Все определения по физике за 9 класс - основные понятия, термины и формулы

Законы Ньютона

Первый закон Ньютона

Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет состояния покоя или равномерного прямолинейного движения, если на него не действуют другие тела или равнодействующая всех приложенных к телу сил равна нулю.

Второй закон Ньютона

Равнодействующая всех сил приложенных к телу, равна произведению массы (m) тела на его ускорение, сообщенное этими силами.

СИ: Н

Третий закон Ньютона

Тела действуют друг на друга с силами и равными по модулю и противоположными по направлению.

СИ: Н

Силы в природе

Закон Гука<

Сила упругости (Fупр), возникающая при деформации тела, пропорциональна удлинению тела (x) и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела при деформации.

СИ: Н

Закон всемирного тяготения

Тела притягиваются друг к другу с силой (F), модуль которой пропорционален произведению их масс (m1 и m2) и обратно пропорционален квадрату расстояния между их центрами масс (R).

СИ: Н

Гравитационная постоянная

Гравитационная постоянная (G) численно равна силе притяжения двух точечных тел массой один килограмм каждое при расстоянии между ними один метр.

СИ: (Н×м2)/кг2

Сила тяжести

Сила тяжести (Fт) равна произведению массы тела (m) на ускорение свободного падения (g).

СИ: Н

Ускорение свободного падения

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

где G — гравитационная постоянная;
M — масса Земли;
R — радиус Земли.

СИ: м/c2

Вес покоящихся и движущихся тел

Вес тела (Р):

• в состоянии покоя или движущегося равномерно и прямолинейно: P = m*g
• движущегося вверх с ускорением (а): P = m*(g-a)
• движущегося вниз с ускорением (а): P = m*(g-a)
• движущегося со скоростью (v) на выпуклой поверхности радиусом (R) в верхней точке:
  
• движущегося со скоростью (v) на вогнутой поверхности радиусом (R) в нижней точке:
  
• в невесомости: P = 0

СИ: Н

Силы трения

Трение покоя

Максимальная сила трения покоя (Fтр)max пропорциональна силе нормального давления (N) и зависит от характера взаимодействия соприкасающихся поверхностей тел, определяемого коэффициентом трения (μ)

(Fтр)max=μ×N
СИ: Н

Трение скольжения

Сила трения скольжения (Fтр) пропорциональна силе давления (N), коэффициенту трения (μ) и направлена противоположно направлению движения тела.

Fтр=μ×N
СИ: Н

Коэффициент трения

Коэффициент трения (μ) вычисляют как отношение модулей силы трения (Fтр) и силы давления (N).

μ=Fтр/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 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 (Ek1 и Ek2) движущегося тела.

,

где m — масса тела, v1, v2 — начальная и конечная скорости тела
СИ: Дж

Потенциальная энергия поднятого тела

Потенциальная энергия (ЕП) 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=ЕП=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 (EП2 и EП1).

A=-(EП2-EП1)=-m×g×Δh
СИ: Дж

Потенциальная энергия деформированного тела

Потенциальная энергия (ЕП) деформированного тела (пружины) равна работе силы упругости при переходе тела (пружины) в состояние, в котором его деформация равна нулю.

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.

ЕК2+ЕП2=ЕК1+ЕП1=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

Молекулярная физика

Химическое количество вещества находится по одной из формул:

Масса одной молекулы вещества может быть найдена по следующей формуле:

Связь массы, плотности и объёма:

m = pV

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:

Определение концентрации задаётся следующей формулой:

n = N/V

Для средней квадратичной скорости молекул имеется две формулы:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы:

Постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и универсальная газовая постоянная связаны следующим образом:

Следствия из основного уравнения МКТ:

p = nkT pV = NkT

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):

pV = vRT

Газовые законы

Закон Бойля-Мариотта:

Если m = const и T = const, то: pV = const

Закон Гей-Люссака:

Закон Шарля:

Универсальный газовый закон (Клапейрона):

Давление смеси газов (закон Дальтона):

p = p1 + p2 +p3 + ...

Тепловое расширение тел. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:

Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:

Термодинамика

Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при b вании тела) рассчитывается по формуле:

Теплоемкость (С - большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c - маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:

С = cm

Фазовые превращения.

При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:

При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:

При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:

Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):

Работа идеального газа:

Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:

Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):

КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:

Где:

Q1 – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя,
Q2 – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику.

Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):

Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:

Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:

Электростатика

Электрический заряд может быть найден по формуле:

q = Ne

Закон Кулона (сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов):

Где: k - некоторый постоянный электростатический коэффициент, который определяется следующим образом:

Потенциальная энергия взаимодействия двух электрических зарядов выражается формулой:

Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:

A = W1 — W2

Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:

В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:

A = qEd

Определение потенциала задаётся выражением:

Ёмкость плоского конденсатора:

Заряд конденсатора:

q = CU

Электрический ток

Сила тока может быть найдена с помощью формулы:

Плотность тока:

Сопротивление проводника:

Закон Ома (выражает зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления):

Закономерности последовательного соединения:

Закономерности параллельного соединения:

Работа электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Работа А электрического тока протекающего по проводнику обладающему сопротивлением преобразуется в теплоту Q выделяющуюся на проводнике:

Мощность электрического тока:

Энергобаланс замкнутой цепи

Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

КПД источника тока:

Магнетизм

Сила Ампера, действующая на проводник с током помещённый в однородное магнитное поле, рассчитывается по формуле:

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу движущуюся в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле:

ЭДС индукции рассчитывается по формуле:

ЭДС самоиндукции возникающая в катушке:

Энергия катушкии (вообще говоря, это энергия магнитного поля внутри катушки):

Колебания

Уравнение описывающее физические системы способные совершать гармонические колебания с циклической частотой ω0:

Решение предыдущего уравнения является уравнением движения для гармонических колебаний и имеет вид:

Период колебаний математического маятника:

Период колебаний пружинного маятника:

Период гармонических колебаний в электрическом колебательном контуре определяется по формуле:

Волны

Длина волны может быть рассчитана по формуле:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в некоторой среде:

Оптика

Оптическая длина пути определяется формулой:

Оптическая разность хода двух лучей:

Формула тонкой линзы:

Линейным увеличением линзы Γ называют отношение линейных размеров изображения и предмета: