Формулы по физике для генератора

Формулы по физике для генератора

Генератор переменного тока

В оставшейся части этой главы мы применим принципы, изложенные в § 1 для анализа ряда явлений, обсуждавшихся в гл. 16. Сначала мы рассмотрим подробно генератор переменного тока. Такой генератор в основном состоит из проволочной катушки, вращающейся в однородном магнитном поле. Тот же самый результат может быть достигнут с помощью неподвижной катушки в магнитном поле, направление которого вращается по способу, описанному в предыдущей главе. Мы рассмотрим лишь первый случай. Пусть имеется круглая катушка из проволоки, которая может вращаться вокруг оси, проходящей вдоль одного из ее диаметров. И пусть эта катушка помещена в магнитное поле, перпендикулярное оси вращения (фиг. 17.6). Представим себе., что оба конца катушки выведены на внешнюю цепь с помощью каких-нибудь скользящих контактов.

Благодаря вращению катушки магнитный поток через нее будет меняться. Поэтому в цепи катушки появится э. д. с. Пусть S — площадь катушки, а θ — угол между магнитным полем и нормалью к плоскости катушки. Тогда поток через катушку равен

Если катушка вращается с постоянной угловой скоростью ω, то θ меняется со временем как ω Тогда э. д. с. Ε в катушке равна

Если мы выведем провода из генератора на некоторое расстояние от вращающейся катушки, в место, где магнитное поле равно нулю или хотя бы не меняется со временем, то ротор от Е в этой области будет равен нулю, и мы сможем определить электрический потенциал. В самом деле, если ток не уходит из генератора, то разность потенциалов между двумя проводами будет равна э. д, с. вращающейся катушки, т. е.

Разность потенциалов в проводах меняется как sin ωt. Такая меняющаяся разность потенциалов называется

Поскольку между проводами имеется электрическое поле, они должны быть электрически заряжены. Ясно, что э. д. с. генератора выталкивает лишние заряды в провода, пока их электрическое поле не становится достаточно сильным, чтобы в точности уравновесить силу индукции. Если посмотреть на генератор со стороны, то покажется, будто два провода электростатически заряжены до разности потенциалов а заряды как бы меняются со временем, создавая переменную разность потенциалов. Есть и еще одно отличие от того, что наблюдается в случае электростатики. Если присоединить генератор к внешней цепи, по которой может проходить ток, мы обнаружим, что э. д. с. не позволяет проводам разряжаться, а продолжает подпитывать их зарядами, когда из них уходит ток, стремясь сохранить на проводах одну и ту же разность потенциалов. Если генератор подключен к цепи, полное сопротивление которой равно ток в цепи будет пропорционален э. д. с. генератора и обратно пропорционален Поскольку э. д. с. синусоидально изменяется со временем, то и ток делает то же самое. Возникает переменный ток

Схема такой цепи приведена на фиг. 17.7.

Мы можем также заметить, что э. д. с. определяет количество энергии, поставляемое генератором. Каждый заряд в проводе получает в единицу времени энергию, равную F·v, где F — сила, действующая на заряд, a v — его скорость. Пусть теперь количество движущихся зарядов на единице длины провода равно тогда мощность, выделяющаяся в элементе провода, равна

В проводе скорость v всегда направлена вдоль так что мощность можно переписать в виде

Полная мощность, выделяемая во всей цепи, есть интеграл от этого выражения по всей петле:

Вспомним теперь, что — это ток / и что э. д. с. определяется как интеграл от по всей цепи. Мы получаем

Когда в катушке генератора имеется ток, на нее непременно действуют механические силы. В самом деле, мы знаем, что вращающий момент, действующий на катушку, пропорционален ее магнитному моменту, напряженности магнитного поля и синусу угла между ними. Магнитный момент есть ток катушки, умноженный на ее площадь. Поэтому вращающий момент равен

Скорость, с которой должна совершаться механическая работа, чтобы поддерживать вращение катушки, есть угловая скорость ω, умноженная на вращающий момент силы:

Сравнивая это выражение с (17.14), мы видим, что затраты механической работы в единицу времени, требуемые для вращения катушки против магнитных сил, в точности равны — электрической энергии, поставляемой э. д. с. генератора в единицу времени. Вся механическая энергия, расходуемая в генераторе, появляется в виде электрической энергии в цепи.

В качестве другого примера токов и сил, обусловленных индуцированной э. д. с, проанализируем, что же происходит в установке, показанной на фиг. 17.1. Имеются U-образная проволока и скользящая перемычка, расположенные в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости параллельных проволок. Теперь предположим, что «дно» U (левая часть фиг. 17.1) сделано из проволоки с большим сопротивлением, тогда как две боковые проволоки сделаны из хорошего проводника вроде меди — в этом случае нам не надо беспокоиться об изменении сопротивления цепи при движении перекладины. Как и раньше, э. д. с. цепи равна

Ток в цепи пропорционален этой э. д. с. и обратно пропорционален сопротивлению цепи:

Благодаря этому току на перемычку будет действовать магнитная сила, пропорциональная длине перемычки, току в ней и магнитному полю:

Подставляя / из (17.20), получаем для силы

Мы видим, что сила пропорциональна скорости перемещения перемычки. Направление силы, как легко понять, противоположно скорости. Такая «пропорциональная скорости» сила, похожая на силу вязкости, получается всякий раз, когда движущиеся проводники создают индуцированные токи в магнитном поле. Вихревые токи, о которых мы говорили в предыдущей главе, приводят также к силам, действующим на проводники и пропорциональным скорости проводника, хотя такие случаи в общем дают более сложные распределения токов, которые трудно анализировать.

При конструировании механических систем часто бывает удобно располагать тормозящими силами, пропорциональными скорости. Вихревые токи дают один из наиболее удобных способов получения таких зависящих от скорости сил.

Пример применения подобных сил можно найти в обычном домашнем счетчике — ваттметре. Там имеется тонкий алюминиевый диск, вращающийся между полюсами постоянного магнита. Этот диск приводится в движение маленьким электромотором, вращающий момент которого пропорционален мощности, потребляемой в электросети квартиры. Вихревые токи в диске вызывают силу сопротивления, пропорциональную скорости. Следовательно, скорость диска устанавливается пропорциональной скорости потребления электроэнергии. С помощью счетчика, присоединенного к вращающемуся диску, подсчитывается число оборотов диска. Так определяется полная потребленная энергия, т. е. число использованных ватт-часов.

Согласно формуле (17.22), сила от индуцированных токов, т. е. всякая сила от вихревых токов, обратно пропорциональна сопротивлению. Сила тем больше, чем лучше электропроводность материала. Причина, разумеется, заключается в том, что при малом сопротивлении э. д. с. создает больший ток, а большие токи дают большие механические силы.

Из наших формул мы можем увидеть, как механическая энергия превращается в электрическую энергию. Как и раньше, электрическая энергия, выделяемая в сопротивлении цепи, есть произведение Работа в единицу времени, совершаемая при движении перекладины, есть произведение силы, действующей на перекладину, на ее скорость. Используя для силы выражение (17.21), получаем работу в единицу времени:

Мы видим, что она действительно равна произведению которое мы получаем из (17.19) и (17.20). Снова механическая работа появляется в виде электрической энергии.

Мощность

О чем эта статья:

Определение мощности

Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.

В электромеханике данная величина тоже связана со скоростью, а конкретно — с тем, как быстро передается ток по участку цепи. Исходя из этого, мы можем рассмотреть еще одно определение.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Вид деятельности

Мощность, Вт

Бег со скоростью 9 км/ч

Плавание со скоростью 50 м/мин

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.

Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр. 🐴

Единицы измерения

Вт

1 эрг в секунду

1 метрическая лошадиная сила

Все формулы мощности

Зная определения, несложно понять формулы мощности, используемые в разных разделах физики — в механике и электротехнике.

В механике

Механическая мощность (N) равна отношению работы ко времени, за которое она была выполнена.

N = A / t, где A — работа, t — время ее выполнения.

Если вспомнить, что работой называется произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между ними, мы получим формулу измерения работы.

Если направления модуля приложения силы и модуля перемещения объекта совпадают, угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1. В таком случае формулу можно упростить:

A = F × S

Используем эту формулу для вычисления мощности:

N = A / t = F × S / t = F × V

В последнем выражении мы исходим из того, что скорость (V) равна отношению перемещения объекта на время, за которое это перемещение произошло.

