Физика/Формуле

Извор: SI Wiki
Пређи на навигацију Пређи на претрагу

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

  • V - запремина дела тела који је потопљен
  • p - густина простора у коме се тело налази
Сила еластичности
  • k - коефицијент еластичности
  • x - колико смо истегли опругу

Више опруга се могу сабрати у једну:

  • Ако су поруге паралелне:
  • Ако су опруге редне (везане једна за другу или кроз другу):
Слика отпора средине / вискозности

Делује ка горе:

  • b - дата константа
  • v - брзина тела

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: ,
MIN: ,

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)
R - полупречник

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
  • - импулс испаљеног тела
  • - импулс испаљеног тела после удара
  • - импулс удареног тела после удара
  • - угао између хоризонталне осе и путање након удара испаљеног тела
  • - угао између хоризонталне осе и путање након удара удареног тела

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
  • Математичко клатно
    • l - дужина канапа
  • ЛХО
    • k - коефицијент крутости опруге
    • m - колико смо извукли опругу
  • Физичко клатно, ЛХО
  • Физичко клатно без опруге
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
  • - брзина предмета је + ако се прималац креће ка извору
  • - брзина извора је + ако се извор креће од примаоца
  • c - брзина звука у окружењу
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

  • E - Јунгов модуо еластичности
  • p - густина средине кроз коју се простире

Течно стање

  • B - коефицијент стишљивости

Гасовито стање

  • P - притисак гаса
  • κ - коефицијент дијабатског процеса

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.