объект, второй объект всегда оказывает силу равной величины на первом объекте в обратном направлении

Цель обучения (3.A.4.1):

Учащийся может построить объяснения физических ситуаций, связанных с взаимодействием тел, используя третий закон Ньютона и представление пар сил действие-противодействие.

[См. Научные практики 1.4 и 6.2]

Цель обучения (3.A.4.2):

Учащийся может использовать третий закон Ньютона для заявлений и предсказаний о парах действие-реакция сил при взаимодействии двух объектов.

[См. Научные практики 6.4 и 7.2]

Цель обучения (3.A.4.3):

Учащийся может анализировать ситуации , связанные с взаимодействием между несколькими объектами , используя диаграммы свободного тела , которые включают приложение третьего закона Ньютона для определения сил.

[См. Научную практику 1.4]

Второй закон движения Ньютона

Устойчивое понимание 3.B:

Классически ускорение объекта, взаимодействующего с другими объектами, можно предсказать, используя ΣF = ma .

Essential Knowledge 3.B.1:

Если интересующий объект взаимодействует с несколькими другими объектами, чистая сила является векторной суммой отдельных сил.

Цель обучения (3. B.1.1):

Учащийся может предсказывать движение объекта с учетом сил, действующих со стороны нескольких объектов, используя второй закон Ньютона в различных физических ситуациях с ускорением в одно измерение.

[См. Научную практику 6.4 и 7.2]

Цель обучения (3.B.1.2):

Учащийся может разработать план сбора и анализа данных для движения (статического, постоянного или ускоряющегося) на основе измерений силы и переноса. провести анализ, чтобы определить взаимосвязь между чистой силой и векторной суммой отдельных сил.

[См. Научные практики 4.2 и 5.1]

Задача обучения (3.B.1.3):

Учащийся может переформулировать представление диаграммы свободного тела в математическое представление и решить математическую представление для ускорения объекта.

[См. Научные практики 1.5 и 2.2]

Диаграммы свободного тела

Основные знания 3.B.2: Диаграммы свободного тела — полезные инструменты для визуализации сил, действующих на один объект, и написания уравнений которые представляют физическую ситуацию.

Объект можно нарисовать так, как если бы он был извлечен из его среды, и взаимодействия с ней идентифицированы.
Сила, действующая на объект, может быть представлена в виде стрелки, длина которой представляет величину силы, а направление показывает направление силы.
Система координат с одной осью, параллельной направлению ускорения, упрощает переход от диаграммы свободного тела к алгебраическому представлению.

Цель обучения (3.B.2.1):

Учащийся может создавать и использовать диаграммы свободного тела для анализа физических ситуаций для решения задач с движением качественно и количественно .

[См. Научную практику 1.1, 1.4 и 2.2]

Откуда берутся силы?

Постоянное понимание 3.C:

На макроскопическом уровне силы можно разделить на дальнодействующие (действие на расстоянии) силы или силы контакта .

Essential Knowledge 3. C.4:

Контактные силы возникают в результате взаимодействия одного объекта, касающегося другого объекта, и возникают из межатомных электрических сил . Эти силы включают натяжение, трение, нормальные, пружинные (Физика 1) и плавучие (Физика 2).

Цель обучения (3.C.4.1):

Учащийся может делать утверждения о различных контактах сил между объектами на основе микроскопической причины этих сил.

[См. Научную практику 6.1]

Цель обучения (3.C.4.2):

Учащийся может объяснить силы контакта (натяжение, трение, нормальное давление, пружина), возникающие из-за межатомных электрических сил и что они поэтому есть определенные направления.

[См. Научную практику 6.2]

Фундаментальные силы

Постоянное понимание 3.G:

Определенные типы сил считаются фундаментальными.

Essential Knowledge 3.G.1:

Гравитационные силы действуют во всех масштабах и преобладают на самых больших масштабах расстояний и масс.

Цель обучения (3.G.1.1):

Учащийся может сформулировать ситуации , когда сила тяжести является доминирующей силой, а электромагнитные, слабые и сильные силы можно игнорировать.

[См. Научную практику 7.1]

Центр масс

Постоянное понимание 4.A:

Ускорение центра масс системы связано с чистой силой, действующей на систему, где ΣF = ma .

Границы:

Physics 1 не включает вычислений центров масс; уравнение не предоставляется до Физики 2. Однако, не выполняя вычислений, студенты Физики 1, как ожидается, смогут определить центр масс высокосимметричных распределений масс, таких как однородный стержень или куб с однородной плотностью, или две сферы равная масса.

Essential Knowledge 4.A.1:

Линейное движение системы можно описать с помощью смещения, скорости и ускорения ее центра масс.

Цель обучения (4.A.1.1):

Учащийся может использовать представления центра масс изолированной двухобъектной системы для качественного и полуколичественного анализа движения системы.

[См. Научные практики 1.2, 1.4, 2.3 и 6.4]

Основные знания 4.A.2:

Ускорение равно скорости изменения скорости во времени, а скорость равна скорости изменения положения во времени.

Ускорение центра масс системы прямо пропорционально чистой силе, прилагаемой к нему всеми объектами, взаимодействующими с системой, и обратно пропорционально массе системы.
Сила и ускорение являются векторами с ускорением в том же направлении, что и результирующая сила.

Цель обучения (4.A.2.1):

Учащийся может делать прогнозы о движении системы, основываясь на том факте, что ускорение равно изменению скорости в единицу времени, а скорость равна изменению положения на единицу. время.

[См. Научная практика 6.4]

Цель обучения (4.A.2.2):

Учащийся может оценить, используя данные , были ли задействованы все силы в системе или все части системы идентифицированы.

[См. Научную практику 5.3]

Цель обучения (4. A.2.3):

Учащийся может создавать математические модели и анализировать графические взаимосвязи для ускорения, скорости и положения центра масс системы и используйте их для вычисления

свойств движения центра масс системы.

[См. Научные практики 1.4 и 2.2]

Кинематические уравнения

Основные знания 4.A.3:

Силы, которые системы оказывают друг на друга, возникают из-за взаимодействия между объектами в системах. Если взаимодействующие объекты являются частями одной и той же системы, скорость центра масс этой системы не изменится.

Цель обучения (4.A.3.1):

Учащийся может применить второй закон Ньютона к системам, чтобы вычислить изменение скорости центра масс при воздействии на систему внешней силы .

[См. Научную практику 2.2]

Цель обучения (4.A.3.2):

Учащийся может использовать визуальные или математические представления сил между объектами в системе, чтобы предсказать, произойдет ли изменение в центре. массовая скорость этой системы.

[См. Научную практику 1.4]

Каждая таблица в таблице уравнений AP Physics 1, с пояснениями

Отличительной особенностью экзамена AP Physics 1 является то, что экзаменуемых имеют доступ к таблице уравнений и формул, которые можно использовать во время экзамена (который часто называют «таблицей уравнений AP Physics 1»).

Но справочные таблицы AP Physics 1 содержат много информации! Если вы еще не знакомы с таблицей формул до сдачи экзамена, вы можете потратить драгоценное время, пытаясь ориентироваться в различных уравнениях и помнить, когда и как их использовать.

Чтобы помочь вам, мы разработали таблицу уравнений PrepScholar Physics 1. Этот лист содержит все уравнения, которые вы увидите на фактическом листе формул AP Physics 1 , плюс дополнительных пояснения, которые помогут вам использовать его в качестве учебного пособия.

В оставшейся части этой статьи, , мы дадим вам подробное объяснение каждой таблицы с информацией, содержащейся в таблице формул AP Physics 1, и объясним, как ее можно использовать на экзамене . Мы также дадим вам три совета по использованию листа формул на экзамене и три совета по использованию листа формул при подготовке к экзамену.

2021 AP Test Changes из-за COVID-19

Из-за продолжающейся пандемии коронавируса COVID-19 тесты AP теперь будут проводиться в течение трех разных сессий с мая по июнь. Даты ваших экзаменов, а также то, будут ли они проводиться онлайн или в бумажном виде, будут зависеть от вашей школы. Чтобы узнать больше о том, как все это будет работать, а также получить последнюю информацию о датах тестирования, онлайн-обзоре AP и о том, что эти изменения значат для вас, обязательно ознакомьтесь с нашей статьей часто задаваемых вопросов о AP COVID-19 на 2021 год.

