Физика вес формула: Все определения по физике за 7 класс (понятия, определения, формулы)

Содержание

Вес на различных планетах — урок. Физика, 9 класс.

Повседневно мы воспринимаем вес и массу тела как одно и то же. Обе эти величины очень связаны друг с другом, но это не одно и то же. Масса тела зависит от количества молекул и атомов в теле, её обозначают \(m\) и измеряют в килограммах. А вес — это сила, с которой тело действует на другие тела в результате гравитации, его обозначают \(P\) и измеряют в ньютонах, Н.

Пример:

в видеоролике «The difference between mass and weight»: http://www.youtube.com/watch?v=_Z0X0yE8Ioc — рассматривается различие между весом и массой тела и поясняется, что вес тела мы ощущаем, когда пытаемся поднять тело вертикально вверх, а массу тела мы ощущаем как инерцию, когда пытаемся сдвинуть тело с места.

Вес тела — это сила, с которой тело давит на поверхность или растягивает подвес, на котором оно висит.

Обрати внимание!

Вес тела на Земле одинаков с силой тяжести, если тело находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения. Если тело ускоренно движется, тогда значения веса тела и силы тяжести могут отличаться.

Вес тела определяют по формуле P=m⋅g, где

 

\(P\) — вес тела, Н;

 

\(m\) — масса тела, кг;

\(g\) — ускорение свободного падения, мс2.

Устройство, которое используется для определения массы тела, называют весами, хотя на самом деле весы измеряют не массу, а вес тела. При градуировке шкалы весов учитывается, что, если вес тела на Земле равен \(9,8\) Н, то масса такого тела равна \(1\) кг.  Если бы массу тела попытались определить при помощи весов на космической станции, которая находится в состоянии невесомости, тогда измерить вес тела не удалось бы, так как в этом случае вес тела был бы равен нулю, поскольку тело в состоянии невесомости не давит на поверхность весов. Следовательно, вес тела можно определить в гравитационном поле только тогда, когда тело не находится в состоянии невесомости (в состоянии свободного падения).

В Солнечной системе имеется восемь планет, и каждой планете характерна своя величина ускорения свободного падения.

Это означает, что на каждой из планет одно и то же тело будет иметь различный вес.

Рис. \(1\). Планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

 

 

Таблица \(1\). Величина ускорения свободного падения вблизи поверхности различных планет Солнечной системы

 

Небесное

тело

Ускорение свободного

 падения,  мс2

Меркурий

\(3,7\)

Венера

\(8,87\)

Земля

\(9,8\)

Марс

\(3,7\)

Юпитер

\(24,8\)

Сатурн

\(10,4\)

Уран

\(8,87\)

Нептун

\(10,15\)

Плутон

\(0,66\)

Луна

\(1,62\)

Солнце

\(274,0\)

 

На Земле ускорение свободного падения в \(6\) раз больше, чем на Луне, поэтому вес космонавта на Луне будет в \(6\) раз меньше, чем на Земле.

Космонавт с массой \(120\) кг на Земле весит P=120⋅9,8=1176 Н, а на Луне его вес будет P=120⋅1,6=192Н.

Пример:

 

если нашими обычными весами измерить вес космонавта на Луне, тогда показание на шкале весов было бы не \(120\) кг, а всего лишь \(20\) кг.

Пример:

а вот на Солнце ускорение свободного падения почти в \(28\) раз больше, чем на Земле, поэтому на нём все тела казались бы тяжелее в \(28\) раз. Если бы мы могли космонавта с массой в \(120\) кг взвесить на поверхности Солнца, то весы показали бы, что космонавт весит \(3355\) кг. Конечно, в реальности это сделать мы не смогли бы, так как поверхность Солнца раскалена до температуры примерно 6000°С .

Источники:

E. Šilters, V. Reguts, A. Cābelis. «Fizika, 10 klasei» Lielvārds, 2004.

(Шилтерс Э., Регутс В., Цабелис А. «Физика для 10 класса», Lielvārds, 2004.)

http://astro-observer.com/solarsystem/compare/mass.html

http://solarsystem.nasa.gov/index.cfm

http://livingsta.hubpages.

