Физика/Формуле
Предзнање
- Растојање између тачака:
- Синусна теорема:
- Двоструки угао:
- Једначина елипсе: (велика полуоса је , а мала .)
- Једначина хиперболе: (реална полуоса је , а имагинарна .)
Силе
Сила Земљине теже |
Од центра масе ка доле | |
Сила реакције подлоге |
Од центра масе тела у супротном правцу од подлоге | |
Сила трења |
Супротно од правца кретања ако подлога није глатка μ - Коефицијент силе трења | |
Сила потиска |
Делује ка горе
| |
Сила еластичности |
Више опруга се могу сабрати у једну:
| |
Слика отпора средине / вискозности |
Делује ка горе:
|
Момент инерције
Ознака: m - маса r - полупречник l - дужина
- Материјална тачка и прстен:
- Диск и ваљак:
- Лопта (шупља):
- Лопта (пуна):
- Штап:
- Ако предмет не ротира око свог центра онда се његовом моменту инерције додаје , где је d растојање од центра предмета до места на ком ротира.
Кинематика
Транзитивно кретање
Брзина | ||
Убрзање |
| |
Тангецијално убрзање | ||
Нормално убрзање |
ако је праволинијско кретање оно је 0 R - полупречник кривине трајекторије | |
Једначина трајекторије |
Ротационо кретање
Пређени угао | ||
Угаона брзина | ||
Рашчлањивање није успело (⧼math_empty_tex⧽): {\displaystyle } | Угаоно убрзање |
|
Тангенцијално убрзање | ||
Нормално убрзање | ||
Интензитет убрзања | ||
Брзина са стране | ||
Пређени пут тачке која ротира |
Кретања по y оси
Слободан пад | Хитац наниже | Хитац навише | ||
---|---|---|---|---|
Брзина |
- ако је хитац навише ако је слободан пад | |||
Висина |
Ако се тражи највећа висина код хитца навише узима се: | |||
Vreme od dole do |
Хитци
Хоризонтални | Коси хитац | Коси хитац наниже | ||
---|---|---|---|---|
Брзина по X оси |
α - угао испаљивања | |||
Почетна брзина по Y оси | ||||
Брзина по Y оси | ||||
X позиција |
MAX (домет): | |||
Y позиција |
h - висина |
MAX: (највећа висина): |
||
Време падања | се добија из позитивног решења квадратне једначине за y позицију | |||
Угао падања | ||||
За угао при удару: | ||||
Полупречник закривљености |
MAX: , |
|||
Тангенцијално убрзање | ||||
Нормално убрзање | ||||
Једначина трајекторије |
Динамика
Транзитивно кретање
Једначина транслације
m - маса a - убрзање | ||
Густина |
m - маса V - запремина | |
Брзина |
| |
Пређени пут | ||
Кинетичка енергија |
| |
Импулс |
Ротационо кретање
Једначина ротације
Кад тело ротира око неког центра Множимо силу са удаљености до центра предмета који ротира (нпр. са r ако имамо полупречник) | ||
Угаоно убрзање |
- тангенцијално убрзање (убрзање објеката који ротирају око центра) Ако се за нпр. ваљак окачи предмет, убрзање тог предмета ће бити at. | |
Кинетичка енергија |
| |
Момент импулса | ||
Брзина |
Транзитивно и ротационо кретање
Кинетичка енергија |
где је | |
Потенцијална енергија |
Судари
Импулс |
|
Напомене
- Ако се тело које ротира и транслира у исто време судари са другим телом са ће се транзитивна кинетичка енергија важити у закону одржавања кинетичке енергије.
- Ако постоји неконзервативна сила (сила трења, отпора средине, вискозности), закон одржавања енергије не важи. Тада је рад силе трења једнак промени енергије . Формула за рад је , где је F сила, а s растојање.
- Еластичан судар значи да су тела одвојена након судара.
- Момент инерције заварених тела се сабира.
Осцилације
Клатна
Период осциловања |
| |
Сопстевна кружна фреквенција | ||
Пречник центра масе |
m - маса r - удаљеност од центра предмета до места осциловања |
Физичка клатна
За транслације z = x, за ротације z = θ
Хармонијске осцилације
φ - почетни фазни угао, ако тело креће из равнотежног положаја или се ништа не каже он је 0, ако креће од амплитуде он је | ||
Брзина осциловања |
MAX: , максимална је кад је тело у равнотежном положају | |
Убрзање осциловања |
MAX: , максимална је кад је тело у амплитуди | |
Кинетичка енергија |
Ако је систем у амплитуди тада је брзина нула и самим тим и кинетичка енегија, тј. сва енергија је потенцијална. MAX: | |
Потенцијална енергија |
Пригушене осцилације
Једначина тела која транслирају где је α коефицијент пригушења | ||
Кружна фреквенција пригушених осцилација | ||
Логаритамски декремент | ||
Фактор доброте |
Ако је : | |
Квази периодичне осцилације -
A - амплитуда пригушења | ||
Апериодичне осцилације - | ||
Критично пригушене осцилације - |
Принудне осцилације
F0 - амплитуда силе Ω - кружна фреквенција принудне силе | ||
Једначина тела која транслирају | ||
Амплитуда принудних осцилација | ||
Почетни угао | ||
Резонантна кружна фреквенција принудне силе | ||
Резонантна амплитуда |
Напомене
- Код транслација прво радимо равнотежно стање. Из равнотежног стања убацујемо Fg у једначину кретања. Једначину кретања штелујемо на или где је θ угао за које се тело померило.
- Ако има више спојених тела онда се њихови моменти инерција сабирају.
Таласи
Доплеров ефекат
Фреквенција Доплеровог ефекта |
| |
Фреквенција избијања / звучних удара |
Ако постоје две фреквенције у неком простору, постоји и трећа израчуната преко формуле. |
Јачина звука
Објективна јачина звука (интензитет) |
се додаје само ако има апсорбција μ - коефицијент апсорбције | |
Средња снага |
Ако извор осцилује са једном фреквенцијом Ако извор осцилује са неком амплитудом Ако су оба дата k - нека константа | |
Субјективна јачина (ниво звука) |
Праг чујности - 0 Граница бола - 120db I0 - |
Трансверзални таласи
Брзина таласа | Чврсто стање (може да се простире само у њему)
F - сила којом смо затегли жицу са оба краја | |
Подужна маса |
l - дужина жице Килограми/метри | |
Маса |
ρ - густина | |
Запремина |
r - полупречник жице |
Лонгитудинални таласи
Брзина таласа |
Чврсто стање
Течно стање
Гасовито стање
| |
Једначина таласа
w - кружна фреквенција t - време x - пут који талас прелази | ||
Таласни број |
λ - таласна дужина (дужина коју талас пређе по једној осцилацији, тј. за време једног периода) | |
Таласна дужина | ||
Брзина осциловања честица | ||
Убрзање осциловања честица | ||
Енергија таласа |
m - маса | |
Интензитет таласа |
Извори звука
Дужина жице | Ако је канап учвршћен или цев затворена или отворена на оба краја
Ако је канап учвршћен или цев затворена на једном крају Ако је канап учвршћен на средини λ - таласна дужина n - број хармоника (основни = 1, x виши = x + 1) | |
Брзина таласа |
| |
Коефицијент рефлексије амплитуде |
c1 - брзина таласа у првој c2 - брзина таласа у другој | |
Коефицијент трансмисије амплитуде |
| |
Коефицијент рефлексије снаге |
| |
Коефицијент трансмисије снаге |
Напомене
- Људи чују од 20Hz до 20kHz (20000Hz).
- Ако имамо два извора звука који иду до неког објекта, интензитет звука на том објекту је збир интензитета оба.
- Таласу се мења брзина када промени окружење.
- Ако су жице у истој резонанцији значи да имају исту фреквенцију.
- Ако имамо цеви у њима је C једнак брзини средине која се налази у цеви.