Что вы увидите на экзамене AP 1 по физике? Вопросы по электричеству!

Экзамен AP Physics 1

Экзамен AP Physics 1 — это экзамен по алгебре, который оценивает понимание экзаменуемыми кинематики, динамики, кругового движения и гравитации, энергии, импульса, простого гармонического движения, крутящего момента и вращательного движения, электрического заряда. электрическая сила, цепи постоянного тока, механические волны и звук. По сути, экзамен AP Physics 1 проверяет ваше понимание основ классической механики!

Этот экзамен AP длится три часа и включает 50 вопросов с несколькими вариантами ответов и пять вопросов с бесплатными ответами , причем каждый раздел дает 50% общей оценки экзамена. Раздел с множественным выбором длится 90 минут, и 50 вопросов в этой части теста разделены на два подраздела. Вот как они ломаются:

Раздел	Количество вопросов
1A	45 вопросов с несколькими вариантами ответов
1Б	5 вопросов с несколькими вариантами ответов

Пять вопросов с бесплатными ответами длятся 90 минут, а тема каждого отдельного вопроса с бесплатными ответами следующая:

Номер вопроса	Вопрос Тема / Формат
Вопрос 1	Опытный образец
Вопрос 2	Качественный / количественный перевод
Вопрос 3	Аргумент абзаца / короткий ответ
Вопрос 4	Краткий ответ
Вопрос 5	Краткий ответ

Таблица с уравнениями AP Physics 1 будет включена в вашу экзаменационную брошюру в день экзамена, и вы сможете использовать ее для справки в течение всего экзаменационного периода .

Поскольку нужно так много охватить, мы составили специальную версию таблицы формул PrepScholar. Он содержит всю информацию, которую вы увидите в исходной таблице уравнений, а также пояснения к каждому уравнению. Мы будем использовать эту таблицу с уравнениями в остальной части документа, поэтому обязательно загрузите ее сейчас.

Далее мы более подробно рассмотрим каждую таблицу с информацией, представленной на листе формул AP Physics 1.

Это официальный лист формул AP Physics 1, который вы получите в день тестирования.

Таблица формул AP Physics 1 с объяснением

Таблица формул AP Physics 1 является ключевым ресурсом для ответов на вопросы этого экзамена по алгебре. Копия таблицы уравнений будет предоставлена в вашем экзаменационном буклете во время экзамена (вы не можете приносить свои копии в экзаменационную комнату), , и она включает общие уравнения, которые рассматриваются на протяжении всего курса AP Physics 1.

Если вы еще этого не сделали, убедитесь, что вы загрузили таблицу формул PrepScholar, которую вы можете использовать в качестве учебного пособия. В день экзамена вам выдадут чистую копию официального учебного листа, но мы рекомендуем вам распечатать копию, которую вы можете пометить и использовать во время учебы!

Таблица уравнений AP Physics 1 построена в виде таблиц на основе следующих типов информации:

Константы и коэффициенты пересчета (страница 1)
Условные обозначения (стр.1)
Префиксы (страница 1)
Значения тригонометрических функций для общих углов (страница 1)
Уравнения, обычно используемые в физике для механики, электричества, волн, геометрии и тригонометрии (страница 2)

Лист уравнений предназначен для того, чтобы помочь вам быстро вспомнить константы, коэффициенты преобразования, символы, префиксы, значения и уравнения, которые могут вам понадобиться для решения задач во время экзамена. Важно помнить, что каждое уравнение, которое вы используете из таблицы уравнений, должно сопровождаться пояснениями и логическим развитием в ваших ответах на экзамене. Это означает, что вам нужно действительно понимать формулы и то, как их использовать, если вы хотите преуспеть в тесте AP Physics 1!

Как использовать формулы на листе уравнений AP Physics 1

Чтобы помочь вам ознакомиться с тем, как использовать лист уравнений AP Physics 1, мы разберем, как использовать следующие области таблицы уравнений по отдельности. В частности, мы рассмотрим следующие темы:

Константы и коэффициенты пересчета
Префиксы и обозначения единиц
Значения тригонометрических функций
Уравнения механики, электричества, волн, геометрии и тригонометрии.

Давайте взглянем на основные разделы таблицы уравнений физики 1.

Константы и коэффициенты пересчета

Константы и коэффициенты пересчета отображаются вверху первой страницы таблицы уравнений, которую вы будете использовать на экзамене AP Physics 1. Это фиксированные значения, которые вам необходимо знать и использовать в формулах и уравнениях на экзамене.

Константы и коэффициенты преобразования, представленные в информационном листе AP Physics 1, включают массу протона, массу нейтрона, массу электрона, скорость света, величину заряда электрона, постоянную закона Кулона, универсальную гравитационную постоянную и ускорение свободного падения на поверхности Земли.

Итак, как вы будете использовать эти коэффициенты пересчета в день экзамена? Константы и коэффициенты преобразования могут использоваться на экзамене для преобразования одной единицы в другую с помощью умножения или деления. Это изменит единицы измерения без изменения значения этого измерения. Коэффициенты преобразования, указанные в таблице уравнений, можно использовать для преобразования длины, массы, времени, энергии, температуры, частоты, силы, мощности, заряда и сопротивления.

Условные обозначения, префиксы и значения тригонометрических функций

Таблицы символов единиц и префиксов могут быть объединены для выражения значений на экзамене AP Physics 1 Exam . Таблица префиксов содержит научную нотацию или коэффициент данного префикса, префикса и соответствующего символа.

Звучит запутанно, но мы имеем в виду вот что. Например, в таблице указан префикс «тера», правильный коэффициент 10 ¹² и правильный символ «Т». Точно так же таблица символов единиц содержит название единицы и ее правильный символ , такой как «метр» и «м» или «кельвин» и «K».

Префиксы, включенные в информационный лист, используются при работе с очень большими или маленькими частями в вопросах экзамена .Префиксы указывают на конкретную степень десяти и обычно используются для выражения измерений в сочетании с основным словом из таблицы символов единиц (например, киловатт, мегаджоули и т. Д.). Эта часть таблицы поможет вам лучше понять вопросы экзамена, а также поможет вам перепроверить, чтобы убедиться, что вы используете правильные единицы в своих ответах на вопросы бесплатного ответа.

Наконец, значения тригонометрических функций будут иметь решающее значение, когда вы используете геометрические и тригонометрические уравнения для вычисления значений углов прямоугольного треугольника . В этой таблице представлены значения наиболее распространенных углов (sin, cos, tan) в различных градусах вплоть до угла 90 градусов. Вы должны понимать это, чтобы делать такие вещи, как анализ векторов!

Одна из самых важных частей вашего заявления в колледж — это то, какие уроки вы выбираете в старшей школе (в сочетании с тем, насколько хорошо вы успеваете в этих классах). Наша команда экспертов по поступлению в PrepScholar объединила свои знания в это единственное руководство по планированию вашего расписания занятий в средней школе. Мы посоветуем вам, как сбалансировать свое расписание между обычными курсами и курсами с отличием / AP / IB, как выбрать дополнительные занятия и какие классы вы не можете себе позволить не посещать.

Уравнения

Вторая страница листа формул AP Physics 1, предоставленного на экзамен, включает список общих уравнений, которые вам могут понадобиться на экзамене. Уравнения разделены на четыре раздела в зависимости от типа: механика, электричество, волны, геометрия и тригонометрия.

Ниже мы объясним, какие типы задач помогут вам решить уравнения, включенные в каждый раздел таблицы уравнений.

