Fizika/Formule
Predznanje
- Rastojanje između tačaka:
- Sinusna teorema:
- Dvostruki ugao:
- Jednačina elipse: (velika poluosa je , a mala .)
- Jednačina hiperbole: (realna poluosa je , a imaginarna .)
Sile
Sila Zemljine teže |
Od centra mase ka dole | |
Sila reakcije podloge |
Od centra mase tela u suprotnom pravcu od podloge | |
Sila trenja |
Suprotno od pravca kretanja ako podloga nije glatka μ - Koeficijent sile trenja | |
Sila potiska |
Deluje ka gore
| |
Sila elastičnosti |
Više opruga se mogu sabrati u jednu:
| |
Slika otpora sredine / viskoznosti |
Deluje ka gore:
|
Moment inercije
Oznaka: m - masa r - poluprečnik l - dužina
- Materijalna tačka i prsten:
- Disk i valjak:
- Lopta (šuplja):
- Lopta (puna):
- Štap:
- Ako predmet ne rotira oko svog centra onda se njegovom momentu inercije dodaje , gde je d rastojanje od centra predmeta do mesta na kom rotira.
Kinematika
Tranzitivno kretanje
Brzina | ||
Ubrzanje |
| |
Tangecijalno ubrzanje | ||
Normalno ubrzanje |
ako je pravolinijsko kretanje ono je 0 R - poluprečnik krivine trajektorije | |
Jednačina trajektorije |
Rotaciono kretanje
Pređeni ugao | ||
Ugaona brzina | ||
Рашчлањивање није успело (⧼math_empty_tex⧽): {\displaystyle } | Ugaono ubrzanje |
|
Tangencijalno ubrzanje | ||
Normalno ubrzanje | ||
Intenzitet ubrzanja | ||
Brzina sa strane | ||
Pređeni put tačke koja rotira |
Kretanja po y osi
Slobodan pad | Hitac naniže | Hitac naviše | ||
---|---|---|---|---|
Brzina |
- ako je hitac naviše ako je slobodan pad | |||
Visina |
Ako se traži najveća visina kod hitca naviše uzima se: | |||
Vreme od dole do |
Hitci
Horizontalni | Kosi hitac | Kosi hitac naniže | ||
---|---|---|---|---|
Brzina po X osi |
α - ugao ispaljivanja | |||
Početna brzina po Y osi | ||||
Brzina po Y osi | ||||
X pozicija |
MAX (domet): | |||
Y pozicija |
h - visina |
MAX: (najveća visina): |
||
Vreme padanja | se dobija iz pozitivnog rešenja kvadratne jednačine za y poziciju | |||
Ugao padanja | ||||
Za ugao pri udaru: | ||||
Poluprečnik zakrivljenosti |
MAX: , |
|||
Tangencijalno ubrzanje | ||||
Normalno ubrzanje | ||||
Jednačina trajektorije |
Dinamika
Tranzitivno kretanje
Jednačina translacije
m - masa a - ubrzanje | ||
Gustina |
m - masa V - zapremina | |
Brzina |
| |
Pređeni put | ||
Kinetička energija |
| |
Impuls |
Rotaciono kretanje
Jednačina rotacije
Kad telo rotira oko nekog centra Množimo silu sa udaljenosti do centra predmeta koji rotira (npr. sa r ako imamo poluprečnik) | ||
Ugaono ubrzanje |
- tangencijalno ubrzanje (ubrzanje objekata koji rotiraju oko centra) Ako se za npr. valjak okači predmet, ubrzanje tog predmeta će biti at. | |
Kinetička energija |
| |
Moment impulsa | ||
Brzina |
Tranzitivno i rotaciono kretanje
Kinetička energija |
gde je | |
Potencijalna energija |
Sudari
Impuls |
|
Napomene
- Ako se telo koje rotira i translira u isto vreme sudari sa drugim telom sa će se tranzitivna kinetička energija važiti u zakonu održavanja kinetičke energije.
- Ako postoji nekonzervativna sila (sila trenja, otpora sredine, viskoznosti), zakon održavanja energije ne važi. Tada je rad sile trenja jednak promeni energije . Formula za rad je , gde je F sila, a s rastojanje.
- Elastičan sudar znači da su tela odvojena nakon sudara.
- Moment inercije zavarenih tela se sabira.
