Формулы по физике

Механика

Кинематика

Равноускоренное движение:
Ускорение:	`a=(v-v_0)/t`
Скорость:	`v=v_0+at`
Путь, пройденный телом:	`S=v_0t+(at^2)/2`	Три варианта формулы
	`S=(v^2-v_0^2)/(2a)`
	`S=(v+v_0)/2t`
`v(t)=S'(t)`
`a(t)=v'(t)=S»(t)`

Тело брошено под углом к горизонту:
Горизонтальная проекция скорости:	`v_x=v_0*cosalpha=const`	Горизонтальная скорость постоянна
Вертикальная проекция скорости:	`v_y=v_0*sinalpha`	Вертикальная скорость меняется с ускорением `g`

Движение по окружности:
Центростремительное ускорение:	`a_(цс)=v^2/R=omega^2R`
Угловая скорость:	`omega=(Deltavarphi)/(Deltat)=(2pi)/T=2pinu`
Связь линейной и угловой скоростей:	`v=omegaR`

Динамика

Плотность:	`rho=m/V`
Второй закон Ньютона:	`vec F=mvec a`	где `vec F` — равнодействующая всех приложенных сил
Гравитационное притяжение:	`F=G(m_1m_2)/R^2`
1-я космическая скорость:	`v_I=sqrt(gR)=sqrt((GM)/R)`
2-я космическая скорость:	`v_(II)=sqrt(2)*v_I`
Закон Гука:	`F=-kx`
Сила трения:	`F_(тр)=muN`
Давление:	`p=F/S`

Статика

Момент силы:	`M=F*l`
Условие равновесия:	`{(M_1+M_2+…=0),(vec F_1+vec F_2+…=0):}`	Моменты «по часовой стрелке» берём со знаком плюс, моменты «против часовой» берём с минусом
Правило рычага:	`F_1*l_1=F_2*l_2`	это частный случай условия равновесия
Давление жидкости:	`p=rhogh`
Сила Архимеда:	`F_A=rho_жgV_т`

Импульс и энергия

Импульс:	`vec p=mvec v`
Изменение импульса:	`Deltavec p=vec FDeltat`
Работа силы:	`A=F*l*cosalpha`
Мощность:	`P=A/t`
КПД:	`eta=A_(полезная)/A_(затраченная)`
Кинетическая энергия:	`E_к=(mv^2)/2`
Потенциальная энергия тяжести:	`E_п=mgh`
Потенциальная энергия пружины:	`E_п=(kx^2)/2`

Механические колебания и волны

`x(t)=Asin(omegat+varphi_0)`
`v(t)=x'(t)=Aomegacos(omegat+varphi_0)`
`a(t)=v'(t)=-Aomega^2sin(omegat+varphi_0)`
Период колебаний:	`T=1/nu=(2pi)/omega`
Период математического маятника:	`T=2pisqrt(l/g)`
Период пружинного маятника:	`T=2pisqrt(m/k)`
Скорость волны:	`v=lambdanu`

Электричество и магнетизм

Электрическое поле

Сила Кулона:

`F=k(q_1*q_2)/r^2`

Поле точечного заряда:	`E=kq/r^2`
Сила, действующая на заряд в эл.поле:	`F=q*E`
Потенциал поля:	`varphi=W/q`
Работа по перемещению заряда:	`A=DeltaW=qDeltavarphi=qU`
Напряжение в однородном поле:	`U=Ed`
Ёмкость конденсатора (любого):	`C=q/U`
Ёмкость плоского конденсатора:	`C=(epsilonepsilon_0S)/d`
Параллельное соединение конденсаторов:	`C_(общ)=C_1+C_2+…`
Последовательное соединение конденсаторов:	`1/C_(общ)=1/C_1+1/C_2+…`
Энергия конденсатора:	`W_c=(CU^2)/2=(qU)/2=q^2/(2C)`

Постоянный ток

Сила тока:	`I=(Deltaq)/(Deltat)`
Переменный ток:	`I(t)=q'(t)`
Сопротивление:	`R=rhol/S`
Закон Ома для участка цепи:	`I=U/R`
Закон Ома для полной цепи:	`I=varepsilon/(R+r)`
Параллельное соединение проводников:	`1/R=1/R_1+1/R_2+…`
	`R=(R_1*R_2*…)/(R_1+R_2+…)`
	`I=I_1+I_2+…`
	`U=U_1=U_2=…`
Последовательное соединение проводников:	`R=R_1+R_2+…`
	`I=I_1=I_2=…`
	`U=U_1+U_2+…`
Мощность тока:	`P=UI=I^2R=U^2/R`
Закон Джоуля-Ленца:	`Q=I^2Rt`