Стол механики

Уравнения в таблице «Механика» можно использовать для расчета, описания, анализа, выражения, объяснения и составления заявлений и прогнозов относительно следующего на экзамене AP Physics 1:

Ускорение, включая радиальное ускорение, тангенциальное ускорение и ускорение объекта, взаимодействующего с другими объектами
Движение, включая линейное движение, угловое движение и движение отдельных объектов и двухобъектных систем
Сила (-а), включая силы контакта между объектами, такие как натяжение, трение, нормальное, плавучее и пружинное,
Гравитационная сила, включая гравитационную силу, которую два объекта оказывают друг на друга
Сила тяжести в различных контекстах
Изменение кинетической энергии, вычисление полной энергии системы, прогнозирование изменений общей энергии системы, вычисление внутренней потенциальной энергии, вычисление мощности
Импульс, угловой момент, величина углового момента, изменение углового момента
Момент

Электроэнергетический стол

Уравнения в гораздо более короткой таблице электричества листа уравнений можно использовать для расчета и описания следующего на экзамене AP:

Величина электрического поля
Сохранение электрического заряда
Удельное сопротивление вещества
Сохранение электрического заряда в электрических цепях

Волновая таблица

В таблице формул AP Physics 1 есть одно уравнение, относящееся к волнам; это уравнение можно использовать для вычисления длины волны периодической волны.

Таблица геометрических и тригонометрических уравнений

Наконец, последний раздел таблицы уравнений содержит геометрические и тригонометрические уравнения, которые можно использовать для решения следующих задач:

Площадь прямоугольника
Площадь треугольника
Площадь и длина окружности
Объем прямоугольного сплошного
Объем и площадь цилиндра
Объем и площадь поверхности сферы
Значение углов прямоугольного треугольника

Поскольку в справочных таблицах AP Physics 1 содержится так много формул и уравнений, перед экзаменом стоит потратить некоторое время на их освоение. Мы поговорим о лучших способах ознакомления с содержанием таблицы уравнений ниже.

3 совета по использованию таблицы формул AP Physics 1 в качестве учебного пособия

Поскольку справочные таблицы AP Physics 1 будут доступны вам во время самого экзамена, вы можете заранее воспользоваться этим ресурсом, используя его для подготовки к экзамену. Ознакомьтесь с нашими тремя советами по обучению с таблицей формул AP Physics 1 ниже!

Учебный совет 1. Делайте карточки с уравнениями

Практически гарантировано, что уравнения, приведенные в таблице формул AP Physics 1, появятся на экзамене. Хотя эти уравнения будут у вас под рукой во время сдачи экзамена, вы не захотите тратить драгоценное время экзамена на их расшифровку.

На листе уравнений есть ключ символа, который поможет вам расшифровать то, что обозначает каждый символ в данном уравнении, но у вас будет больше времени, чтобы точно ответить на вопросы экзамена, если вы не должны использовать эту часть экзаменационного листа на протяжении всего экзамена.

Вместо для подготовки к экзамену используйте лист уравнений AP Physics 1 для создания карточек, которые помогут вам запомнить уравнения. Чтобы использовать лист уравнений в ваших интересах во время учебы, на каждой вашей карточке должно быть уравнение из листа уравнений на одной стороне и ключ, который разбивает каждую переменную в уравнении на противоположной стороне. Если вы уже знаете, что означает « v », « K » или «U» в каждом уравнении на экзамене, вам не придется тратить время на использование таблицы уравнений для разбивки каждой переменной. в уравнении, которое нужно использовать для решения проблемы.

Ищете помощь в подготовке к экзамену AP?

Наши индивидуальные онлайн-услуги по обучению AP могут помочь вам подготовиться к экзаменам AP. Найдите лучшего репетитора, получившего высокие баллы на экзамене, на который вы готовитесь!

Учебный совет 2: пройдите практический тест

Вероятно, лучший способ понять, как лучше всего использовать таблицу формул AP Physics 1 на реальном экзамене, — это пройти практический тест — или, по крайней мере, выполнить серию практических вопросов — используя лист в качестве ресурса.

Несмотря на то, что доступных практических экзаменов AP Physics 1 не так много, на CrackAP есть неофициальный. Вы также можете проработать FRQ с прошлых экзаменов, которые вы можете найти на веб-сайте College Board.

По мере практики, подумайте о том, чтобы отметить, когда вам больше всего нужно ссылаться на таблицу с уравнениями, а затем потратьте дополнительное время на изучение имеющихся у вас заметок или карточек , относящихся к этим областям. Это поможет вам определить свои слабые стороны и укрепить их перед сдачей экзамена AP.

Учебный совет 3. Запомните раскладку

Если вы пришли на экзамен и еще не знакомы с макетом листа с уравнениями и с тем, какие уравнения включены, а какие нет, будет довольно сложно использовать лист в своих интересах во время экзамена.

Потратив некоторое время на то, чтобы запомнить, какая информация находится на листе с уравнениями, и , имея общее представление о том, какие уравнения и информация включены в таблицу, помогут вам точно узнать, когда вы можете обратиться к листу с уравнениями для получения информации или напоминаний, поскольку вы сдаете экзамен . Запоминание информационного листа поможет вам работать более эффективно и организованно при сдаче экзамена AP Physics 1.

Как мы уже сказали, лучше всего использовать таблицу уравнений AP Physics 1, чтобы помочь вам выучить важные уравнения, которые вам нужно знать в день теста. Но на всякий случай, если вы этого не сделали, вот наши лучшие советы по использованию листа на реальном экзамене.

3 совета по использованию таблицы уравнений AP Physics 1 в день экзамена

Поскольку вам разрешено использовать PDF-файл CollegeBoard с листом формул AP Physics в день экзамена, вы должны быть уверены, что знаете , как использовать лист в своих интересах, пока вы фактически сдаете экзамен.Прочтите наши три совета по использованию таблицы формул AP Physics в день экзамена!

Совет 1. Экономьте время

Поскольку экзамен AP Physics 1 рассчитан по времени, вам действительно не нужно тратить больше времени, чем это абсолютно необходимо, на попытки запомнить значения, формулы и уравнения во время экзамена. Если вы застряли и просто не можете вспомнить значение или часть уравнения, которые имеют решающее значение для ответа на вопрос, быстрое переключение на лист с уравнениями может помочь пробудить вашу память.

Совет 2. Быстрое преобразование

Константы и коэффициенты преобразования, которые обычно используются в физических задачах, немного сложны. Обычно они включают несколько десятичных знаков, показателей степени и других символов, которые может быть трудно запомнить перед экзаменом. Таблица уравнений поможет быстро выполнить преобразование и запомнить правильные выражения для общих констант при решении задач теста.

Совет 3. Проверьте свою работу

При ответе на вопросы экзамена AP Physics 1 внимание к деталям имеет решающее значение.Но это может быть трудным при тестировании по времени, и, вероятно, проще случайно забыть включить символ, показатель степени или обозначение, чем вы думаете. Выделив несколько минут на проверку своей работы с помощью таблицы уравнений во время экзамена, вы сможете внести исправления и убедиться, что вы правильно написали формулы и уравнения, особенно в вопросах с бесплатными ответами.

Что дальше?

В этой статье рассматривается таблица уравнений физики 1, но знаете ли вы, что вы можете пройти два других курса физики AP, пока вы учитесь в средней школе ? Узнайте об AP Physics 1, 2 и C и о различиях между ними.

Если вам нужны ресурсы для курсов IB Physics, у нас тоже есть эти . Вот экспертное руководство по программе IB Physics. Мы также составили список лучших учебных материалов для Physics SL и HL.

Вам может быть интересно, насколько на самом деле сложна AP Physics 1. Чтобы получить ответ, ознакомьтесь с этой статьей, которая поможет вам выяснить, какие классы AP наиболее трудны для вас.

Хотите улучшить свой результат SAT на 160 баллов или ваш результат ACT на 4 балла? Мы написали руководство для каждого теста о 5 лучших стратегиях, которые вы должны использовать, чтобы улучшить свой результат.Скачать бесплатно сейчас:

Уравнения физики MCAT, которые вы должны знать в 2021 году

Сколько физики в MCAT?

Вам может быть интересно, сколько физики вы увидите на MCAT? Ваши знания физики будут задействованы в первом разделе MCAT: Химические и физические основы биологических систем. Согласно AAMC, вы можете ожидать, что примерно 25% вопросов в этом разделе будут касаться вводной физики.

Сколько вводной физики входит в MCAT?