Оптика
Огледала
Увећање |
p - удаљеност предмета од темена l - удаљеност лика од темена P - висина предмета L - висина лика | |
Жижна даљина |
ова формула не ради на сочивима R - полупречник огледала | |
Оптичка јачина | ||
Једначина огледала
Лева страна је + ако је огледало удубљено. Десна страна је + ако је лик реалан. p - удаљеност предмета од темена l - удаљеност лика од темена Ако смо жижну даљину добили из система онда не гледамо знак. | ||
Једначина сочива
Лева страна је + ако је сочиво сабирно. Обратити пажњу да када делови сочива гледају у супротном смеру да је један од њих негативан. R1 - полупречник огледала са леве стране R2 - полупречник огледала са десне стране | ||
Индекс преламања |
C0 је брзина светлости у вакууму. Преламање ка нормали је када из мање у већу. (?) Закон преламања: a - упадни, B - преломни угао Тотална рефлексија кад иде из гушће у ређу средину. Кошијева теорема: |
План-паралелна плоча
Разлика између тога где се зрак простире након проласка кроз план-паралелну плочицу и где би зрак ишао да ње није било |
d - ширина плоче |
Угао под којим светлост пада се и одбије.
C је центар круга који би могао да се изгради помоћу закривљеног огледала. Налази се на главној оптичкој оси.
T је место додира између главне оптичке осе и огледала. Растојање између те тачке и тачке C је R огледала.
F је фокус (жижа) и налази се између T и C на главној оптичкој оси.
Карактеристични зраци удубљеног:
- Ако иде паралелно на оптичку оси одбиће се тако да пролази кроз жижу.
- Ако пролази кроз жижу одбиће се тако да иде паралелно на оптичку осу.
- Зрак иде директно у теме и одбије се тако да је главна оптичка оса нормала.
- Пролази кроз центар и одбије се исто тако како је и дошао.
Ако се тражи привидна дубина, од предмета који посматрамо повучемо нормалу ка горе и где се та нормала сече са линијом видика посматрача ту се налази привидна дубина.
Ако светлост уђе под правим углом она се не прелама.
Код испупчених огледала и расипних сочива, лик је увек виртуелан, усправан и умањен.
Кад се пресек зракова налази на супротној страни тада је лик имагинаран, у супротном је реалан.
Кад се пресек зракова налази на мањем растојању од растојања предмета до тачке T тада је лик умањен.
Удубљено (конкавно) огледало и сабирно сочиво
Реалан | Умањен | Обрнут | |
Реалан | Исти | Обрнут | |
Реалан | Увећан | Обрнут | |
Не постоји, формира се у бесконачности | / | / | |
Имагинаран | Увећан | Правилан |
Напомене
- Сочива могу бити сабирна и расипна. Код сабирних се преломљени зраци секу у жижама, а код расипних се продужеци преломљених зракова секу у жижи којих има две.
- Кад имамо систем од више сочива онда жижну даљину можемо да израчунамо као
- Људско око је најосетљивије на λ = 555nm
- Да би светлост била линеарно поларизована треба да важи
Термодинамика
Процеси
Притисак | ||
Запремина | ||
Број молова |
M - моларна маса m - маса | |
Универзална гасна константа | ||
Температура | ||
При промени количине температуре, мењају се P, V i T, док n и R остају константни што можемо да искористимо као везу.
Изо процеси - P, V или T остају константни Изотермски процеси - T је константно: Изохорски процеси - V је константно: Изобарски процес - P је константно: Политропски процес - ништа није константно: n - коефицијент политропе Адијабатске једначине:
m^3 у центиметре^3 | ||
Количина топлоте |
m - маса гаса
Први принцип термодинамике (ништа није константно): Кад је T константно: →→ Кад је V константно: →→ Кад је P константно:
Адијабатски процес: → | |
Коефицијент политропе | ||
Спеицифична топлота | ||
Специфична моларна топлота | ||
Унутрашња енергија |
| |
Моларни топлотни капацитет при константној запремини | 3R/2 za jedno, 5R/2 za dvo, 3R za vise | |
Моларни топлотни капацитет при константном притиску | 5R/2 za jedno, 7R/2 za dvo, 4R za vise | |
Коефицијент адијабатског процеса |
Топлотни мотори
Користан рад | ||
Степен корисног дејства |
samo za karnoov ciklus Th - температура хладњака Tg - температура грејача | |
Коефицијент грејања |
само за Карноов циклус | |
Коефицијент хлађења |
само за Карноов циклус | |
Ентропија |
Напомене
- 1 Бар = 10^5 Паскала
- Рад у PV може да се израчуна као површина испод дијаграма. + је ако се повећава, - ако се смањује.
- Ако је процес кружан, промена ентропије је 0.