Электромагнитная индукция:

Магнитный поток:	`Ф=BScosalpha`
Закон электромагнитной индукции:	`varepsilon_i=-(DeltaФ)/(Deltat)=-Ф’_t`
ЗДС в движущемся проводнике:	`varepsilon_i=Blvsinalpha`
Индуктивность:	`L=Ф/I`
ЭДС самоиндукции:	`varepsilon_(si)=-L(DeltaI)/(Deltat)=-LI’_t`
Энергия катушки с током:	`W_L=(LI^2)/2`

Электромагнитные колебания и волны:

`q(t)=q_0sin(omegat+varphi_0)`

`I(t)=q'(t)=q_0omegacos(omegat+varphi_0)=I_0cos(omegat+varphi_0)`

Формула Томсона:	`T=2pisqrt(LC)`
	`omega=(2pi)/T=1/sqrt(LC)`
Скорость электромагнитной волны:	`c=lambdanu`

Тепловые явления

Молекулярная физика

Средняя кинетическая энергия молекул	`bar E_к=3/2kT`	Здесь и далее рассматриваем только идеальный одноатомный газ
Давление газа:	`p=nkT`
Уравнение Менделеева-Клайперона:	`pV=nuRT`
Количество вещества в молях:	`nu=m/M=N/N_A`	M — молярная масса, берём её из таблицы Менделеева, не забываем переводить в кг/моль
Внутренняя энергия:	`U=3/2nuRT`
Закон Дальтона для смеси:	`p=p_1+p_2+…`
Относительная влажность:	`varphi=p_(парц)/p_(насыщ)=rho_(парц)/rho_(насыщ)`	См. также таблицу давления и плотности насыщенного водяного пара
Уравнение теплобаланса:	`Q_1+Q_2+Q_3+…=0`	`Q>0` в процессах, где теплота выделяется, и `Q

Термодинамика

`Q=cmDeltaT`	где `с` — удельная теплоёмкость
`Q=lambdam`	где `lambda` — удельная теплота плавления
`Q=rm`	где `r` — удельная теплота парообразования
`Q=qm`	где `q` — удельная теплота сгорания

Первое начало термодинамики:	`Q=DeltaU+A`
Работа газа в любом термодинамическом процессе — это площадь под pV-графиком		`A=int_1^2pdV`(формулу запоминать не обязательно)
Работа в изобарном процессе:	`A=p*DeltaV`
Работа газа всегда связана с изменением объёма:	`Vuarr rArr A>0«Vdarr rArr A`V=const rArr A=0`
Работа внешних сил над газом:	`A_(внеш.сил)=-A_(газа)`
КПД:	`eta=A_(цикл)/Q_н=(Q_н-Q_х)/Q_н`
Машина Карно:	`eta=(T_н-T_х)/T_н`

Как готовиться и на что обращать внимание

Уроков физики в девятом классе обычно
недостаточно для того, что сдать ОГЭ на отличную оценку. Но дело не в том,
что учителя плохо преподают, а в том, что ребята невнимательно слушают и почти
не занимаются дома. Хотя на самом деле, ОГЭ — это обычная проверка знаний
средней школы, и любой может сдать его на хорошую оценку. Достаточно
разобраться во всех темах, прорешать варианты и отработать нужные форматы заданий.

Что
касается тем, то весь экзамен можно условно поделить на четыре блока:

— механические явления— тепловые явления— электромагнитные явления— квантовые явления

Все они могут встретиться и в простых задачках в
одно действие, и в заданиях на анализ разных таблиц, и в серьёзных задачах
второй части, и даже в эксперименте. Это, кстати, одно из самых «дорогих» заданий — за него дадут три балла. Так высоко его оценивают, потому что здесь нужно уметь собирать установку и проводить измерения физических величин: например, плотности вещества, жёсткости пружины,
периода и частоты колебаний математического маятника. А ещё нужно
правильно представить результаты опыта в виде таблиц, графиков или рисунков и сделать
выводы на основании полученных данных. В общем, сложно. Особенно для тех, кто в
школе такие лабораторные работы не проводил.