Что мы подразумеваем под вводной физикой? Вы не будете использовать слишком сложные уравнения физики в этом разделе MCAT, скорее, вам нужно будет уметь применять концепции физики из своего двухсеместрового вводного курса университетской физики, чтобы продемонстрировать широкое понимание динамики в живых системах. . Вы можете ожидать увидеть связанные с физикой вопросы, основанные на отрывках, а также несколько отдельных отдельных вопросов по физике.Когда начинать подготовку к экзамену MCAT, отчасти будет зависеть от того, сколько знаний вы усвоили на вводных курсах физики.

AAMC определил ваше понимание того, как сложные живые организмы транспортируют материалы, воспринимают окружающую среду, обрабатывают сигналы и реагируют на изменения — с точки зрения физических принципов — в качестве фундаментальной концепции MCAT. Примерно 40% раздела химии и физики будут сосредоточены на этой фундаментальной концепции и будут включать следующие категории контента, связанные с физикой:

4A — Поступательное движение, силы, работа, энергия и равновесие в живых системах

4B — Важность жидкостей для циркуляции крови, движения газов и газообмена

4C — Электрохимия и электрические цепи и их элементы

4D — Как свет и звук взаимодействуют с материей

4E — Атомы, распад ядер, электронная структура и химическое поведение атомов

Более подробно изучите категории контента в MCAT с помощью руководства AAMC «Что входит в экзамен MCAT?»

Основные физические уравнения для MCAT

Есть много физических уравнений, но какие из них вам действительно нужно знать для MCAT? Продолжайте читать, чтобы ознакомиться с каждым физическим уравнением, которое рекомендует вам знать AAMC, с разбивкой по категориям контента:

4A — Поступательное движение, силы, работа, энергия и равновесие в живых системах

Эта категория контента посвящена движение и его причины, а также различные формы энергии и их взаимопревращения.

1. Второй закон Ньютона: F = ma

Это уравнение является вторым законом Ньютона, который гласит, что результирующая сила (F), действующая на объект, пропорциональна его массе (m) и ускорению (a).

2. Работа с постоянной силой: W = Fd cosθ

Это уравнение описывает принцип рабочей энергии или работу (W), совершаемую постоянной силой (F) над объектом, который движется в определенном направлении. . В этом уравнении d — это расстояние, на которое объект перемещается, когда на него действует сила, а тета-косинус (cosθ) — это угол между силой и смещенным объектом.

3. Теорема о кинетической энергии работы: Wnet = ΔKE

Эта теорема утверждает, что сетевая работа (Wnet) в системе равна изменению кинетической энергии (ΔKE) движущегося объекта, частицы или системы объекты движутся вместе.

4. Кинетическая энергия: KE = ½ мв ²

Кинетическая энергия (KE) — это форма энергии, связанная с движением объекта. Эта энергия связана с определенной массой (m), движущейся с определенной скоростью (v).Кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости (v ²).

5. Потенциальная энергия: PE = mgh

Это уравнение описывает гравитационную потенциальную энергию (PE), которая зависит от положения объекта. Чтобы использовать это уравнение, вам потребуются масса объекта (м), ускорение свободного падения (g), которое составляет 9,8 м / с ² у поверхности Земли, и высота объекта в метрах (ч). .

6. Потенциальная энергия: PE = ½kx ²

Сила упругости — это сила, возникающая в результате растяжения или сжатия объекта, например пружины.В этом уравнении потенциальной энергии (PE) k — жесткость пружины, а x — расстояние, на которое пружина растягивается. Жесткость пружины связана с ее жесткостью.

4B — Важность жидкостей для циркуляции крови, движения газов и газообмена

В этой категории контента основное внимание уделяется поведению жидкостей, поскольку оно имеет отношение к функционированию легочной и кровеносной систем.

1. Закон Паскаля о гидростатическом давлении: P = ρgh

Этот закон применяется к статическим жидкостям и связывает давление с глубиной.Давление в жидкости на заданной глубине называется гидростатическим давлением, и это давление увеличивается по мере увеличения глубины под поверхностью. В этом уравнении P — гидростатическое давление, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения (9,8 м / с ²), а h — глубина / высота жидкости в метрах.

2. Уравнение непрерывности: A ∙ v = constant

Непрерывность потока — фундаментальный принцип жидкостей. Поскольку масса в жидкой системе сохраняется, непрерывность потока также существует.В этом уравнении A — площадь поперечного сечения потока, а v — скорость. Если площадь поперечного сечения в жидкостной системе изменится, скорость изменится обратно пропорционально, чтобы сохранить непрерывность.

3. Уравнение Бернулли: P + ½ρv ² + ρgh = constant

Это уравнение позволяет анализировать жидкость, когда она движется через трубку, и связывает скорость жидкости с ее давлением. Для горизонтальной трубы с изменяющимся диаметром области, где жидкость движется быстро, будут находиться под меньшим давлением, чем области, где жидкость движется медленно.Уравнение Бернулли применяет принципы сохранения энергии к текущей жидкости. В этом уравнении P — гидростатическое давление, ρ — плотность жидкости, v — скорость, g — ускорение свободного падения (9,8 м / с ²) и h — высота жидкости в метрах.

4. Закон идеального газа: PV = nRT

Закон идеального газа описывает поведение идеального газа и объединяет идеи, найденные в различных других газовых законах. В этом уравнении P — давление газа, V — объем в литрах, n — количество газа в молях, R — универсальная газовая постоянная, а T — температура в Кельвинах.Значение R будет зависеть от единиц, которые вы используете в этом уравнении.

5. Закон Бойля: PV = константа, P ₁ V ₁ = P ₂ V ₂

Этот газовый закон утверждает, что давление (P) газа обратно пропорционально его объему. (V) при постоянной температуре. Закон Бойля позволяет рассчитать, как будет изменяться объем газа при изменении оказываемого на него давления, и наоборот.

6. Закон Чарльза: V / T = константа, V ₁ / T ₁ = V ₂ / T ₂

Этот газовый закон гласит, что объем (V) газа равен напрямую связана с его температурой (T) при постоянном давлении.Закон Чарльза позволяет рассчитать, как объем газа изменится при изменении его температуры, и наоборот.

7. Закон Авогадро: V / n = константа, V ₁ / n ₁ = V ₂ / n ₂

Этот газовый закон связывает объем газа с числом молей. внутри газа. Объем (V) газа напрямую зависит от количества молей (n) в нем. При постоянной температуре и давлении большее количество молей будет занимать больший объем.Закон Авогадро позволяет рассчитать, как будет изменяться объем газа при изменении количества молей, и наоборот.

8. Закон Дальтона парциальных давлений: P _Итого = P ₁ + P ₂…

Закон Дальтона гласит, что полное давление (P _Итого), оказываемое газовой смесью, является суммой отдельных давлений (P ₁, P ₂ и т. д.), оказываемых каждым газом в смеси.

4C — Электрохимия, электрические цепи и их элементы

В этой категории содержания подчеркивается природа электрических токов и напряжений, то, как энергия может быть преобразована в электрические формы, которые могут использоваться для выполнения химических преобразований или работы.Кроме того, в эту категорию входит то, как электрические импульсы могут передаваться в нервной системе на большие расстояния.

1. Закон Кулона: F = k ∙ (q ₁ q ₂ / r ²)

Этот закон определяет силу между двумя электрически заряженными частицами. Электрическая сила (F) отталкивания или притяжения между частицами пропорциональна произведению зарядов (q) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (r ²). В этом уравнении k — постоянная Кулона.

2. Постоянный ток: I = ΔQ / Δt

Это уравнение позволяет рассчитать электрический ток (I) в цепи, когда электрический заряд (ΔQ) течет в течение времени Δt.

3. Закон Ома: I = V / R

Закон Ома связывает ток (I), протекающий по цепи, с напряжением (V) и сопротивлением (R). Сила тока равна напряжению, разделенному на сопротивление в омах.

4.Удельное сопротивление: ρ = R ∙ A / L

Это уравнение удельного сопротивления демонстрирует, что удельное сопротивление (ρ) материала, такого как проволока, равно сопротивлению (R) материала в омах, умноженному на его поперечное сечение. площадь (A) и деленная на ее длину (L).

