POMOCNIK GIMNAZJALISTY

 

ważne wzory i definicje z fizyki

 

 

 

 

 

 

opracowała mgr Irena Kemska

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KLASA I 3

I. WIADOMOŚCI WSTĘPNE.. 3

II. HYDROSTATYKA I AEROSTATYKA.. 4

 

Klasa II 4

I. KINEMATYKA.. 4

II. DYNAMIKA.. 4

III. CIEPŁO.. 4

 

KLASA III 4

I. ELEKTROSTATYKA.. 4

II. PRĄD ELEKTRYCZNY.. 4

III. POLE MAGNETYCZNE.. 4

IV. INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA.. 4

V. OPTYKA GEOMETRYCZNA.. 4


KLASA I

 

I. WIADOMOŚCI WSTĘPNE

 

1. POZNANE WIELKOSCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

długość

l

1m

pole

S

1m2

objętość

V

1m3

siła

F

1N

masa

m

1kg

ciężar

F,P

1N

gęstość

r

ciśnienie

p

 

2. ZALEŻNOŚCI MIĘDZY JEDNOSTKAMI

 

jednostki długości

jednostki pola

jednostki objętości

jednostki masy

 

 

 

 

1km = 1000m

1km2 = 1000000m2

1km3

1t = 1000kg

1dm = 0,1m

1dm2 = 0,01m2

1dm3 = 0,001m3

1dag = 0,01kg

1cm = 0,01m

1cm2 = 0,0001m2

1cm3 = 0,000001m3

1g = 0,001kg

1mm= 0,001m

1mm2= 0,000001m2

1mm3= 0,000000001m3

1mg = 0,000001kg

 

3. PRZYKŁAD ZAMIANY JEDNOSTEK

 

250 cm2 = 250 · 0,0001 m2 = 0,025 m2

340 g = 340 · 0,001kg = 0,34 kg

 

4. OBLICZANIE CIĘŻARU WEDŁUG WZORU

F = m · g

 

Przykład 1

Przykład 2

m =0,2 kg

m=42 dag = 42 · 0,01 kg = 0,42 kg

F=0,2 kg · 10 N/kg = 2 N

F=0,42 kg · 10 N/kg = 4,2 N

 

5. GĘSTOŚĆ

definicja

gęstość jest to  masa jednej jednostki objętości

 

wzór

 

 

r -  gęstość

m-  masa

V-   objętość

 

 

II. HYDROSTATYKA I AEROSTATYKA

 

1. CIŚNIENIE

definicja

Ciśnienie jest to siła nacisku przypadająca na jedną jednostkę pola powierzchni

 

wzór

 

p- ciśnienie

F – siła nacisku

S – pole powierzchni

 

2. PRAWO PASCALA

 

Ciśnienie zewnętrzne działające na ciecz lub gaz działa we wszystkich kierunkach jednakowo

 

3. CIŚNIENIE HYDROSTATYCZNE

definicja

Ciśnienie hydrostatyczne jest to ciśnienie w cieczy. Zależy od głębokości, na której zanurzone jest ciało.

 

 

wzór

p cieczy= r · g · h

 

r - gęstość cieczy

g- czynnik grawitacji

h- głębokość

 

4. PRAWO ARCHIMEDESA

 

Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu o kierunku pionowym, zwrocie ku górze i o wartości równej ciężarowi wypartej cieczy

 

wzór

W = r · V  · g

 

W-siła wyporu

r-gęstość cieczy

V-objętość ciała

g- czynnik grawitacji

 

Klasa II

 

I. KINEMATYKA

 

1. POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

prędkość

v

przyśpieszenie

a

 

2. PRĘDKOŚĆ

definicja

prędkość informuje nas o tym, jaką drogę przebędzie ciało w ciągu jednej jednostki czasu

 

wzór   

 

v-prędkość

s-droga

t-czas

 

3. PRZYKŁAD ZAMIANY JEDNOSTKI

 

 

  

 

 

4. PRZYŚPIESZENIE

definicja

przyśpieszenie informuje nas o tym , o ile rośnie prędkość w jednej jednostce czasu

 

wzór

 

Δv – przyrost prędkości

Δt – przyrost(upływ) czasu

 

 

5. RODZAJE RUCHÓW

 

Rodzaj ruchu

Cecha charakterystyczna

wzory

v

s

a

jednostajny prostoliniowy

prędkość jest stała

s = v · t

a=0

jednostajnie przyśpieszony

prędkość  rośnie –przyśpieszenie jest stałe

vk = a · t

jednostajnie opóźniony

prędkość maleje-opóźnienie jest stałe

vp = a · t

 

II. DYNAMIKA

 

1. POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

pęd

p

praca

W

1J

moc

P

1W

energia

E

1 J

 

 

2. PĘD

definicja

pęd jest to iloczyn masy i prędkości ciała

 

wzór

p = m · v

 

m-masa ciała

v-prędkość

 

3. PRACA

definicja

praca jest to iloczyn siły i przesunięcia

wzór

W = F · r

 

F- siła ( działająca zgodnie z przesunięciem)

r- przesunięcie

 

4. MOC

definicja

moc informuje nas o tym, ile pracy wykonane zostało w jednej jednostce czasu

 

wzór

 

W- praca

t- czas

5. ENERGIA

 

energia to ,,magazyn pracy”

 

6. ENERGIA KINETYCZNA

definicja

energia kinetyczna jest to energia ciała będącego w ruchu

wzór

 

m- masa ciała

v- prędkość końcowa ciała

 

7. ENERGIA POTENCJALNA GRAWITACJI

definicja

energia potencjalna grawitacji jest to energia ciała będącego na pewnej wysokości w spoczynku

 

wzór

E pg= m · g · h

 

m- masa ciała

g- przyśpieszenie ziemskie

h- wysokość

 

8. ZASADY DYNAMIKI

 

Nazwa zasady

Założenie

Teza

Wzór

pierwsza

Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające się równoważą , to 

 ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym

 

druga

Jeżeli na ciało działa niezrównoważona, stała siła, to

ciało porusza się ruchem jednostajnie przyśpieszonym. Przyśpieszenie jest wprost proporcjonalne do działającej siły a odwrotnie proporcjonalne do masy ciała

trzecia

Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siłą ,to

Ciało B działa na ciało A siłą o tej samej wartości, tym samym kierunku lecz o przeciwnym zwrocie


 

9. ZASADA ZACHOWANIA PĘDU

 

W układzie odizolowanym od otoczenia całkowity pęd układu jest stały

 

wzór

 

p całk. = stałe

 

p całk.- suma pędów ciał w układzie

 

 

10. ZASADA ZACHOWANIA ENERGII

 

W układzie ciał odizolowanych od otoczenia całkowita energia układu jest stała

 

wzór

E całk. =stałe

 

E całk.- suma energii ciał w układzie

 

 

11. SIŁA DOŚRODKOWA

definicja

siła dośrodkowa jest to siła działająca na ciało poruszające się ruchem jednostajnym po okręgu. Kierunek siły jest zgodny z kierunkiem promienia krzywizny a zwrot ku środkowi okręgu. Przykładem siły dośrodkowej jest siła grawitacji

 

 

12. PRAWO POWSZECHNEGO CIĄŻENIA

 

Siła grawitacji między dwoma ciałami jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich mas a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

 

III. CIEPŁO

 

1. POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

ciepło

Q

1J

ciepło właściwe

c

ciepło topnienia

ct

ciepło parowania

cp

 

2. TEMPERATURA

definicja

temperatura jest to miernik energii wewnętrznej ciała

 

3. CIEPŁO

definicja

ciepło jest to przyrost energii wewnętrznej ciała

 

wzór

Q = m · c · Δ t

 

m- masa

c- ciepło właściwe

Δ t- przyrost temperatury

 