Oscilacije
Klatna
Period oscilovanja |
| |
Sopstevna kružna frekvencija | ||
Prečnik centra mase |
m - masa r - udaljenost od centra predmeta do mesta oscilovanja |
Fizička klatna
Za translacije z = x, za rotacije z = θ
Harmonijske oscilacije
φ - početni fazni ugao, ako telo kreće iz ravnotežnog položaja ili se ništa ne kaže on je 0, ako kreće od amplitude on je | ||
Brzina oscilovanja |
MAX: , maksimalna je kad je telo u ravnotežnom položaju | |
Ubrzanje oscilovanja |
MAX: , maksimalna je kad je telo u amplitudi | |
Kinetička energija |
Ako je sistem u amplitudi tada je brzina nula i samim tim i kinetička enegija, tj. sva energija je potencijalna. MAX: | |
Potencijalna energija |
Prigušene oscilacije
Jednačina tela koja transliraju gde je α koeficijent prigušenja | ||
Kružna frekvencija prigušenih oscilacija | ||
Logaritamski dekrement | ||
Faktor dobrote |
Ako je : | |
Kvazi periodične oscilacije -
A - amplituda prigušenja | ||
Aperiodične oscilacije - | ||
Kritično prigušene oscilacije - |
Prinudne oscilacije
F0 - amplituda sile Ω - kružna frekvencija prinudne sile | ||
Jednačina tela koja transliraju | ||
Amplituda prinudnih oscilacija | ||
Početni ugao | ||
Rezonantna kružna frekvencija prinudne sile | ||
Rezonantna amplituda |
Napomene
- Kod translacija prvo radimo ravnotežno stanje. Iz ravnotežnog stanja ubacujemo Fg u jednačinu kretanja. Jednačinu kretanja štelujemo na ili gde je θ ugao za koje se telo pomerilo.
- Ako ima više spojenih tela onda se njihovi momenti inercija sabiraju.
Talasi
Doplerov efekat
Frekvencija Doplerovog efekta |
| |
Frekvencija izbijanja / zvučnih udara |
Ako postoje dve frekvencije u nekom prostoru, postoji i treća izračunata preko formule. |
Jačina zvuka
Objektivna jačina zvuka (intenzitet) |
se dodaje samo ako ima apsorbcija μ - koeficijent apsorbcije | |
Srednja snaga |
Ako izvor osciluje sa jednom frekvencijom Ako izvor osciluje sa nekom amplitudom Ako su oba data k - neka konstanta | |
Subjektivna jačina (nivo zvuka) |
Prag čujnosti - 0 Granica bola - 120db I0 - |
Transverzalni talasi
Brzina talasa | Čvrsto stanje (može da se prostire samo u njemu)
F - sila kojom smo zategli žicu sa oba kraja | |
Podužna masa |
l - dužina žice Kilogrami/metri | |
Masa |
ρ - gustina | |
Zapremina |
r - poluprečnik žice |
Longitudinalni talasi
Brzina talasa |
Čvrsto stanje
Tečno stanje
Gasovito stanje
| |
Jednačina talasa
w - kružna frekvencija t - vreme x - put koji talas prelazi | ||
Talasni broj |
λ - talasna dužina (dužina koju talas pređe po jednoj oscilaciji, tj. za vreme jednog perioda) | |
Talasna dužina | ||
Brzina oscilovanja čestica | ||
Ubrzanje oscilovanja čestica | ||
Energija talasa |
m - masa | |
Intenzitet talasa |
Izvori zvuka
Dužina žice | Ako je kanap učvršćen ili cev zatvorena ili otvorena na oba kraja
Ako je kanap učvršćen ili cev zatvorena na jednom kraju Ako je kanap učvršćen na sredini λ - talasna dužina n - broj harmonika (osnovni = 1, x viši = x + 1) | |
Brzina talasa |
| |
Koeficijent refleksije amplitude |
c1 - brzina talasa u prvoj c2 - brzina talasa u drugoj | |
Koeficijent transmisije amplitude |
| |
Koeficijent refleksije snage |
| |
Koeficijent transmisije snage |
Napomene
- Ljudi čuju od 20Hz do 20kHz (20000Hz).
- Ako imamo dva izvora zvuka koji idu do nekog objekta, intenzitet zvuka na tom objektu je zbir intenziteta oba.
- Talasu se menja brzina kada promeni okruženje.
- Ako su žice u istoj rezonanciji znači da imaju istu frekvenciju.
- Ako imamo cevi u njima je C jednak brzini sredine koja se nalazi u cevi.