В электротехнике

В общем случае электрическая мощность (P) говорит о скорости передачи энергии. Она равна произведению напряжения на участке цепи на величину тока, проходящего по этому участку.

P = I × U, где I — напряжение, U — сила тока.

В электротехнике существует несколько видов мощности: активная, реактивная, полная, пиковая и т. д. Но это тема отдельного материала, сейчас же мы потренируемся решать задачи на основе общего понимания этой величины. Посмотрим, как найти мощность, используя вышеуказанные формулы по физике.

Задача 1

Допустим, человек поднимает ведро воды из колодца, прикладывая силу 60 Н. Глубина колодца составляет 10 м, а время, необходимое для поднятия — 30 сек. Какова будет мощность в этом случае?

Решение:

Найдем вначале величину работы, используя тот факт, что мы знаем расстояние перемещения (глубину колодца 10 м) и приложенную силу 60 Н.

A = F × S = 60 Н × 10 м = 600 Дж

Когда известно значение работы и времени, найти мощность несложно:

N = A / t = 600 Дж / 30 сек = 20 Вт

Ответ: человек развивает мощность 20 ватт.

Задача 2

В комнате включена лампа мощностью 100 Вт. Напряжение домашней электросети — 220 В. Какая сила тока пройдет через эту лампу?

Решение:

Мы знаем, что Р = 100 Вт, а U = 220 В.

Поскольку P = I × U, следовательно I = P / U.

I = 100 / 220 = 0,45 А.

Ответ: через лампу пройдет сила тока 0,45 А.

Вопросы для самопроверки

Что характеризует механическая мощность?

Какие существуют единицы измерения мощности в физике?

Какая из единиц измерения считается устаревшей?

Мощность можно назвать скалярной величиной? Что это означает?

Как из формулы нахождения мощности получить работу?

Какой буквой обозначается мощность в механике, а какой — в электротехнике?

Какую работу производит за 30 минут устройство мощностью 600 Вт?

Как узнать напряжение в сети, если мы знаем мощность подключенного к ней прибора и силу тока, проходящую через прибор?

Если в течение 1 часа автомобиль №1 едет со скоростью 60 км/ч, а автомобиль №2 — со скоростью 90 км/ч, одинаковую ли мощность они развивают в это время?

Допустим, автобус отвез пассажиров из города А в город В за 1 час. Если он планирует вернуться в город А пустым по той же трассе и потратить на это 1 час, ему понадобится развить такую же мощность или меньшую?

Формулы кинематики с пояснениями по физике

— раздел физики, занимающийся исследованием законов движения идеальных тел.

Основные формулы с пояснениями, которые помогут в решении заданий ЕГЭ по физике: движение, скорость, ускорение.

Путь, время, скорость

• S — путь
• v — скорость
• t — время

Равномерное движение

• x — координата
• x — начальная координата
• v — скорость
• t — время

Равномерно ускоренное движение: ускорение

• a — ускорение
• v — скорость
• v — начальная скорость
• t — время

Равномерно ускоренное движение: скорость

• v — скорость
• v — начальная скорость
• a — ускорение
• t — время

Равномерно ускоренное движение: путь

• s — путь
• v — скорость
• t — время
• a — ускорение

Равномерно ускоренное движение: координата

• x — координата
• x — начальная координата
• v — скорость
• t — время
• a — ускорение

Высота тела, брошенного вертикально вверх (вниз)

h=h_0 + v_ < 0 >t — frac < gt^2 >

• h — высота
• h — начальная высота
• v — начальная скорость
• t — время
• g — ускорение свободного падения

Скорость тела, брошенного вертикально вверх (вниз)

• v — скорость
• v — начальная скорость
• g — ускорение свободного падения
• t — время