4. CIEPŁO WŁAŚCIWE

definicja

ciepło właściwe jest to ciepło potrzebne do ogrzania jednego kilograma substancji o jeden stopień

 

5. CIEPŁO TOPNIENIA

definicja

ciepło topnienia jest to ciepło potrzebne do stopienia jednego kilograma substancji

wzór

Q t = m · ct

 

Qt –ciepło potrzebne do stopienia ciała

m- masa

ct –ciepło topnienia

6. CIEPŁO PAROWANIA

definicja

ciepło parowania jest to ciepło potrzebne do wyparowania substancji w temperaturze wrzenia

 

KLASA III

 

I. ELEKTROSTATYKA

 

1. POLE  ELEKTROSTATYCZNE

 

pole elektrostatyczne jest to obszar wokół ciała w którym działają siły elektrostatyczne. Źródłem pola są ładunki  ( + lub - ) będące w spoczynku.

 

2. PRAWO COULOMBA

 

Siła przyciągania lub odpychania między dwoma ładunkami jest wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi

 

3. ZASADA ZACHOWANIA ŁADUNKU

 

W układzie odizolowanym od otoczenia całkowita liczba ładunków dodatnich i ujemnych nie ulega zmianie.

 

4. SPOSOBY ELEKTRYZOWANIA CIAŁ

 

Sposób elektryzowania

Charakterystyka

tarcie

wymuszone działającą siłą przejście elektronów z jednego ciała do drugiego. Elektryzowanie trwałe

dotyk

Samoistne przejście elektronów z jednego ciała do drugiego. Elektryzowanie trwałe

indukcja

Przesuwanie się elektronów w ciele pod wpływem ciała naelektryzowanego. Elektryzowanie nietrwałe

 

5. POZNANE POJĘCIA

 

UZIEMIENIE

 

uziemienie jest to zobojętnienie ciała poprzez połączenie go przewodnikiem z Ziemią

 

ELEKTROSKOP

 

elektroskop jest to przyrząd do wykrywania ciał naelektryzowanych

 

KONDENSATOR

 

kondensator jest to przyrząd służący do przechowywania ładunków elektrycznych

 

II. PRĄD ELEKTRYCZNY

 

1. POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

ładunek

q

1C

natężenie

I

1A

napięcie

U

1V

opór

R

1Ω

opór właściwy

r

1Ω · m

praca

W

1J

moc

P

1W

 

2. NATĘŻENIE

definicja

Natężenie określa nam, ile ładunku przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika w ciągu jednej jednostki czasu

 

Wzór

 

q- ładunek

t- czas

3. NAPIĘCIE

definicja

napięcie jest to różnica potencjałów na końcach przewodnika

 

wzór

 

W- praca

q- ładunek

 

4. OPÓR ELEKTRYCZNY

definicja

opór elektryczny przewodnika określa ilość przeszkód na drodze prądu elektrycznego

 

wzory

 

U- napięcie

I- natężenie

 

 

r- opór właściwy

l- długość przewodnika

S- pole przekroju

 

5. PRACA

wzór

W = U · I · t

 

I –natężenie

U –napięcie

t -czas

 

6. MOC

definicja

moc określa nam , ile pracy prąd wykonuje w ciągu jednej jednostki czasu

 

 wzór

 

W- praca

t- czas

 

7. OPÓR WŁAŚCIWY

definicja

opór właściwy jest to opór  przewodnika o jednostkowych wymiarach tzn. o długości 1m i o polu przekroju poprzecznego 1 m2

 

 

8. I PRAWO KIRCHHOFFA

 

Suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów wypływających z węzła

 

9. PRAWO OHMA

 

W obwodzie prądu elektrycznego stosunek napięcia do natężenia jest liczbą stałą

 

 

10. ŁĄCZENIA ODBIORNIKÓW

 

 