Optika
Ogledala
Uvećanje |
p - udaljenost predmeta od temena l - udaljenost lika od temena P - visina predmeta L - visina lika | |
Žižna daljina |
ova formula ne radi na sočivima R - poluprečnik ogledala | |
Optička jačina | ||
Jednačina ogledala
Leva strana je + ako je ogledalo udubljeno. Desna strana je + ako je lik realan. p - udaljenost predmeta od temena l - udaljenost lika od temena Ako smo žižnu daljinu dobili iz sistema onda ne gledamo znak. | ||
Jednačina sočiva
Leva strana je + ako je sočivo sabirno. Obratiti pažnju da kada delovi sočiva gledaju u suprotnom smeru da je jedan od njih negativan. R1 - poluprečnik ogledala sa leve strane R2 - poluprečnik ogledala sa desne strane | ||
Indeks prelamanja |
C0 je brzina svetlosti u vakuumu. Prelamanje ka normali je kada iz manje u veću. (?) Zakon prelamanja: a - upadni, B - prelomni ugao Totalna refleksija kad ide iz gušće u ređu sredinu. Košijeva teorema: |
Plan-paralelna ploča
Razlika između toga gde se zrak prostire nakon prolaska kroz plan-paralelnu pločicu i gde bi zrak išao da nje nije bilo |
d - širina ploče |
Ugao pod kojim svetlost pada se i odbije.
C je centar kruga koji bi mogao da se izgradi pomoću zakrivljenog ogledala. Nalazi se na glavnoj optičkoj osi.
T je mesto dodira između glavne optičke ose i ogledala. Rastojanje između te tačke i tačke C je R ogledala.
F je fokus (žiža) i nalazi se između T i C na glavnoj optičkoj osi.
Karakteristični zraci udubljenog:
- Ako ide paralelno na optičku osi odbiće se tako da prolazi kroz žižu.
- Ako prolazi kroz žižu odbiće se tako da ide paralelno na optičku osu.
- Zrak ide direktno u teme i odbije se tako da je glavna optička osa normala.
- Prolazi kroz centar i odbije se isto tako kako je i došao.
Ako se traži prividna dubina, od predmeta koji posmatramo povučemo normalu ka gore i gde se ta normala seče sa linijom vidika posmatrača tu se nalazi prividna dubina.
Ako svetlost uđe pod pravim uglom ona se ne prelama.
Kod ispupčenih ogledala i rasipnih sočiva, lik je uvek virtuelan, uspravan i umanjen.
Kad se presek zrakova nalazi na suprotnoj strani tada je lik imaginaran, u suprotnom je realan.
Kad se presek zrakova nalazi na manjem rastojanju od rastojanja predmeta do tačke T tada je lik umanjen.
Udubljeno (konkavno) ogledalo i sabirno sočivo
Realan | Umanjen | Obrnut | |
Realan | Isti | Obrnut | |
Realan | Uvećan | Obrnut | |
Ne postoji, formira se u beskonačnosti | / | / | |
Imaginaran | Uvećan | Pravilan |
Napomene
- Sočiva mogu biti sabirna i rasipna. Kod sabirnih se prelomljeni zraci seku u žižama, a kod rasipnih se produžeci prelomljenih zrakova seku u žiži kojih ima dve.
- Kad imamo sistem od više sočiva onda žižnu daljinu možemo da izračunamo kao
- Ljudsko oko je najosetljivije na λ = 555nm
- Da bi svetlost bila linearno polarizovana treba da važi
Termodinamika
Procesi
Pritisak | ||
Zapremina | ||
Broj molova |
M - molarna masa m - masa | |
Univerzalna gasna konstanta | ||
Temperatura | ||
Pri promeni količine temperature, menjaju se P, V i T, dok n i R ostaju konstantni što možemo da iskoristimo kao vezu.
Izo procesi - P, V ili T ostaju konstantni Izotermski procesi - T je konstantno: Izohorski procesi - V je konstantno: Izobarski proces - P je konstantno: Politropski proces - ništa nije konstantno: n - koeficijent politrope Adijabatske jednačine:
m^3 u centimetre^3 | ||
Količina toplote |
m - masa gasa
Prvi princip termodinamike (ništa nije konstantno): Kad je T konstantno: →→ Kad je V konstantno: →→ Kad je P konstantno:
Adijabatski proces: → | |
Koeficijent politrope | ||
Speicifična toplota | ||
Specifična molarna toplota | ||
Unutrašnja energija |
| |
Molarni toplotni kapacitet pri konstantnoj zapremini | 3R/2 za jedno, 5R/2 za dvo, 3R za vise | |
Molarni toplotni kapacitet pri konstantnom pritisku | 5R/2 za jedno, 7R/2 za dvo, 4R za vise | |
Koeficijent adijabatskog procesa |
Toplotni motori
Koristan rad | ||
Stepen korisnog dejstva |
samo za karnoov ciklus Th - temperatura hladnjaka Tg - temperatura grejača | |
Koeficijent grejanja |
samo za Karnoov ciklus | |
Koeficijent hlađenja |
samo za Karnoov ciklus | |
Entropija |
Napomene
- 1 Bar = 10^5 Paskala
- Rad u PV može da se izračuna kao površina ispod dijagrama. + je ako se povećava, - ako se smanjuje.
- Ako je proces kružan, promena entropije je 0.