Лучше всего готовиться к физике по темам. Скачайте
кодификатор ОГЭ и посмотрите, какие вопросы вам могут встретиться. Вот некоторые
из них:

— Физические понятия. Физические величины, их
единицы и приборы для измерения.— Механическое движение. Равномерное и
равноускоренное движение. Свободное падение. Движение по окружности.
Механические колебания и волны.— Законы Ньютона. Силы в природе.— Закон сохранения импульса. Закон сохранения
энергии. Механическая работа и мощность. Простые механизмы.— Давление. Закон Паскаля. Закон Архимеда.
Плотность вещества.— Физические явления и законы в механике. — Электризация тел.— Постоянный ток.— Магнитное поле. Электромагнитная индукция.— Электромагнитные колебания и волны. Элементы
оптики.— Физические явления и законы в электродинамике.
— Радиоактивность. Опыты Резерфорда. Состав
атомного ядра. Ядерные реакции.

Ознакомившись с теорией, возьмите «Сборник задач по физике
для 7–9 класса» Лукашика — вместе с ним можно прорешать по всем
этим темам задачи. Это послужит хорошей тренировкой перед тем, как вы
приступите уже к конкретным сборникам ОГЭ

Обязательно обращайте внимание на обе
части, не откладывайте на потом сложные задания №23–26. Именно в них сконцентрированы
более сложные связанные с электромагнитным полем, геометрической оптикой, ядерной
физикой. 

Электростатика и электродинамика – формулы по физике

1. Закон Кулона F=k∙q1∙q2/R2
2. Напряженность электрического поля E=F/q
3. Напряженность эл. поля точечного заряда E=k∙q/R2
4. Поверхностная плотность зарядов             σ = q/S
5. Напряженность эл. поля бесконечной плоскости E=2πkσ
6. Диэлектрическая проницаемость ε=E0/E
7. Потенциальная энергия взаимод. зарядов W= k∙q1q2/R
8. Потенциал φ=W/q
9. Потенциал точечного заряда φ=k∙q/R
10. Напряжение U=A/q
11. Для однородного электрического поля U=E∙d
12. Электроемкость C=q/U
13. Электроемкость плоского конденсатора C=S∙ε∙ε0/d
14. Энергия заряженного конденсатора W=qU/2=q²/2С=CU²/2
15. Сила тока I=q/t
16. Сопротивление проводника R=ρ∙ℓ/S
17. Закон Ома для участка цепи I=U/R
18. Законы послед. соединения I1=I2=I, U1+U2=U, R1+R2=R
19. Законы паралл. соед.   U1=U2=U, I1+I2=I, 1/R1+1/R2=1/R
20. Мощность электрического тока P=I∙U
21. Закон Джоуля-Ленца Q=I2Rt
22. Закон Ома для полной цепи I=ε/(R+r)
23. Ток короткого замыкания (R=0)      I=ε/r
24. Вектор магнитной индукции B=Fmax/ℓ∙I
25. Сила Ампера Fa=IBℓsin α
26. Сила Лоренца Fл=Bqυsin α
27. Магнитный поток Ф=BSсos α      Ф=LI
28. Закон электромагнитной индукции Ei=ΔФ/Δt
29. ЭДС индукции в движ проводнике Ei=Вℓυsinα
30. ЭДС самоиндукции Esi=-L∙ΔI/Δt
31. Энергия магнитного поля катушки Wм=LI2/2
32. Период колебаний кол. контура T=2π ∙√LC
33. Индуктивное сопротивление XL=ωL=2πLν
34. Емкостное сопротивление Xc=1/ωC
35. Действующее значение силы тока Iд=Imax/√2,
36. Действующее значение напряжения Uд=Umax/√2
37. Полное сопротивление Z=√(Xc-XL)2+R2

Оптика

1. Закон преломления света     n21=n2/n1= υ 1/ υ 2
2. Показатель преломления      n21=sin α/sin γ
3. Формула тонкой линзы       1/F=1/d + 1/f
4. Оптическая сила линзы       D=1/F
5. max интерференции: Δd=kλ,
6. min интерференции: Δd=(2k+1)λ/2
7. Диф.решетка             d∙sin φ=k λ

Квантовая физика

1. Ф-ла Эйнштейна для фотоэффекта  hν=Aвых+Ek, Ek=Uзе
2. Красная граница фотоэффекта νк = Aвых/h
3. Импульс фотона P=mc=h/ λ=Е/с

Физика атомного ядра

1. Закон радиоактивного распада N=N0∙2-t/T
2. Энергия связи атомных ядер

ECB=(Zmp+Nmn-Mя)∙c2

СТО

Все формулы за 7 класс

Учебники физики за 7 класс знакомят школьников с формулами, при помощи которых вычисляют:

• скорость равномерного движения;
• среднюю скорость неравномерного движения; 
• плотность вещества;
• силу тяжести; 
• равнодействующую сил, направленных в одну сторону;
• вес тела; 
• давление; 
• давление жидкости; 
• силу Архимеда. 