Скорость, ускорение, время

• v — скорость
• a — ускорение
• t — время

Скорость свободно падающего тела

• v — скорость
• g — ускорение свободного падения
• t — время

Центростремительное ускорение

• a — центростремительное ускорение
• v — скорость
• R — радиус

Угловая скорость

• ω — угловая скорость
• φ — угол
• t — время

Равномерное круговое движение

• l — длина дуги окружности
• R — радиус
• φ — угол

Равномерное круговое движение: линейная скорость

• v — линейная скорость
• R — радиус
• ω — угловая скорость

Период вращения

• T — период
• t — время
• N — число вращений

• T — период
• R — радиус
• v — линейная скорость

• T — период
• ω — угловая скорость

Центростремительное ускорение

• a — центростремительное ускорение
• R — радиус
• T — период вращения

• a — центростремительное ускорение
• R — радиус
• n — частота вращения

Частота вращения

• n — частота вращения
• T — период вращения

Центростремительное ускорение

• a — центростремительное ускорение
• ω — угловая скорость
• R — радиус

Дальность броска тела, брошенного под углом к горизонту

• x — координата (дальность)
• v — начальная скорость
• t — время
• α — угол

Высота подъема тела, брошенного под углом к горизонту

y=v_0t sin (alpha) — frac < gt^2 >

• y — координата (высота подъема )
• v — начальная скорость
• t — время
• g — ускорение свободного падения
• α — угол

Вертикальная скорость тела, брошенного под углом к горизонту

v_y=v_0* sin (alpha) — gt

• vy — вертикальная скорость
• v — начальная скорость
• α — угол
• g — ускорение свободного падения
• t — время

Максимальная высота подъема тела, брошенного под углом к горизонту

• hмакс — максимальная высота
• v — начальная скорость
• α — угол
• g — ускорение свободного падения

Общее время движения тела, брошенного под углом к горизонту

• t — время
• v — начальная скорость
• α — угол
• g — ускорение свободного падения

Дальность броска тела, брошенного горизонтально

• x — координата (дальность)
• x — начальная координата
• v — скорость
• t — время

Высота подъема тела, брошенного горизонтально

• y — координата (высота подъема)
• y — начальная координата (высота)
• g — ускорение свободного падения
• t — время

Общее время движения тела, брошенного горизонтально

• tмакс — максимальное время
• h — высота
• g — ускорение свободного падения

Коэффициент полезного действия (КПД) — формулы и расчеты

Трактовка понятия

Электродвигатель и другие механизмы выполняют определённую работу, которая называется полезной. Устройство, функционируя, частично растрачивает энергию. Для определения эффективности работы применяется формула ɳ= А1/А2×100%, где:

• А1 — полезная работу, которую выполняет машина либо мотор;
• А2 — общий цикл работы;
• η — обозначение КПД.

Показатель измеряется в процентах. Для нахождения коэффициента в математике используется следующая формула: η= А/Q, где А — энергия либо полезная работа, а Q — затраченная энергия. Чтобы выразить значение в процентах, КПД умножается на 100%. Действие не несёт содержательного смысла, так как 100% = 1. Для источника тока КПД меньше единицы.

В старших классах ученики решают задачи, в которых нужно найти КПД тепловых двигателей. Понятие трактуется следующим образом: отношение выполненной работы силового агрегата к энергии, полученной от нагревателя. Расчет производится по следующей формуле: η= (Q1-Q2)/Q1, где:

• Q1 — теплота, полученная от нагревательного элемента;
• Q2 — теплота, отданная холодильной установке.

Максимальное значение показателя характерно для циклической машины. Она оперирует при заданных температурах нагревательного элемента (Т1) и холодильника (Т2). Измерение осуществляется по формуле: η= (Т1-Т2)/Т1. Чтобы узнать КПД котла, который функционирует на органическом топливе, используется низшая теплота сгорания.

Плюс теплового насоса как нагревательного прибора заключается в возможности получать больше энергии, чем он может затратить на функционирование. Показатель трансформации вычисляется путём деления тепла конденсации на работу, затрачиваемую на выполнение данного процесса.

Мощность разных устройств

По статистике, во время работы прибора теряется до 25% энергии. При функционировании двигателя внутреннего сгорания топливо сгорает частично. Небольшой процент вылетает в выхлопную трубу. При запуске бензиновый мотор греет себя и составные элементы. На потерю уходит до 35% от общей мощности.

При движении механизмов происходит трение. Для его ослабления используется смазка. Но она неспособна полностью устранить явление, поэтому затрачивается до 20% энергии. Пример на автомобиле: если расход составляет 10 литров топлива на 100 км, на движение потребуется 2 л, а остаток, равный 8 л — потеря.