4D — Как свет и звук взаимодействуют с материей

Эта категория контента фокусируется на свойствах света и звука, на том, как взаимодействие света и звука с материей может использоваться организмом для восприятия окружающей его среды и как эти взаимодействия также можно использовать для создания структурной информации или изображений.

1. Энергия фотона: E = hf

Энергия (E) фотона в электромагнитной волне напрямую связана с частотой волны (f). В этом уравнении h — постоянная Планка.

2. Закон Снеллиуса: n ₁ sinθ ₁ = n ₂ sinθ ₂

Закон Снеллиуса описывает изменение направления светового луча, когда он движется из среды с одним показателем преломления ( n ₁) на другую среду с другим показателем преломления (n ₂).Угол (sinθ ₁) падения на поверхность и угол (sinθ ₂) преломления измеряются относительно нормали к поверхности.

3. Уравнение линзы: 1 / f = 1 / p + 1 / q

Изгиб световых лучей через тонкую линзу резюмируется уравнением линзы. В этом уравнении f — фокусное расстояние линзы, p — расстояние от объекта до линзы, а q — расстояние от изображения до линзы. Вам нужно будет знать соглашения о знаках для этого уравнения или когда определенные значения будут положительными или отрицательными: для выпуклой линзы фокусное расстояние всегда будет положительным, для вогнутой линзы фокусное расстояние всегда будет отрицательным.

4E — Атомы, распад ядра, электронная структура и химическое поведение атома

В этой категории контента основное внимание уделяется субатомным частицам, атомному ядру, ядерному излучению, структуре атома и способам конфигурации любого конкретный атом можно использовать для предсказания его физических и химических свойств.

AAMC не ссылается на какие-либо конкретные физические уравнения, которые вам необходимо знать для этой последней категории содержания в разделе «Химические и физические основы биологических систем» MCAT.

Если вы чувствуете себя подавленным количеством физических уравнений, которые вам нужно знать для MCAT, обязательно ознакомьтесь с нашими полезными советами ниже. Чтобы посмотреть средние баллы и процентильные ранги для раздела химии и физики MCAT, загляните в наш блог Насколько сложен MCAT?

Хотите узнать о лучшем графике обучения MCAT? Посмотрите наше видео:

Советы по использованию физических уравнений во время MCAT

Совет № 1: Помните, что вам не нужно быть физическим гением, чтобы преуспеть в MCAT

Да, существует довольно много уравнения физики, которые вам нужно будет запомнить и досконально понять, как использовать для MCAT, но они являются лишь небольшой частью физических уравнений, существующих во Вселенной. Они также не являются самыми сложными из физических уравнений и обычно применимы к задачам, которые можно решить всего за несколько шагов. Вопросы по химии и физике MCAT будут вращаться вокруг простых физических уравнений и основополагающих концепций. Главное — понять, когда использовать эти уравнения и как использовать их быстро и уверенно. После запоминания каждого уравнения физики, которое вам необходимо знать, решение как можно большего количества практических задач MCAT по химии и физике поможет вам понять, как применять эти уравнения.Имейте в виду, что уравнения физики, которые вам понадобятся, просты: если вы решаете сложную многоэтапную задачу и уже потратили несколько минут на вычисления, вам необходимо пересмотреть свой подход.

Совет № 2: Остерегайтесь единиц

Мы все были там: вы потратили пять минут на длительные вычисления, и, взглянув на варианты ответа, ваше решение не входит в число возможных ответов. Вы начинаете паниковать и беспокоиться о том, что потратили впустую пять драгоценных минут и до сих пор не знаете ответа. Часто правильный ответ дает быстрое преобразование единиц измерения; или вы могли просто использовать неправильные единицы в вашем уравнении. Понимание того, как преобразовывать единицы измерения и обеспечение того, чтобы вы могли сделать это быстро без калькулятора, имеет важное значение для раздела химии и физики MCAT! Еще один совет: научитесь переупорядочивать уравнения для решения конкретной переменной, чтобы избежать ошибок в день тестирования.

Совет № 3: Примените свои знания физики

Концепции физики будут проверены в контексте живых систем.Поэтому типы вопросов, которые вы, возможно, видели на экзаменах по физике вводного уровня в колледже, скорее всего, не появятся в MCAT. Не будет никаких 30-минутных углубленных физических расчетов. Важно понимать, что вы будете применять фундаментальные концепции физики к человеческому телу, например, к отрывку о потоке жидкостей через аорту. Изучая концепции физики для MCAT, сосредоточьтесь на применении этих концепций физики к человеческому телу. Если вы не знаете, как концепция физики применима к живым системам, вам стоит это изучить.

Чтобы получить больше советов по MCAT, обязательно используйте наши вопросы по психологии и социологии MCAT, MCAT CARS и вопросы биологии MCAT и советы по биохимии, специально предназначенные для выполнения каждого раздела MCAT! Не забудьте ознакомиться с нашей надежной стратегией MCAT CARS!

Ознакомьтесь с кратким обзором:

Часто задаваемые вопросы

1. Какова длина раздела MCAT по химии и физике и в каком формате?

Секция химии и физики является первой из четырех секций MCAT.В этом разделе у вас будет 95 минут, чтобы ответить на 59 вопросов. Из этих 59 вопросов 44 основаны на отрывках. Вам будут представлены десять отрывков по химии и физике, и вам будет задано от четырех до семи вопросов на основе отрывков после каждого отрывка. Также будет 15 отдельных вопросов, разбросанных между отрывками. Заинтересованы в подробной разбивке того, как будет выделяться каждая минута в день тестирования? Загляните в наш блог «Как долго длится MCAT?»

2. Как я могу использовать диагностический экзамен, чтобы определить, сколько физики мне нужно изучать для MCAT?

Прежде чем вы сможете начать подготовку к экзамену MCAT, вам необходимо понять свой базовый уровень. Для этого нужно пройти полный диагностический тест MCAT. Цель состоит в том, чтобы точно понять, где вы стоите, когда приступаете к подготовке к MCAT. Для диагностики лучше всего использовать полный экзамен с веб-сайта AAMC. Убедитесь, что вы сдали практический экзамен за один присест в обстановке, имитирующей условия тестового дня.Изучая результаты диагностики, оцените свои сильные стороны и области, в которых необходимо улучшить. Как вы ответили на вопросы, связанные с физикой? Вы рисовали пробел, когда дело касалось определенных физических уравнений или областей содержания? Удалось ли вам связать свои знания физики с вопросами о живых организмах и системах организма? Будьте честны с самим собой в отношении вашего уровня комфорта с физикой MCAT, просматривая наш блог, который помогает вам определить общий вопрос «когда мне следует сдавать MCAT?». После установки целевой даты теста MCAT наметьте свои приготовления к MCAT с помощью нашего всеобъемлющего Руководство по расписанию обучения MCAT.

3. Какие методы запоминания физических уравнений мне понадобятся в день теста?

Изучая MCAT, вы можете обнаружить, что традиционные методы запоминания уравнений, такие как создание карточек, вам не подходят. Что еще можно попробовать? Вот несколько дополнительных методов, которые следует учитывать при подготовке к экзамену MCAT:

Запишите уравнение несколько раз на листе бумаги, пока вы не сможете произнести его вслух, не обращаясь к учебным материалам.
Попробуйте преобразовать уравнение в предложение, объясняющее то, что оно вам говорит.
Решите несколько практических задач, требующих использования уравнения.
Попробуйте сгруппировать несколько уравнений по темам, чтобы увидеть сходство между уравнениями, с которыми вы боретесь, и теми, с которыми вы уже справились.
Спросите друга, разработали ли они какие-нибудь запоминающиеся мнемонические устройства, чтобы запомнить уравнения физики, которые вам понадобятся для MCAT.

Помните, истинное понимание уравнения будет ключом к его запоминанию.Для любых уравнений, с которыми вы боретесь, углубитесь в каждую часть уравнения и поработайте, чтобы понять, как каждая часть работает вместе. Вы также можете попробовать вернуться к своим заметкам и просмотреть любые уравнения, относящиеся к основополагающим концепциям, которые вы узнали ранее. Пробелы в знаниях по темам, которые вы уже рассмотрели, могут ограничивать вашу способность изучать новые уравнения. Если вы действительно боретесь, вы можете обратиться к репетитору MCAT.