{-6} \left( \text{кг}\right) \\ \end{matrix}} \]

  • \( \large \text{(тонны)} \) – подставьте количество тонн вместо этой скобки;
  • \( \large \text{(центнеры)} \) – вместо этой скобки подставьте количество сотен килограммов;
  • \( \large \text{(граммы)} \) – подставьте количество граммов вместо этой скобки;
  • \( \large \text{(миллиграммы)} \) – вместо этой скобки подставьте количество миллиграммов;

От массы зависят инерционные и гравитационные свойства физических тел.

Масса в природе проявляет себя двумя способами. Поэтому, выделяют:

  1. массу инертную и
  2. массу гравитационную.

Инертная масса

Масса инертная влияет на способность тела двигаться по инерции. Такая масса используется в формуле второго закона Ньютона.

Пусть два тела находятся в инерциальной системе отсчета. Если какая-либо сила одинаково ускоряет эти тела, то они обладают одинаковой инертной массой. Здесь «одинаково ускоряет» следует понимать, как «сообщает одинаковые ускорения».

Гравитационная масса

Гравитационная масса определяет силу, с которой тело притягивается к другим телам. Эта масса используется в формуле закона всемирного тяготения.

Различные эксперименты показали, что инертная и гравитационная массы равны с высокой степенью точности. Поэтому, при изучении школьной физики можно просто говорить «масса», не уточняя, о какой именно массе идет речь.

Так же, масса входит в формулы для расчета импульса и механической энергии.

Массой обладают все макроскопические тела, а, так же, такие элементарные частицы, как протоны, нейтроны, электроны и т. д. Однако, существуют и частицы, у которых нет массы покоя, например – фотоны.

Примечание: Фотон – элементарная частица, переносчик электромагнитного взаимодействия, движется со скоростью света, часто проявляет волновые свойства. Подробнее о фотонах вы узнаете в основах квантовой физики.

Сила тяжести

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело. {2}}\right) \) — ускорение свободного падения, это не постоянная величина, она может меняться. Читайте подробнее о ускорении свободного падения .

Вес

Вес – это сила. Этой силой тело давит на опору, когда опирается на нее, или растягивает подвес, когда на нем висит.

Является векторной величиной и обозначается символом \(\vec{P} \).

\(\vec{P} \left(H\right) \) – вес тела, как любая сила в СИ измеряется в Ньютонах.

Вес отличается от массы. Вес, как и любая сила, измеряется в Ньютонах, а масса измеряется в килограммах.

Когда тело опирается о горизонтальную поверхность, его вес равен по модулю силе реакции опоры по третьему закону Ньютона. Поэтому, в задачах для нахождения веса удобно вычислять силу \(\large \vec{N}\). Как только мы найдем реакцию опоры \(\large \vec{N}\), мы найдем вес тела, давящего на эту опору.

Примечание: Векторы равны по модулю, когда обладают одинаковыми длинами. Так как длина вектора обозначается числом, то физики о равных по модулю векторах сил могут сказать: силы численно равны.

Чем вес отличается от силы тяжести

Вес — это сила, принадлежащая телу. А сила тяжести — это сила, действующая на тело

со стороны планеты, или любого другого (крупного) тела.

Что такое невесомость

Подбросим мяч вверх и рассмотрим свободный полет мяча. Пока он в полете, он не давит на опору и не растягивает подвес. Проще говоря, мяч находится в невесомости – то есть, не имеет веса.

Масса есть всегда, а вес может отсутствовать! Как убедимся чуть позже, одна и та же масса может обладать различным весом.

Как изменяется вес тела лифте

Давайте выясним, какой вес имеет тело, находящееся в покоящемся лифте, или в лифте, который будет двигаться вверх или вниз с ускорением, или без него.

Если скорость лифта не изменяется

Сначала рассмотрим покоящийся лифт (рис. 1а), либо движущийся вверх (рис. 1б), или вниз (рис. 1в) с неизменной скоростью.

Примечание: «неизменной», также, значит «постоянной», или «одной и той же».

Рис. 1. Тело опирается на пол в покоящемся – а) лифте, движущемся с одной и той же скоростью верх – б), или вниз – в)

По первому закону Ньютона, когда действие других тел скомпенсировано, тело, не меняющее свою скорость, находится в инерциальной системе отсчета.

Как видно из рисунка, взаимодействуют два объекта: тело и опора. Тело давит своим весом на опору, а опора отвечает телу (рис. 1) силой своей реакции.

Будем записывать для рассмотренных случаев рисунка 1 векторные силовые уравнения:

\[ \large N – m \cdot g = 0 \]

А в этой статье подробно и с объяснениями написано о том, как составлять силовые уравнения (ссылка).