Если сравнивать КПД бензинового и дизельного моторов, полезная мощность первого механизма равна 25%, а второго — 40%. Агрегаты схожи между собой, но у них разные виды смесеобразования:

1. Поршни бензинового мотора функционируют на высоких температурах, поэтому нуждаются в хорошем охлаждении. Тепло, которое могло бы перейти в механическую энергию, тратится впустую, что способствует снижению КПД.
2. В цепи дизельного устройства топливо воспламеняется в процессе сжатия. На основе данного фактора можно сделать вывод, что давление в цилиндрах высокое, при этом мотор экологичнее и меньше первого аналога. Если проверить КПД при низком функционировании и большом объёме, результат превысит 50%.

Асинхронные механизмы

Расшифровка термина «асинхронность» — несовпадение по времени. Понятие используется во многих современных машинах, которые являются электрическими и способны преобразовывать соответствующую энергию в механическую. Плюсы устройств:

• простое изготовление;
• низкая цена;
• надёжность;
• незначительные эксплуатационные затраты.

Чтобы рассчитать КПД, используется уравнение η = P2 / P1. Для расчёта Р1 и Р2 применяются общие данные потери энергии в обмотках мотора. У большинства агрегатов показатель находится в пределах 80−90%. Для быстрого расчёта используется онлайн-ресурс либо личный калькулятор. Для проверки возможного КПД у мотора внешнего сгорания, который функционирует от разных источников тепла, используется силовой агрегат Стирлинга. Он представлен в виде тепловой машины с рабочим телом в виде жидкости либо газа. Вещество движется по замкнутому объёму.

Принцип его функционирования основан на постепенном нагреве и охлаждении объекта за счёт извлечения энергии из давления. Подобный механизм применяется на косметическом аппарате и современной подводной лодке. Его работоспособность наблюдается при любой температуре. Он не нуждается в дополнительной системе для запуска. Его КПД возможно расширить до 70%, в отличие от стандартного мотора.

Значения показателя

В 1824 году инженер Карно дал определение КПД идеального двигателя, когда коэффициент равен 100%. Для трактовки понятия была создана специальная машина со следующей формулой: η=(T1 — Т2)/ T1. Для расчёта максимального показателя применяется уравнение КПД макс = (T1-T2)/T1x100%. В двух примерах T1 указывает на температуру нагревателя, а T2 — температуру холодильника.

На практике для достижения 100% коэффициента потребуется приравнять температуру охладителя к нулю. Подобное явление невозможно, так как T1 выше температуры воздуха. Процедура повышения КПД источника тока либо силового агрегата считается важной технической задачей. Теоретически проблема решается путём снижения трения элементов двигателя и уменьшения теплопотери. В дизельном моторе подобное достигается турбонаддувом. В таком случае КПД возрастает до 50%.

Мощность стандартного двигателя увеличивается следующими способами:

• подключение к системе многоцилиндрового агрегата;
• применение специального топлива;
• замена некоторых деталей;
• перенос места сжигания бензина.

КПД зависит от типа и конструкции мотора. Современные учёные утверждают, что будущее за электродвигателями. На практике работа, которую совершает любое устройство, превышает полезную, так как определённая её часть выполняется против трения. Если используется подвижный блок, совершается дополнительная работа: поднимается блок с верёвкой, преодолеваются силы трения в блоке.

Решение примеров

Задача 1. Поезд на скорости 54 км/ч развивает мощность 720 кВт. Нужно вычислить силу тяги силовых агрегатов. Решение: чтобы найти мощность, используется формула N=F x v. Если перевести скорость в единицу СИ, получится 15 м/с. Подставив данные в уравнение, определяется, что F равно 48 kН.

Задача 2. Масса транспортного средства соответствует 2200 кг. Машина, поднимаясь в гору под уклоном в 0,018, проходит расстояние 100 м. Скорость развивается до 32,4 км/ч, а коэффициент трения соответствует 0,04. Нужно определить среднюю мощность авто при движении. Решение: вычисляется средняя скорость — v/2. Чтобы определить силу тяги мотора, выполняется рисунок, на котором отображаются силы, воздействующие на машину:

• тяжесть — mg;
• реакция опоры — N;
• трение — Ftr;
• тяга — F.