4. Могу ли я использовать калькулятор при решении физических уравнений на MCAT?

Вы не сможете использовать калькулятор в каких-либо разделах MCAT, а это значит, что вам важно не заполнять типовые вопросы или практиковаться на экзаменах MCAT с помощью калькулятора. Важно, чтобы вы настроились на успех, завершив подготовку к MCAT в условиях, имитирующих условия дня теста. Используйте месяцы, предшествующие сдаче MCAT, чтобы повысить свою эффективность при выполнении мысленных вычислений и математических вычислений вручную.

5. Нужно ли мне уметь рисовать бесплатные схемы тела для MCAT?

MCAT представляет собой тест с несколькими вариантами ответов и не содержит вопросов с бесплатными ответами, в которых будут проверяться ваши знания о том, как рисовать диаграммы.При этом базовые знания о том, как рисовать диаграммы свободного тела для расчета сил, безусловно, пригодятся при решении вопросов с несколькими вариантами ответов, связанных с физикой, поэтому не пренебрегайте этим навыком.

6. Достаточно ли AP Physics для решения связанных с физикой вопросов MCAT?

Ответ на этот вопрос, конечно, будет зависеть от того, насколько хорошо вы прошли курс AP Physics. AP Physics должна дать вам те же вводные знания физики, которые вы получили бы на вводном курсе физики в университете. Используйте свой диагностический экзамен, чтобы действительно оценить свой уровень комфорта с помощью физических уравнений и концепций физики на MCAT. Если у вас хороший базовый балл по химическому и физическому разделу MCAT, вы можете расширить свои знания AP Physics, убедившись, что вы по-прежнему знаете необходимые уравнения, и закрепляя ключевые концепции в процессе обучения. Скорее всего, вам все еще нужно будет исследовать, как концепции фундаментальной физики соотносятся с живыми системами, поскольку это, возможно, не было подчеркнуто в вашем курсе AP Physics.

7. Почему только эти уравнения указаны как важные? Разве мне не нужно знать больше?

Да, вам могут понадобиться другие, но вы можете легче вывести или вывести их на основе этих важных. Если вы не знаете этих важных, вы не сможете вывести или вывести другие.

8. Когда мне следует сдавать MCAT?

Обязательно сдайте экзамен, когда будете готовы. Обычно это означает, что вы постоянно набираете 90-й процентиль на своих практических экзаменах.

Заключение

Почему физика включена в MCAT? Физика — это лишь один из многих строительных блоков, которые вам понадобятся как студенту-медику, чтобы узнать о физиологических функциях дыхательной, сердечно-сосудистой и неврологической систем при здоровье и болезнях. Таким образом, секция химии и физики MCAT — это ваша возможность продемонстрировать свое понимание того, как концепции фундаментальной физики будут применяться к вашей будущей карьере в медицине. Ключевым моментом вашего успеха на MCAT будет начало изучения и истинного понимания каждого из физических уравнений, изложенных в этом блоге.

Для вашего успеха,

Ваши друзья в BeMo

BeMo Academic Consulting

Механика и общая физика

Механика и общая физика
E&M and Optics
Современная физика и квантовая механика

Законы Ньютона: движение точечной частицы

Формулы
Кинематика (1D) и описание траектории, трансформации кадров
Кинематика (движение снаряда)
Второй закон Ньютона (с заданной силой)
Второй закон Ньютона (с трением)
2-й закон Ньютона (с сопротивлением)
Равномерное круговое движение и центростремительное ускорение
Круговое движение (в постоянном гравитационном поле)
Законы сохранения (энергия и импульс)
Работа
Энергия
Движение в неинерциальной системе отсчета
Статическое и динамическое равновесие

Закон всемирного тяготения Ньютона

закон всемирного тяготения Ньютона, Закон Гаусса

Импульсные силы, столкновения, взаимодействующие объекты

Формулы
Взаимодействующие объекты, 2-я ньютоновская и 3-й закон, законы сохранения
Упругие столкновения
Неупругие столкновения
Ракеты
«Переменная масса» проблемы
Цепи и т. д.

Законы Ньютона: движение твердого тела

Формулы
Момент инерции и CM
Кинематика вращения
Законы движения Ньютона применяется к твердым телам
Сохранение углового момента
Работа и сохранение энергии
Импульсы (соединяющие линейные и вращательное движение)
Статическое равновесие
Упругие свойства твердые объекты

Уравнения Лагранжа и Гамильтона

Формулы
Стандартные лагранжевые задачи (связанные точечные массы)
Стандартные лагранжевые задачи (наклонные плоскости)
Стандартные лагранжевые задачи (колебания)
Стандартные лагранжевые задачи (другие проблемы)
Проблемы с гамильтонианом
Расширения лагранжиана и гамильтониана формализм
Множители Лагранжа

Колебания и волны

Формулы
Простые колебания
Управляемые и затухающие колебания
Связанные колебания (точечные массы и пружины)
Связанные колебания (маятник)
Связанные колебания (другие системы)
Механические волны

Движение в центральном потенциале

Формулы
Проблема Кеплера
Другие центральные потенциалы
Рассеяние (твердые сферы, центральные потенциалы)

Релятивистская кинематика и динамика

Формулы
Собственное время
Правильная длина
Преобразование Лоренца
Добавление скорости
Доплеровский сдвиг
Столкновения (с участием только массивных частиц)
Столкновения (включая безмассового партнера)
Распад (с участием только массивных партнеров)
Распад (включая безмассового партнера)
Релятивистская энергия и импульс
Сила

Общая физика

Формулы
Плавучесть (жидкости)
Плавучесть (газы)
Статические и текущие жидкости
Статистика Больцмана
Тепловое расширение и проводимость
Удельная и скрытая теплоемкость
Законы излучения
Закон идеального газа
Поверхность напряжение
Кинетическая теория
Первое начало термодинамики и идеал газовый закон
2-й закон термодинамики
Энтропия
Энтропия с участием идеальных газов
Анализ ошибок и математика

Динамика поступательного движения

Единицы СИ и физические константы

Поступательная динамика исследует поступательное движение объектов и имеет дело с эффектами, которые силы оказывают на движение

Вот (здесь все единицы):

м — масса объекта

— вектор скорости

— вектор линейного ускорения

— вектор импульса

— вектор силы

Общие формулы и определение

Определение массы: Масса, м, вещества или тела — это скалярная величина, которая определяет его инерционные и гравитационные свойства. Единица массы — килограмм, 1 кг , определяется эталоном массы как удельный платино-иридиевый цилиндр

Линейный импульс — вектор, заданный

Сила — это вектор , заданный

Результирующая сила или результирующая сила из н. сил, приложенных к объекту, определяется векторной суммой

Правило многоугольника для чистой силы для случая n = 3

Некоторые силы в механике

Сила тяжести

, где g — ускорение свободного падения

Сила трения

где:

коэффициент трения

Н — нормальная составляющая полной силы, действующей на объект с поверхности

Усилие пружины

где:

k жесткость пружины

x _o — длина нерастянутой пружины

x длины пружины, растянутой силой F

Законы движения Ньютона в инерциальных системах отсчета
Инерциальная система отсчета — это система отсчета, которая находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью, которая подчиняется Первому закону Ньютона
Первый закон Ньютона
Если тогда, то есть объект находится в равномерном движении или в состоянии покоя
Второй закон Ньютона:
— для общего случая
— для постоянной массы
Третий закон Ньютона
где: — сила на массу m ₁, приложенная массой m ₂, и — сила на массу m ₂, приложенная массой m ₁, как показано на диаграмме ниже
Закон сохранения количества движения
Полный импульс системы из n частиц определяется векторной суммой
где — импульс i -й частицы с массой и скоростью
.
Закон сохранения количества движения
Если, то
где — равнодействующая сила всех внешних сил, приложенных к системе частиц
Совершенно неупругое столкновение — это столкновение, после которого объекты движутся вместе как одно тело
Скорость после неупругого столкновения
Полностью упругое столкновение — это столкновение, при котором общая механическая энергия сохраняется при столкновении
Столкновение при однонаправленном движении:
Скорости объектов после столкновения:
где — коэффициент возмещения
Для полностью упругого столкновения
При полностью неупругом ударе
Теорема об импульсе-импульсе
Импульс силы
где — средняя сила, действующая на объект за промежуток времени, заданный интегралом
.
Теорема об импульсе-импульсе