Typ łączenia

Cechy charakterystyczne

szeregowe

-natężenie jest stałe

-napięcie całkowite = sumie napięć na poszczególnych odbiornikach

-opór całkowity = sumie  oporów poszczególnych odbiorników

równoległe

-natężenie całkowite = sumie natężeń wpływających do węzła

-napięcie jest stałe

-odwrotność oporu całkowitego = sumie odwrotności poszczególnych oporów

 

 

III. POLE MAGNETYCZNE

 

pole magnetyczne jest to obszar w którym działają siły magnetyczne. Źródłem pola jest magnes lub przewodnik z prądem

 

 

1.POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

Indukcja magnetyczna

B

1 T (tesla)

Siła elektrodynamiczna

F

1 N

 

2. INDUKCJA MAGNETYCZNA

definicja

indukcja magnetyczna charakteryzuje  pole magnetyczne -  określa jego wielkość

 

3. SIŁA ELEKTRODYNAMICZNA

definicja

siła elektrodynamiczna jest to siła z jaką pole magnetyczne działa na przewodnik z prądem umieszczony w tym polu

 

wzór

 

F = B · I · l

 

B -indukcja magnetyczna

I -natężenie prądu

l –długość przewodnika

 

4. POZNANE POJĘCIA

 

IGŁA  MAGNETYCZNA

igła magnetyczna jest to magnes w kształcie dwustronnej wskazówki osadzony na szpilce

 

FERROMAGNETYK

ferromagnetyk jest to ciało wykazujące silne własności magnetyczne w obecności pola magnetycznego

 

ELEKTROMAGNES

elektromagnes jest to  zwojnica z umieszczonym wewnątrz niej rdzeniem  z ferromagnetyka

 

DOMENA MAGNETYCZNA

domeny są to obszary stałego namagnesowania w ferromagnetyku

 

SILNIK ELEKTRYCZNY

silnik jest to urządzenie zamieniające energię elektryczną na energię mechaniczną

 

IV. INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA

 

1. ZJAWISKO INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

 

 

Zjawisko indukcji polega na wytworzeniu prądu indukcyjnego w przewodniku pod wpływem zmiennego pola magnetycznego w otoczeniu przewodnika

 

 

2. PRĄD INDUKCYJNY

 

prąd indukcyjny jest to prąd płynący w przewodniku umieszczonym w zmiennym polu magnetycznym. Prąd indukcyjny jest prądem przemiennym.

 

 

3. PRĄD PRZEMIENNY

 

prąd przemienny jest to prąd o zmiennym natężeniu i o zmieniającym się z określoną częstotliwością kierunku przepływu

 

4. POZNANE WIELKOŚCI FIZYCZNE

 

 

Wielkość fizyczna

Symbol

Podstawowa jednostka

okres

T

1s

częstotliwość

f

1 Hz

 

 

5. OKRES

 

okres jest to czas trwania jednego pełnego drgnienia prądu ( ruch ,,tam i z powrotem”).

 

6. CZĘSTOTLIWOŚĆ

definicja

częstotliwość jest to ilość pełnych drgnień wykonanych w ciągu jednej jednostki czasu

 

wzór

 

T- okres

f- częstotliwość

 

7. PRĄDNICA

 

prądnica jest to urządzenie przetwarzające energię mechaniczną na energię elektryczną

 

8. TRANSFORMATOR

 

transformator  jest to urządzenie służące do podwyższania lub obniżania napięcia Prąd w transformatorze jest przenoszony z jednego uzwojenia na drugie i jednocześnie przetwarzany.

 

9. WZORY OPISUJĄCE TRANSFORMATOR

 

 

p- przekładnia transformatora

n2- liczba zwoi w uzwojeniu wtórnym

n1- liczba zwoi w uzwojeniu pierwotnym

 

 

 

 

U2- napięcie w uzwojeniu wtórnym

U1- napięcie w uzwojeniu pierwotnym

 

 

 

 

I1- natężenie prądu w uzwojeniu pierwotnym

I2- natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym

 

10. FALE ELEKTROMAGNETYCZNE

 

fala elektromagnetyczna jest to rozchodzące się w przestrzeni z prędkością  pole elektromagnetyczne (wzajemnie prostopadłe pola elektryczne i magnetyczne)