Первая величина вычисляется по второму закону Ньютона: mg+N+Ftr+F=ma. Для ускорения используется уравнение a=v2/2S. Если подставить последние значение и воспользоваться cos, получится средняя мощность. Так как ускорение считается постоянной величиной и равно 9,8 м/с2, поэтому v= 9 м/с. Подставив данные в первую формулу, получится: N= 9,5 kBt.

При решении сложных задач по физике рекомендуется проверить соответствие предоставленных в условиях единиц измерения с международными стандартами. Если они отличаются, необходимости перевести данные с учётом СИ.

Главные формулы для ЕГЭ по физике

Одна из самых важных вещей, которым необходимо научиться перед тем, как идти сдавать экзамен по физике — это правильное применение формул. Но для того, чтобы это сделать, нужно их выучить. В этой статье разберем какие нужны для ЕГЭ по физике, ведь самые популярные разделы нам уже известны.

Какие формулы нужны для ЕГЭ по физике?

Чтобы узнать, какие формулы нужны для ЕГЭ по физике, нужно открыть кодификатор и спецификацию. Их можно скачать на официальном сайте ФИПИ. Из них делаем вывод, что в экзамене будут такие разделы:

• Механика;
• Термодинамика;
• Молекулярная физика;
• Электричество.

Для успешной сдачи экзамена нам потребуются формулы по динамике, кинематике, статике, молекулярной физике, термодинамике и так далее. Пойдем по порядку и выпишем основные.

Главные формулы по динамике

Их не так много. Самые основные из них — это законы Ньютона, сила тяжести, модуль силы трения, закон всемирного тяготения, ускорение свободного падения. Приводим полный список:

Важнейшие формулы по кинематике

К ним относятся:

• Путь, время, скорость;
• Равномерное движение;
• Равномерно ускоренное движение (ускорение, скорость, путь, координата);
• Скорость свободно падающего тела;
• Угловая скорость;
• Период вращения и так далее.

Перечислять, какие формулы нужны для ЕГЭ по физике, можно очень долго. Легче показать все сразу:

Кинематика

1. Равномерное движение, скорость тела

Определение скорости V = Δx/Δt
Уравнение равномерного движения x = xo + Vt

2. Равнопеременное движение, ускорение тела

Определение ускорения а = ΔV/Δt
Уравнение равнопеременного движения x = xo + Vot + at^2/2
Уравнение движения без времени х = хо + (V^2 — Vo^2)/2a
Уравнение скорости V = Vo + at

3. Относительная скорость, средняя скорость

Средняя скорость (при любом движении) Vср = S/t
Средняя скорость (при равнопеременном) Vср = (Vo + V)/2
Скорость удаления Vотн = V2 — V1
Скорость приближения Vотн = V1 + V2

4. Движение по окружности

Длина окружности S = 2πR
Линейная скорость V = 2πR/T
Частота обращения ν = 1/T
Угловая скорость w = α/t = 2π/Т = 2πν = V/R
Центростремительное ускорение ац = V^2/R = w^2*R

5. Анализ графиков x(t), V(t), a(t) и других

Лайфхак для графика V(t): S = площадь под графиком
Лайфхак для графика х(t): V = tgα
Лайфхак для графика V(t): а = tgα

6. Баллистическое движение, уравнения и графики

Проекция Vo на Ох: Vx = Vox = Vocosα
Уравнение скорости на Оу: Vy = Vosinα — gt
Скорость во время полета V = √(Vx^2 + Vy^2)
Угол скорости V к горизонту во время полета tgφ = Vy/Vx

7. Вывод времени полета, высоты и дальности броска

Время подъема и падения t = Vosinα/g
Время всего полета T = 2t = 2Vosinα/g
Максимальная высота подъема H = (Vosinα)^2/2g
Дальность полета L = Vo^2*sin2α/g

Самые нужные формулы по статике

Конечно же мы не можем обойтись без равновесия тел и жидкостей. Показываем, какие формулы нужны для ЕГЭ по физике. Их обозначения ниже.