Скорость равномерного движения

Скорость равномерного прямолинейного движения — это постоянная скорость объекта при движении по прямой линии, которая будет одинакова в любой момент движения.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Рассчитывается она так:

\(V=\frac St\)

где \(V\) — искомая нами скорость объекта, \(S\) — путь, пройденный объектом, \(t\) — время, за которое был пройден путь.

Скорость измеряется в км/ч, когда речь идет о больших расстояниях, и м/с, когда о маленьких.

Средняя скорость неравномерного движения

Средняя скорость — это скорость, которую мог бы иметь объект, если бы преодолел этот же самый путь за это же самое время, но двигаясь равномерно.

Зависит от тех же параметров, что и скорость при равномерном движении: от \(S\) и \(t\). Чтобы рассчитать среднюю скорость движения нужно полный путь, пройденный объектом, разделить на все время движения:

\(V=\frac{S_1+S_2}{t_1+t_2}\)

где \(V\) — средняя скорость, \(S_1, S_2\) — участки пути, из которых состоит полный путь объекта, \(t_1\) — время, потраченное на преодоление первого участка пути, \(t_2\) — время, потраченное на преодоление второго участка пути.

Средняя скорость также измеряется в км/ч.

Плотность вещества

Плотность вещества — это физическая величина, которая показывает зависимость массы вещества от его объема.

Формула для определения плотности вещества:

\(p=\frac mV\)

где \(p\) — плотность, \(m\) — масса вещества, \(V\) — его объем.

Измеряется плотность в \(кг/м^3\).

Сила тяжести

Сила тяжести — эта та сила, с которой все объекты притягиваются к поверхности нашей планеты.

Определяется по формуле:

\(F=g\times m\)

где \(F\) — сила тяжести, \(m\) — масса объекта, а \(g\) — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с.

Измеряется сила тяжести в ньютонах.

Равнодействующая сил, направленных в одну сторону

Равнодействующая сила — это сила, которая воздействует на тело так же, как несколько других одновременно воздействующих на объект сил.

Если силы, воздействующие на объект, направлены по одной прямой и в одну сторону, равнодействующая этих сил будет направлена в эту же сторону, а ее модуль будет равен сумме модулей этих сил.

Исходя из трактовки этого понятия, следует, что:

\(R=F_1+F_2\)

где \(R\) — равнодействующая сил \( F_1\) и \(F_2\), действующих на тело.

Измеряется в ньютонах.

Вес тела

Вес — это сила, с которой объект воздействует на опору или подвес под ним вследствие притяжения к планете Земля.

Вес тела численно равен силе тяжести и вычисляется по той же самой формуле:

\(F=g\times m\)

Так же, как и сила тяжести, измеряется в ньютонах.

Давление

Давление — это физическая величина, характеризующая степень воздействия силы, действующей перпендикулярно поверхности на площадь этой поверхности.

\(P=\frac FS\)

где \(P\) — давление, \(F\) — сила, направленная перпендикулярно площади поверхности, \(S\) — площадь поверхности, на которую действует сила.

Давление измеряется в паскалях.

Давление жидкости

Давление в жидкости или газе зависит:

1. От уровня жидкости или газа в емкости. Это происходит из-за того, что верхние слои «давят» на нижние слои жидкости.
2. От плотности жидкости / газа. Чем больше плотность, тем больше давление.

В виде формулы эту зависимость записывают так:

\(P=p\times g\times h\)

где \(P\) — давление в жидкости, \(p\) — плотность жидкости, \(g\) — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с, \(h\) — высота (уровень) жидкости в емкости. 

Давление в жидкости измеряется в паскалях.

Согласно закону Паскаля, давление в жидкости и газах передается одинаково по всем направлениям.

Сила Архимеда

Архимедова сила — сила выталкивания, действующая на тело, которое погружено в жидкость или газ.

Эта сила всегда направлена вверх и равна по модулю весу жидкости, вытесненной телом. В уравнении зависимость выглядит так:

\(F_a=p\times g\times V\)

где \(F_a\) — сила Архимеда, \(p\) — плотность жидкости или газа, \(g\) — коэффициент силы тяжести, \(V\) — объем погруженного в жидкость объекта.