где и — начальный и конечный импульсы объекта соответственно
Движение центра масс системы частиц
Вектор положения центра масс из n частиц:
где:
и — масса и радиус-вектор положения i -й частицы
— полная масса системы частиц
Вектор скорости центра масс
Второй закон Ньютона для движения центра масс
где — равнодействующая сила всех внешних сил, приложенных к системе частиц
Движение объекта переменной массы

Где:
м — текущая масса объекта
— текущая скорость объекта
— доверие (или реактивная сила)
— скорость выброшенной массы относительно объекта
Сила тяги
где — скорость изменения массы м
Уравнение движения объекта переменной массы
Текущая скорость объекта массой м из состояния покоя с исходной массой
Использование весенних уравнений — Физика средней школы
Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или больше ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту. Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.
Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.
Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.
Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:
Вы должны включить следующее:
Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам Varsity найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему утверждению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.
Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:
Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105
Или заполните форму ниже:
Уравнений движения для постоянного ускорения в одном измерении — College Physics
Мы могли бы знать, что чем больше ускорение, скажем, у автомобиля, удаляющегося от знака «Стоп», тем больше смещение за заданный промежуток времени. Но мы не разработали конкретное уравнение, связывающее ускорение и смещение. В этом разделе мы разработаем некоторые удобные уравнения кинематических отношений, начиная с уже рассмотренных определений перемещения, скорости и ускорения.
Обозначение:
t , x , v , a
Во-первых, сделаем несколько упрощений в обозначениях. Принятие начального времени равным нулю, как если бы время измерялось секундомером, является большим упрощением.Поскольку прошедшее время есть, взятие означает, что последнее время на секундомере. Когда начальное время принимается равным нулю, мы используем индекс 0 для обозначения начальных значений положения и скорости. То есть — это начальная позиция , а — начальная скорость . Мы не ставим индексы на окончательные значения. То есть — это последнее время , — это конечное положение , а — это конечная скорость . Это дает более простое выражение для истекшего времени — сейчас,. Это также упрощает выражение для смещения, которое есть сейчас.Кроме того, это упрощает выражение для изменения скорости, которое есть сейчас. Подводя итог, используя упрощенные обозначения, с начальным временем, принятым равным нулю,
, где нижний индекс 0 обозначает начальное значение, а отсутствие нижнего индекса означает конечное значение в любом рассматриваемом движении.
Теперь мы делаем важное предположение, что ускорение постоянно . Это предположение позволяет нам избегать использования расчетов для определения мгновенного ускорения.Поскольку ускорение постоянно, среднее и мгновенное ускорения равны. То есть
, поэтому мы всегда используем символ ускорения. Предположение, что ускорение является постоянным, не серьезно ограничивает ситуации, которые мы можем изучить, и не снижает точность нашего лечения. Во-первых, ускорение равно постоянным в большом количестве ситуаций. Кроме того, во многих других ситуациях мы можем точно описать движение, приняв постоянное ускорение, равное среднему ускорению для этого движения.Наконец, в движениях, где ускорение резко меняется, например, когда автомобиль разгоняется до максимальной скорости, а затем тормозит до полной остановки, движение можно рассматривать в отдельных частях, каждая из которых имеет собственное постоянное ускорение.
Уравнение отражает тот факт, что при постоянном ускорении это просто среднее значение начальной и конечной скоростей. Например, если вы постоянно увеличиваете скорость (то есть с постоянным ускорением) с 30 до 60 км / ч, то ваша средняя скорость во время этого постоянного увеличения составляет 45 км / ч.Используя уравнение для проверки этого, мы видим, что
, что кажется логичным.
Расчет смещения: как далеко пробегает бегунок?
Бегун бежит по прямому участку дороги со средней скоростью 4,00 м / с в течение 2,00 мин. Какова его конечная позиция, если исходная позиция равна нулю?
Стратегия
Нарисуйте эскиз.
Конечная позиция определяется уравнением
Чтобы найти, мы идентифицируем значения, и из постановки задачи и подставляем их в уравнение.
Решение
1. Определите известные. , , и .
2. Введите известные значения в уравнение.
Обсуждение
Скорость и конечное смещение положительны, что означает, что они направлены в одном направлении.
Уравнение дает представление о взаимосвязи между смещением, средней скоростью и временем. Это показывает, например, что смещение является линейной функцией средней скорости. (Под линейной функцией мы подразумеваем, что смещение зависит от , а не от , возведенного в какую-либо другую степень, например, .На графике линейные функции выглядят как прямые линии с постоянным наклоном.) Например, в автомобильной поездке мы продвинемся вдвое дальше за заданное время, если мы усредним 90 км / ч, чем если бы мы в среднем 45 км / ч.
Между смещением и средней скоростью существует линейная зависимость. В течение заданного времени объект, движущийся в два раза быстрее другого объекта, будет перемещаться вдвое дальше другого объекта.
Расчет конечной скорости: самолет замедляется после приземления
Самолет приземляется с начальной скоростью 70.0 м / с, а затем замедляется на 40,0 с. Какова его конечная скорость?
Стратегия
Нарисуйте эскиз. Мы рисуем вектор ускорения в направлении, противоположном вектору скорости, потому что самолет замедляется.
Решение
1. Определите известные. ,,.
2. Определите неизвестное. В данном случае это конечная скорость _.
3. Определите, какое уравнение использовать. Мы можем рассчитать конечную скорость, используя уравнение.
4. Подставьте известные значения и решите.
Обсуждение
Конечная скорость намного меньше начальной скорости, требуемой при замедлении, но все же положительная. С реактивными двигателями обратная тяга могла поддерживаться достаточно долго, чтобы остановить самолет и начать движение назад. На это указывает отрицательная конечная скорость, чего здесь нет.
Самолет приземляется с начальной скоростью 70,0 м / с и замедляется до конечной скорости 10.0 м / с до направления к терминалу. Обратите внимание, что ускорение отрицательное, потому что его направление противоположно его скорости, которая положительна.
Уравнение не только помогает при решении проблем, но и дает нам представление о взаимосвязях между скоростью, ускорением и временем. Из него видно, например, что
Конечная скорость зависит от того, насколько велико ускорение и как долго оно длится
, если ускорение равно нулю, то конечная скорость равна начальной скорости, как и ожидалось (т.е., скорость постоянна)
, если отрицательное, то конечная скорость меньше начальной скорости
(Все эти наблюдения соответствуют нашей интуиции, и всегда полезно исследовать основные уравнения в свете нашей интуиции и опыта, чтобы убедиться, что они действительно точно описывают природу.)
Установление соединений: соединение в реальном мире
Космический шаттл Endeavour стартует из Космического центра Кеннеди в феврале 2010 года.(Источник: Мэтью Симантов, Flickr)
Межконтинентальная баллистическая ракета (МБР) имеет большее среднее ускорение, чем космический шаттл, и достигает большей скорости в первые две минуты полета (фактическое время горения межконтинентальной баллистической ракеты засекречено — ракеты с коротким временем горения сложнее для противника. разрушать). Но космический шаттл получает большую конечную скорость, так что он может вращаться вокруг Земли, а не сразу возвращаться вниз, как это делает межконтинентальная баллистическая ракета. Космический шаттл делает это за счет более длительного ускорения.
Что еще мы можем узнать, исследуя уравнение? Мы видим, что:
Смещение зависит от квадрата истекшего времени, когда ускорение не равно нулю. На (Рисунок) драгстер преодолевает только четверть общего расстояния за первую половину прошедшего времени
, если ускорение равно нулю, то начальная скорость равна средней скорости () и становится
Расчет конечной скорости: драгстеры