Основные формулы по молекулярной физике и термодинамике

Они тоже необходимы для того, чтобы набрать высокие баллы за экзамен. Прикладываем список ниже:

Формулы для раздела электричество

Закончим статью не самыми любимыми, но зато очень важными формулами. Их много, но они все важны для достижения результата. Вот они:

Формул действительно много, так что выучить их — задача не менее сложная, чем научиться применять. Но если делать это параллельно, то это не покажется настолько тяжелой задачей. Если вы будете учить их с пониманием того, что к чему, то вы обречены на успех.

Полезные формулы по физике

Дубликаты не найдены

Нда. Второй закон Ньютона — векторные величины. Сила тяжести — скаляры. А за 3 формулу я бы 2 ставил.

Надо смысл этого понимать, а не порядок формул зубрить

Надо смысл этого понимать, а не порядок формул зубрить

Как рождаются тяжёлые элементы

Дзень добрый, господа и господамы.

Все мы знаем, что такое звёзды, но не все мы знаем, что происходит у них внутри.

Я тут написал небольшую программку, которая симулирует ядерные процессы внутри звезды и показывает их на картинке. Да, некоторые вещи очень упрощены (здесь двумерная картинка, а не шар, да и первые фазы — рождение Гелия из Водородов — длятся намного дольше), но, с другой стороны, многие данные о реакциях я достал из десятка статей и научных работ по термоядерным реакциям внутри звёзд, так что хотя бы половина того, что вы здесь увидите — это правда.

Как это работает?

Сначала у нас просто H1 — водород с атомной массой 1. А это значит, что у нас просто протон с электроном. Они летают туда-сюда, пока не столкнутся (с очень маленькой вероятностью, если честно. Если бы я отразил эту вероятность тут — то бОльшую часть времени картинка была бы красной, а потом бы резко взорвалась сверхновой).

Потихоньку к ним добавляются нейтроны, чтобы родить H2 — водород «весом» в 2, ну, понятно.

Давайте, для санити-чека, повторим, что химические элементы — это «просто» названия определённого набора протонов и нейтронов (да, с электронами, но они не в ядре, поэтому нам можно закрыть на них глаза — код не закрывает, они тоже очень помогают в реакциях «под капотом»). Если у нас один протон — это водород. Два протона — гелий. Три — литий, и так далее. В них может быть разное (не совсем рандомное) количество нейтронов — что позволяет нашим химическим элементам иметь изотопы — атомы с тем же именем, но чуть-чуть другой массой.

Тащемта, синтез новых элементов в звезде делится на несколько этапов, они зависят от набора элементов в звезде (например CNO цикл происходит, когда в звезде уже есть углерод, азот и кислород. PP — протон-протон реакция — это одна из первых реакций).

Гляньте картинку, как получить гелий из водорода «в домашних условиях»:

Реакций (если подробно) очень много, потому что чем больше протонов в атоме, тем больше у атома изотопов (как правило), поэтому формул всех возможных превращений в коде я прописал где-то под сотню, штудируя те или иные источники.

Честно, я не буду расписывать другие реакции, их реально очень много, я оставлю ссылки в конце поста.

Вообще, я просто хотел похвастаться видосом

Что важно:
— Из более лёгких элементов при определённой «вероятности» (более научно — есть определённое время, за которое один или часть всех атомов данных элементов прореагируют в другой элемент. Иногда это просто «сразу выбросить электрон», иногда это ядерный распад, иногда это ожидание того, когда два атома буквально врежутся друг в друга, чтобы слиться в одно и родить химического элементёныша)

— Более тяжёлые элементы с большей вероятностью будут распадаться обратно на более лёгкие, подбрасывая дровишек в печку синтеза элементов.

— Иногда некоторые элементы «кончаются», и тогда часто реакций перестаёт протекать давая дорогу другим, более продвинутым реакциям.

— В конце концов происходит либо БАБАХ, либо звезда просто уменьшается (так как куча атомов железа, простым языком, компактнее, чем куча атомов водорода. Это как кило железа и кило пуха. Пух будет объёмнее)

— Цвета на видео не имеют физического отражения, это для красоты.

— Если нет звука — он ещё не добавился, ждём ютуб.

— Мне лень писать дальше, так что вот вам ссылочки:

Источник: nevinka-info.ru