Сила Архимеда измеряется в ньютонах.  

Динамика

Законы Ньютона

Первый закон Ньютона
Второй закон Ньютона
Третий закон Ньютона
Закон Гука
Закон всемирного тяготения
Гравитационная постоянная
Сила тяжести
Ускорение свободного падения

• вблизи поверхности Земли (g0);
• на высоте (h) от поверхности Земли (gh).

Вес покоящихся и движущихся тел

Силы трения

Трение покоя

Трение скольжения
Коэффициент тренияДвижение тела под действием силы трения
Движение тела под действием нескольких сил
Движение тела по наклонной плоскости
Движение связанных тел через неподвижный блок

Законы сохранения в механике

Импульс тела
Импульс силы
Закон сохранения импульса
Механическая работа силы
Теорема о кинетической энергии
Потенциальная энергия поднятого телаРабота силы тяжестиПотенциальная энергия деформированного тела
Закон сохранения полной механической энергии

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».

Электричество и магнетизм

Электрическое поле

Сила Кулона:

`F=k(q_1*q_2)/r^2`

Поле точечного заряда:	`E=kq/r^2`
Сила, действующая на заряд в эл.поле:	`F=q*E`
Потенциал поля:	`varphi=W/q`	где `W` — потенциальная энергия заряда в поле
Работа по перемещению заряда:	`A=DeltaW=qDeltavarphi=qU`
Напряжение в однородном поле:	`U=Ed`
Ёмкость конденсатора (любого):	`C=q/U`
Ёмкость плоского конденсатора:	`C=(epsilonepsilon_0S)/d`
Параллельное соединение конденсаторов:	`C_(общ)=C_1+C_2+…`
Последовательное соединение конденсаторов:	`1/C_(общ)=1/C_1+1/C_2+…`
Энергия конденсатора:	`W_c=(CU^2)/2=(qU)/2=q^2/(2C)`

Постоянный ток

Сила тока:	`I=(Deltaq)/(Deltat)`
Переменный ток:	`I(t)=q'(t)`
Сопротивление:	`R=rhol/S`	где `rho` — удельное сопротивление
Закон Ома для участка цепи:	`I=U/R`
Закон Ома для полной цепи:	`I=varepsilon/(R+r)`
Параллельное соединение проводников:	`1/R=1/R_1+1/R_2+…`
	`R=(R_1*R_2*…)/(R_1+R_2+…)`
	`I=I_1+I_2+…`
	`U=U_1=U_2=…`
Последовательное соединение проводников:	`R=R_1+R_2+…`
	`I=I_1=I_2=…`
	`U=U_1+U_2+…`
Мощность тока:	`P=UI=I^2R=U^2/R`
Закон Джоуля-Ленца:	`Q=I^2Rt`

Электромагнитная индукция:

Магнитный поток:	`Ф=BScosalpha`
Закон электромагнитной индукции:	`varepsilon_i=-(DeltaФ)/(Deltat)=-Ф’_t`
ЗДС в движущемся проводнике:	`varepsilon_i=Blvsinalpha`
Индуктивность:	`L=Ф/I`
ЭДС самоиндукции:	`varepsilon_(si)=-L(DeltaI)/(Deltat)=-LI’_t`
Энергия катушки с током:	`W_L=(LI^2)/2`

Электромагнитные колебания и волны:

`q(t)=q_0sin(omegat+varphi_0)`

`I(t)=q'(t)=q_0omegacos(omegat+varphi_0)=I_0cos(omegat+varphi_0)`

Формула Томсона:	`T=2pisqrt(LC)`
	`omega=(2pi)/T=1/sqrt(LC)`
Скорость электромагнитной волны:	`c=lambdanu`

Давление

Давлением называют физическую величину, которая равна отношению силы, перпендикулярно действующей на некоторую поверхность, к площади этой поверхности. Обозначается p, измеряется в паскалях.

Давление можно вычислить по формуле:

\(P=\frac FS\)

где F — сила, направленная перпендикулярно площади поверхности, S — площадь этой поверхности.

Сила давления

Силой давления называют силу, действующую перпендикулярно некоторой поверхности.

Примечание

В качестве силы давления может выступать сила упругости или вес тела.

Давление газов и жидкостей

Давление в жидкости или газе зависит от 2-х факторов:

1. Уровня вещества в емкости. (Из-за того, что верхние слои давят на нижние слои жидкости).
2. Плотности жидкости или газа. Чем больше плотность, тем больше давление.