Рассчитайте окончательную скорость драгстера на (Рисунок) без использования информации о времени.
Стратегия
Нарисуйте эскиз.
Уравнение идеально подходит для этой задачи, поскольку оно связывает скорости, ускорение и смещение и не требует информации о времени.
Решение
1. Определите известные значения. Мы знаем это, поскольку драгстер стартует из состояния покоя. Затем мы отмечаем, что (это был ответ на (Рисунок)). Наконец, было дано среднее ускорение.
2. Подставьте известные значения в уравнение и решите относительно
.
Таким образом,
Чтобы получить, извлекаем корень квадратный:
Обсуждение
145 м / с — это около 522 км / ч или около 324 миль / ч, но даже эта головокружительная скорость отстает от рекорда для четверти мили.Также обратите внимание, что квадратный корень имеет два значения; мы взяли положительное значение, чтобы указать скорость в том же направлении, что и ускорение.
Изучение уравнения может дать дальнейшее понимание общих отношений между физическими величинами:
Конечная скорость зависит от того, насколько велико ускорение и расстояние, на котором оно действует
При фиксированном замедлении автомобиль, который едет вдвое быстрее, не просто останавливается на удвоенном расстоянии — для остановки требуется гораздо больше времени.(Вот почему мы создали зоны с пониженной скоростью возле школ.)
Объединение уравнений
В следующих примерах мы дополнительно исследуем одномерное движение, но в ситуациях, требующих немного большего количества алгебраических манипуляций. Примеры также дают представление о методах решения проблем. В рамке ниже легко найти нужные уравнения.
Расчет смещения: как далеко уходит автомобиль при остановке?
На сухом бетоне автомобиль может замедляться со скоростью, тогда как на мокром бетоне он может замедляться только с.Найдите расстояния, необходимые для остановки автомобиля, движущегося со скоростью 30,0 м / с (около 110 км / ч) (а) по сухому бетону и (б) по мокрому бетону. (c) Повторите оба вычисления, определив смещение от точки, где водитель видит, что светофор становится красным, принимая во внимание время его реакции 0,500 с, чтобы он нажал ногу на тормоз.
Стратегия
Нарисуйте эскиз.
Чтобы определить, какие уравнения лучше всего использовать, нам нужно перечислить все известные значения и точно определить, что нам нужно решить.Мы сделаем это явно в следующих нескольких примерах, используя таблицы для их выделения.
Решение для (a)
1. Определите известные аспекты и то, что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; (отрицательно, потому что направление противоположно скорости). Принимаем равным 0. Ищем смещение, или.
2. Найдите уравнение, которое поможет решить проблему. Лучшее уравнение для использования —
.
Это уравнение лучше всего, потому что оно включает только одно неизвестное,.Нам известны значения всех других переменных в этом уравнении. (Существуют и другие уравнения, которые позволят нам решить для, но они требуют, чтобы мы знали время остановки, которое мы не знаем. Мы могли бы использовать их, но это потребовало бы дополнительных вычислений.)
3. Переставьте уравнение, для которого нужно найти.
4. Введите известные значения.
Таким образом,
Решение для (b)
Эта часть может быть решена точно так же, как и часть A. Единственная разница в том, что замедление есть.Результат
Решение для (c)
После реакции водителя тормозной путь будет таким же, как в частях A и B для сухого и влажного бетона. Итак, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассчитать, как далеко проехал автомобиль за время реакции, а затем добавить это время ко времени остановки. Разумно предположить, что скорость остается постоянной в течение времени реакции водителя.
1. Определите известные аспекты и то, что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; .Принимаем за 0. Ищем.
2. Определите лучшее уравнение для использования.
работает хорошо, потому что единственное неизвестное значение — это то, что мы хотим найти.
3. Подключите известные знания, чтобы решить уравнение.
Это означает, что автомобиль движется на 15,0 м, пока водитель реагирует, в результате чего общее смещение в двух случаях с сухим и мокрым бетоном на 15,0 м больше, чем при мгновенной реакции.
4. Добавьте смещение за время реакции к смещению при торможении.
64,3 м + 15,0 м = 79,3 м в сухом виде
90,0 м + 15,0 м = 105 м во влажном состоянии
Расстояние, необходимое для остановки автомобиля, сильно различается в зависимости от дорожных условий и времени реакции водителя. Здесь показаны значения тормозного пути для сухого и мокрого покрытия, рассчитанные в этом примере для автомобиля, изначально движущегося со скоростью 30,0 м / с. Также показано общее расстояние, пройденное от точки, где водитель впервые видит красный свет, при условии, что время реакции составляет 0,500 с.
Обсуждение
Смещения, найденные в этом примере, кажутся разумными для остановки быстро движущегося автомобиля. Остановка автомобиля на мокром асфальте займет больше времени, чем на сухом. Интересно, что время реакции значительно увеличивает смещения. Но важнее общий подход к решению проблем. Мы идентифицируем известные и определяемые величины, а затем находим соответствующее уравнение. Часто есть несколько способов решить проблему.Фактически, различные части этого примера могут быть решены другими методами, но решения, представленные выше, являются наиболее короткими.
Расчет времени: автомобиль вливается в движение
Предположим, автомобиль выезжает на автомагистраль на съезде длиной 200 м. Если его начальная скорость составляет 10,0 м / с, а ускорение составляет, сколько времени потребуется, чтобы преодолеть 200 м по рампе? (Такая информация может быть полезна транспортному инженеру.)
Стратегия
Нарисуйте эскиз.
Нас просят решить на время.Как и раньше, мы идентифицируем известные величины, чтобы выбрать удобное физическое соотношение (то есть уравнение с одним неизвестным,).
Решение
1. Определите известные аспекты и то, что мы хотим решить. Мы знаем это ; ; и .
2. Нам нужно решить проблему. Выберите лучшее уравнение. работает лучше всего, потому что единственное неизвестное в уравнении — это переменная, для которой нам нужно решить.
3. Нам нужно будет изменить уравнение, для которого нужно найти.В этом случае будет проще сначала подключить известные.
4. Упростите уравнение. Единицы измерения (м) отменяются, потому что они есть в каждом члене. Мы можем получить единицы секунд, которые нужно отменить, взяв, где — величина времени, а s — единица измерения. Остается
5. Используйте формулу корней квадратного уравнения, чтобы найти .
(a) Переставьте уравнение, чтобы получить 0 на одной стороне уравнения.
Это квадратное уравнение вида
, где указаны константы.
(b) Его решения даются квадратной формулой:
Это дает два решения для
В данном случае время в секундах или
Отрицательное значение времени неразумно, так как это будет означать, что событие произошло за 20 секунд до начала движения. Мы можем отказаться от этого решения. Таким образом,
Обсуждение
Каждый раз, когда уравнение содержит неизвестный квадрат, будет два решения.В некоторых проблемах имеют смысл оба решения, но в других, таких как вышеприведенное, разумно только одно решение. Ответ 10,0 с кажется разумным для типичной автострады на съезде.
Освоив основы кинематики, мы можем перейти ко многим другим интересным примерам и приложениям. В процессе разработки кинематики мы также увидели общий подход к решению проблем, который дает как правильные ответы, так и понимание физических взаимоотношений. В разделе «Основы решения проблем» обсуждаются основы решения проблем и описывается подход, который поможет вам добиться успеха в этой бесценной задаче.
Установление связей: домашний эксперимент — последние новости
Мы использовали единицы СИ — метры в секунду в квадрате, чтобы описать некоторые примеры ускорения или замедления автомобилей, бегунов и поездов. Чтобы лучше понять эти числа, можно измерить замедление при торможении автомобиля, выполняющего медленную (и безопасную) остановку. Напомним, что для среднего ускорения. Путешествуя в машине, медленно нажимайте на тормоза, когда подойдете к знаку остановки. Попросите пассажира записать начальную скорость в милях в час и время, необходимое (в секундах) для остановки.Отсюда рассчитайте замедление в милях в час в секунду. Преобразуйте это в метры на секунду в квадрате и сравните с другими замедлениями, упомянутыми в этой главе. Рассчитайте пройденное расстояние при торможении.
Проверьте свое понимание
Ракета во время запуска ускоряется. Сколько времени нужно, чтобы ракета достигла скорости 400 м / с?
.