 

11. DŁUGOŚĆ FALI

 

długość fali jest to odległość jaką przebywa fala w czasie jednej pełnej zmiany pola

 

12. WIDMO FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

 

widmo fal jest to spis wszystkich fal od najdłuższych do najkrótszych:

  1. fale o częstotliwości przemysłowej
  2. fale radiowe
  3. mikrofale
  4. światło podczerwone
  5. światło widzialne
  6. światło nadfioletowe
  7. promienie Roentgena ( C )
  8. promieniowanie ( g )

 

V. OPTYKA GEOMETRYCZNA

 

 

1. PRAWO ODBICIA

 

Światło odbija się od powierzchni w taki sposób, że kąt padania ( między promieniem padającym  a prostą  prostopadłą ) jest równy kątowi odbicia ( między promieniem odbitym a prostą prostopadłą). Kąty te leżą w jednej płaszczyźnie

 

 

2. ODBICIE ZWIERCIADLANE

 

odbicie zwierciadlane jest wówczas, gdy wiązka promieni równoległych po odbiciu od powierzchni jest dalej wiązką równoległą

 

 

3. ŚWIATŁO ROZPROSZONE

 

jeżeli  wiązka promieni równoległych po odbiciu od powierzchni chropowatej  odbija się w różnych kierunkach to takie zjawisko nazywamy światłem rozproszonym

 

 

4. OGNISKO ZWIERCIADŁA

 

ogniskiem zwierciadła ( F )  nazywamy punkt leżący na osi głównej , w którym przecinają się wszystkie promienie odbite od zwierciadła przed odbiciem biegnące równolegle do osi optycznej

 

 

5. OBRAZY UZYSKIWANE W ZWIERCIADŁACH

 

Rodzaj zwierciadła

Odległość przedmiotu

Cechy obrazu

płaskie

dowolna

obraz symetryczny, urojony

 

x > 2F

obraz pomniejszony, odwrócony, rzeczywisty

kuliste wklęsłe

F < x < 2F

obraz powiększony, odwrócony, rzeczywisty

 

x < F

obraz powiększony, prosty, urojony

kuliste wypukłe

dowolna

obraz pomniejszony, prosty, urojony

 

 

6. PRAWO ZAŁAMANIA

 

światło przechodząc z ośrodka rzadkiego do gęstego załamuje się ku prostej prostopadłej i odwrotnie

 

 

 PŁYTKA RÓWNOLEGŁOŚCIENNA

 

płytka równoległościenna jest to płytka o dwóch powierzchniach równoległych. Światło przechodząc przez płytkę dwukrotnie się załamuje i ulega przesunięciu równoległemu w stosunku do wiązki padającej. Przesunięcie to zależy od grubości płytki

 

 PRYZMAT

 

pryzmat jest to bryła ze szkła w kształcie graniastosłupa o podstawie trójkąta Światło przechodząc przez pryzmat dwukrotnie załamuje się i ulega rozszczepieniu na pojedyncze barwy od czerwonej do fioletowej , wchodzące w skład światła białego.

 

 SOCZEWKI

 

soczewka jest to bryła szklana o dwóch lub jednej powierzchni kulistych. Światło przechodząc przez soczewkę dwukrotnie się załamuje w wyniku czego ulega skupieniu lub rozproszeniu .Soczewki skupiające mają zdolność skupiającą dodatnią a soczewki rozpraszające ujemną

 

7. ZDOLNOŚĆ SKUPIAJĄCA SOCZEWKI

definicja

zdolność skupiająca soczewki jest to odwrotność jej ogniskowej. Mierzymy ją w dioptriach ( 1 D)

 

wzór

 

Z- zdolność skupiająca

f- ogniskowa

 

 

8. RÓWNANIE SOCZEWKI

 

 

 

x- odległość przedmiotu od soczewki

y- odległość obrazu od soczewki

f- odległość ogniska od soczewki