В виде уравнения зависимость выглядит так:

\(P=p\times g\times h\)

где P — давление в жидкости / газе, p — плотность вещества, g — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с, h — уровень жидкости в емкости. 

Давление в жидкости и газе также измеряется в паскалях.

Примечание

Согласно закону Паскаля, давление в жидкости и газах передается одинаково по всем направлениям.

Закон сообщающихся сосудов

Сообщающиеся сосуды — это два или несколько сосудов, соединенных между собой в нижней части таким образом, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

Закон сообщающихся сосудов гласит: уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте.

Это правило верно для любого количества сообщающихся сосудов, независимо от их формы и расположения в пространстве. Главное условие — чтобы в сосудах находилась одна и та же жидкость.

Закон гидравлической машины

В основе закона гидравлической машины лежит закон Паскаля, согласно которому давление, производимое на жидкость, передается в любую точку без изменения.

Описание этого закона уравнением выглядит так:

\(P=\frac FS\)

где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

Закон Архимеда

Архимедова сила — это сила выталкивания, которая воздействует на тело, погруженное в жидкость или газ. Она всегда направлена вверх и равна по модулю весу жидкости, которое вытеснило тело. Обозначается \(F_a\), измеряется в ньютонах.

Сила Архимеда обладает следующими признаками:

1. Зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела.
2. Не зависит от плотности тела, его формы и высоты столба жидкости над телом.

Вычисляется по формуле:

\(F_a=p\times g\times V\)

где p — плотность жидкости или газа, g — коэффициент силы тяжести, V — объем погруженного в жидкость объекта.

Условие плавания тел

Тела, оказавшись в жидкости, ведут себя по-разному: одни тонут, другие плавают внутри жидкости, третьи всплывают на поверхность.

Такое поведение тел зависит:

• от взаимодействия силы тяжести и силы выталкивания;
• от плотности тела относительно плотности жидкости.

Примечание

Если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть.

Если сила тяжести приблизительно равна Архимедовой силе, тело будет плавать внутри жидкости.

Если сила тяжести меньше силы Архимеда, тело будет плавать на поверхности жидкости.

Примечание

Если плотность объекта больше плотности жидкости, он будет тонуть.

Если плотность объекта меньше плотности жидкости, он будет плавать на поверхности.

Если плотность объекта примерно равна плотности жидкости, он будет плавать внутри жидкости.

Молекулярная физика

Молекулярная физика изучает свойства тел с точки зрения их молекулярного строения и взаимодействия частиц (ионов, молекул, атомов). Она рассматривает строение вещества, а также его изменение под воздействием внешних факторов: электромагнитного поля, давления, температуры. Проверяемые на экзамене элементы содержания перечислены в таблице ниже.

Подраздел *	Элементы содержания
Молекулярная физика	Строение твердых тел, жидкостей и газов, движение частиц, диффузия. Связь кинетической энергии с давлением и температурой газа. Уравнение Менделеева – Клайпертона. Закон Дальтона. Изопроцессы. Влажность воздуха. Агрегатные состояния вещества, их изменение.
Термодинамика	Температура и тепловое равновесие. Удельная теплота и теплоемкость. Законы термодинамики (первый и второй). Принцип действия и КПД тепловых машин. Тепловой баланс.

*  Теория и формулы по каждому из подразделов открываются по ссылкам.

В КИМ вопросам молекулярной физики посвящены задания №8–12 первой части и задачи №25 и №30 второй части. Теория для ЕГЭ по физике по этим заданиям подробно расписана в школьных учебниках, а навык работы с практическими задачами необходимо развивать путем их активного решения из печатных пособий и интернет-ресурсов.

Кинематика

Путь при равномерном движении:

Перемещение S (расстояние по прямой между начальной и конечной точкой движения) обычно находится из геометрических соображений. Координата при равномерном прямолинейном движении изменяется по закону (аналогичные уравнения получаются для остальных координатных осей):

Средняя скорость пути:

Средняя скорость перемещения:

Определение ускорения при равноускоренном движении:

Выразив из формулы выше конечную скорость, получаем более распространённый вид предыдущей формулы, которая теперь выражает зависимость скорости от времени при равноускоренном движении:

Средняя скорость при равноускоренном движении:

Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении может быть рассчитано по нескольким формулам:

Координата при равноускоренном движении изменяется по закону:

Проекция скорости при равноускоренном движении изменяется по такому закону:

Скорость, с которой упадет тело падающее с высоты h без начальной скорости:

