КласТека · твоя школа онлайн
Фізика 10–11 класів: формули
Електростатика, конденсатори, ідеальний газ, магнетизм, індукція та атомна фізика.
Електростатика: закон Кулона та поле
Електричний заряд, сила Кулона, напруженість і потенціальна енергія заряду.
Закон Кулона
- F = k|q₁q₂|/r² у вакуумі
- Однойменні заряди відштовхуються, різнойменні — притягуються
- Сила напрямлена вздовж прямої, що сполучає заряди
Напруженість
- E = F/q для позитивного пробного заряду
- Для точкового заряду у вакуумі: E = k|Q|/r²
- Одиниця: Н/Кл або В/м
Потенціал
- φ = Wп/q
- Різниця потенціалів U пов’язана з роботою поля: A = qU за відповідною домовленістю про напрям і знаки
Конденсатор і електрична ємність
Ємність, заряд, напруга та енергія зарядженого конденсатора.
Ємність
- C = q/U
- Одиниця SI — фарад (Ф)
- Для плоского конденсатора ємність залежить від площі пластин, відстані між ними та діелектрика
Енергія
- W = CU²/2
- Також W = qU/2 = q²/(2C)
З’єднання
- Паралельне: C = C₁ + C₂ + …
- Послідовне: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + …
Ідеальний газ і газові закони
Рівняння стану ідеального газу та ізопроцеси в шкільних задачах.
Рівняння стану
- pV = νRT
- ν = m/M
- Температуру в рівнянні стану використовують у кельвінах
Ізопроцеси
- Ізотермічний: T = const → pV = const
- Ізобарний: p = const → V/T = const
- Ізохорний: V = const → p/T = const
Перехід температури
- T(K) = t(°C) + 273,15
- У шкільних обчисленнях часто використовують наближення +273
Магнітне поле: сила Ампера і Лоренца
Формули дії магнітного поля на провідник зі струмом і рухомий заряд.
Сила Ампера
- F = BIl sin α
- B — магнітна індукція, одиниця — тесла (Тл)
- Напрям сили визначають за правилом лівої руки
Сила Лоренца
- F = |q|vB sin α
- Сила перпендикулярна до швидкості та магнітної індукції
- Для негативного заряду напрям протилежний напряму для позитивного
Рух заряду
- Якщо v ⟂ B, магнітна сила може бути доцентровою
- Магнітне поле саме по собі не виконує роботи над зарядом, бо сила перпендикулярна швидкості
Електромагнітна індукція
Магнітний потік, закон Фарадея та правило Ленца.
Магнітний потік
- Φ = BS cos α для однорідного поля й плоского контуру
- Одиниця потоку — вебер (Вб)
Закон Фарадея
- ЕРС індукції пов’язана зі швидкістю зміни магнітного потоку
- Для котушки з N витками: |ε| = N|ΔΦ/Δt| у середньому за інтервал
Правило Ленца
- Індукційний струм має такий напрям, що створене ним магнітне поле протидіє зміні потоку, яка цей струм викликала
Атомна та ядерна фізика: базові формули
Фотон, енергія, радіоактивний розпад і зв’язок маси з енергією.
Фотон
- E = hν
- c = λν
- Отже E = hc/λ
Радіоактивність
- Період напіврозпаду T₁/₂ — час, за який кількість нерозпалених ядер у статистичній моделі зменшується вдвічі
- Після n періодів: N = N₀/2ⁿ
Маса й енергія
- E = mc²
- Дефект маси пов’язаний з енергією зв’язку ядра
- У ядерних реакціях зберігаються електричний заряд і нуклонне число