Время падения тела с высоты h без начальной скорости:

Максимальная высота на которую поднимется тело, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью v, время подъема этого тела на максимальную высоту, и полное время полета (до возвращения в исходную точку):

Формула для тормозного пути тела:

Время падения тела при горизонтальном броске с высоты H может быть найдено по формуле:

Дальность полета тела при горизонтальном броске с высоты H:

Полная скорость в произвольный момент времени при горизонтальном броске, и угол наклона скорости к горизонту:

Максимальная высота подъема при броске под углом к горизонту (относительно начального уровня):

Время подъема до максимальной высоты при броске под углом к горизонту:

Дальность полета и полное время полета тела брошенного под углом к горизонту (при условии, что полет заканчивается на той же высоте с которой начался, т.е. тело бросали, например, с земли на землю):

Определение периода вращения при равномерном движении по окружности:

Определение частоты вращения при равномерном движении по окружности:

Связь периода и частоты:

Линейная скорость при равномерном движении по окружности может быть найдена по формулам:

Угловая скорость вращения при равномерном движении по окружности:

Связь линейной и скорости и угловой скорости выражается формулой:

Связь угла поворота и пути при равномерном движении по окружности радиусом R (фактически, это просто формула для длины дуги из геометрии):

Центростремительное ускорение находится по одной из формул:

Тепловые явления

Определение

Явления, которые связаны с изменением температуры тела, приводящей к его нагреванию или охлаждению, называют тепловыми. 

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

В качестве примера можно привести нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов и др.

Закон сохранения энергии

Закон сохранения энергии постулирует, что в природе не происходит возникновения или исчезновения энергии. Энергия существует всегда, просто она превращается из одного вида в другой, передается от одного тела другому, и при этом ее значение сохраняется.

Уравнение, иллюстрирующее закон сохранения механической энергии, выглядит так:

\(E_{k_1}+E_{p_1}=E_{k_2}+E_{p_2}\)

и означает следующее: 

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, которые находятся в замкнутой системе и взаимодействуют между собой силами тяготения и упругости, остается постоянной.

В данном уравнении \(E_{k_1}\) и \(E_{k_2}\) — кинетическая энергия тела, \(E_{p_1}\) и \(E_{p_2}\) — потенциальная энергия тела.

Полная механическая энергия (E) будет определяться по формуле:

\(E=E_k+E_p\)

где \(E_k\) — кинетическая энергия, \(E_p\) — потенциальная.

Формула вычисления количества теплоты

Внутренняя энергия тела может изменяться двумя путями:

• за счет совершения работы; 
• без совершения работы, за счет теплопередачи. 

Определение

Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

Определяется по формуле:

\(Q=c\times m\times\left(t_2-t_1\right)\)

где Q — количество теплоты, измеряемое в джоулях, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, \(t_1\) — начальная, \(t_2\) — конечная температуры.  

Формула вычисления количества теплоты при сгорании топлива

Определение

Количеством теплоты при сгорании топлива называется величина, которая равняется количеству энергии, выделяемой при полном сгорании топлива. 

Для определения количества теплоты при сгорании топлива необходимо знать удельную теплоту сгорания q — количество теплоты, которое выделяет 1 килограмм топлива при полном сгорании.

Формула выглядит так:

\(Q=q\times m\)

где Q — количество теплоты при сгорании топлива, измеряется в джоулях, m — масса топлива.

Количество теплоты плавления (кристаллизации)

Определение

Количество теплоты плавления или кристаллизации — это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо для плавления тела при условии, что оно находится в условиях температуры плавления и нормальном атмосферном давлении. 

Для определения количества теплоты плавления нужно знать удельную теплоту плавления (\lambda) — величину, показывающую, какое количество теплоты необходимо дать кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние.

Количество теплоты плавления определяется по формуле:

\(Q=\lambda\times m,\)

Количество теплоты кристаллизации находят таким образом:

\(Q=-\lambda\times m\)

где Q — количество теплоты плавления или кристаллизации, измеряется в джоулях, m — масса тела.

Формула вычисления абсолютной влажности

Определение

Влажностью воздуха называется содержание водяного пара в атмосфере, которое возможно за счет непрерывного испарения воды с поверхности водоемов.

Абсолютная влажность (ρ) показывает плотность водяного пара, т.е. сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 кубический метр при заданных условиях.

Вычисляется по формуле:

\(p=\frac mV\)

где m — масса водяного пара в воздухе, V — объем воздуха.

Измеряется в \(г/{м^3}\).

Вычисление относительной влажности воздуха

Определение 6

Относительная влажность воздуха \((\varphi)\) — это отношение абсолютной влажности воздуха (ρ) к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре (\(ρ_0\)), выражается в процентах.

Насыщение водяного пара зависит от:

• температуры;
• количества водяных паров;
• давления.

Соответственно, относительную влажность воздуха можно вычислить при помощи формулы:

\(\varphi=\frac p{p_0}\times100\%\)

КПД тепловой машины

С помощью коэффициента полезного действия (КПД) двигателя определяют экономичность различных тепловых двигателей.

Определение

КПД называется отношение совершенной двигателем полезной работы к энергии, полученной от нагревателя.

КПД двигателя находят по формуле:

\(\eta=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\times100\%\)

где \eta — КПД, выражается в процентах; \(Q_1\) — количество теплоты, полученное от нагревателя, \(Q_2\) — количество теплоты, отданное телом холодильнику.

Оптика

Прохождение границы двух сред:

Закон отражения:	`alpha=gamma`
Показатель преломления:	`n=c/v`
Закон преломления:	`sinalpha/sinbeta=n_2/n_1`
	`nu_1=nu_2`
	`n_1lambda_1=n_2lambda_2`

Линзы:

Оптическая сила линзы:	`D=1/F`	где F — фокусное расстояние
Формула тонкой линзы:	`1/F=1/d+1/f`	где d — расстояние от линзы до предмета, f — от линзы до изображения
Каждое слагаемое может входить в формулу со знаком плюс или минус:`+1/F` для собирающей линзы`-1/F` для рассеивающей линзы `+1/d` для действительного предмета`-1/d` для мнимого предмета (построенного другой оптической системой)`+1/f` для действительного изображения`-1/f` для мнимого изображения
Линейное увеличение:	`Г=h/H=f/d`	где H — высота предмета, h — высота изображения

Волновая оптика:

Условие максимумов интерференции:	`Deltad=klambda,   kinZZ`
Условие минимумов интерференции:	`Deltad=(2k+1)lambda/2,   kinZZ`
Формула дифракционной решётки:	`dsinvarphi=klambda,   kinZZ`

Примеры задач

Задача №1

На рисунке представлены графики зависимости координаты двух тел от времени. Графики каких зависимостей показаны? Какой вид имеют графики зависимости скорости и пути пройденного телом, от времени?

Решение

На рисунке показаны графики равномерного движения тел.

1. В начальный момент времени t = 0 первое тело имеет начальную координату х_о1 = 1 м, второе тело — координату х_о2 = 0.
2. Оба тела движутся в направлении оси Х, так как координата возрастает с течением времени.
3. Уравнение движения для равномерного прямолинейного движения имеет вид: x=x_о+v_хt.

Тогда для первого, второго тела соответственно:

x₁=x_о1+v_1хt   и   x₂=x_о2+v_2хt

или x₁=1+v_1хt и  x₂=v_2хt.

Определим скорости первого и второго тела:

\(\\)

\(\\)

Задача №2

Шар подвешен на невесомой нерастяжимой нити длиной l = 0,5 м. Какую минимальную горизонтально направленную скорость vo надо сообщить шару, чтобы он сделал полный оборот в вертикальной плоскости?

Решение:

Воспользуемся законом сохранения механической энергии при переходе шарика из нижнего положения в верхнее:

\(\\)

В верхней точке на шарик будут действовать 2 силы: сила тяжести mg (направлена вниз) и сила натяжения нити T (также направлена вниз). Эти силы сообщают шарику центростремительное ускорение, направленное вниз — к точке подвеса, где l — длина подвеса или нерастяжимой нити.

ma_μ = mg + T

Поскольку шарик достиг верхней точки (T = 0, условие задачи), то \(\\), отсюда v2 = gl 

Сделаем подстановку и получим \(\\)

v_o2 = g4l + gl = 5gl

v_o = √(5gl)

Выполнив вычисления, получим: v_o = √(5×10×0,5) = 5 (м/с).

Ответ: если шарик подвешен на нерастяжимой нити, его скорость должна составлять не менее 5 м/с.

Задача №3

Экваториальный радиус Земли равен 6370 км. Определить линейную и угловую скорости движения точек экватора при вращении Земли вокруг оси.

Решение:

Линейная скорость вращения ν точек земного экватора:

\(\\)

При этом угловая скорость вращения w всех точек Земли равна:

\(\\)