Прибавив к обеим частям уравнения величину \( m \cdot \vec{g} \), получим

\[ \large N = m \cdot g \]

По третьему закону Ньютона, вес тела и реакция опоры направлены противоположно и равны по модулю. Поэтому, найдя силу реакции опоры, мы автоматически находим вес тела.

Воспользуемся тем, что \( \left|\vec{N} \right|= \left|\vec{P} \right|\), получим

\[ \large \boxed{ P = m \cdot g }\]

То есть, вес тела в покоящемся лифте, или движущемся вверх или вниз с неизменной скоростью, будет равен \( mg \). Если вектор скорости лифта не изменяется ни по направлению, ни по модулю, лифт можно считать инерциальной системой отсчета.

Если скорость лифта изменяется

Теперь выясним, каким весом будет обладать тело в лифте, движущемся с ускорением (рис. 2).

Примечание: Лифт, движущийся с ускорением, не является инерциальной системой отсчета. Читайте подробнее о инерциальных системах.

Рис. 2. Тело опирается на пол в движущемся с ускорением лифте, а) — вверх, б) — вниз

Запишем силовые уравнения. Для рисунка 2а, уравнение выглядит так:

\[ \large N – m \cdot g = m \cdot a \]

А для рисунка 2б, так:

\[ \large N – m \cdot g = — m \cdot a \]

Прибавим теперь к обеим частям уравнений величину \( m \cdot g \), получим:

\( \large N = m \cdot a + m \cdot g \) – для случая рис. 2а;

\( \large N = — m \cdot a + m \cdot g \) – для рис. 2б;

Вынесем массу за скобки

\( \large N = m \cdot \left( a + g \right) \) – для рис. 2а;

\( \large N = m \cdot \left( -a + g \right) \) – для рис. 2б;

Учтем, что \( \left|\vec{N} \right|= \left|\vec{P} \right|\), окончательно запишем

Для рисунка 2а — движение лифта вверх с ускорением:

\[ \large \boxed{ P = m \cdot \left( g + a \right) }\]

Вес тела в движущемся с ускорением вверх лифте, будет равен \( m \cdot \left( g + a \right) \), то есть, превышает величину \( m \cdot g \).

Когда лифт движется вниз с ускорением (рис. 2б), вес тела, наоборот — уменьшается:

\[ \large \boxed{ P = m \cdot \left( g — a \right) }\]

Напомним, что вес в покоящемся, или движущемся вверх или вниз с неизменной скоростью лифте, в точности равен \( m \cdot g \).

Вес тела в движущемся вниз с ускорением лифте, равен \( m \cdot \left( g — a \right) \), это меньше величины \( m \cdot g \).

А если при движении вниз ускорение лифта \( \vec{a} \) сравняется с ускорением \( \vec{g} \), то груз перестанет давить на опору и наступит состояние невесомости, вес тела будет равен нулю.

Значит, одна и та же масса может обладать разным весом, мало того, в некоторых случаях вес вообще может отсутствовать. Масса есть всегда, а вес может отсутствовать!

Что такое перегрузка

Когда вес тела больше силы тяжести, говорят, что возникает перегрузка.

\[ \large \boxed{ P > m \cdot g }\]

Когда говорят о перегрузке, принято сравнивать ускорение движения вверх с ускорением свободного падения \(\large \vec{g}\).

Например, при движении ракеты с ускорением вверх, космонавт может испытывать перегрузки до 7g. Это значит, что его вес увеличивается в 7 раз.

Первый космонавт мира — Юрий Гагарин, упоминал о перегрузке: «…какая-то сила вдавливает меня в кресло все больше и больше. … трудно пошевелить рукой или ногой…».

Подобным образом мы испытываем перегрузки в самолете во время взлета — эти перегрузки вдавливают нас в кресло. Правда, эти перегрузки значительно меньше, чем перегрузки летчиков — спортсменов, или военных, летчиков — космонавтов. Представители этих профессий тренируют свое тело для того, чтобы перегрузки легче переносить.

Подведем итоги

\(P = m \cdot g \) — вес тела в покоящемся или движущемся вверх или вниз с постоянной скоростью лифте.

\( P = m \cdot \left( g + a \right) \) — вес, когда лифт движется с ускорением вверх;

\( P = m \cdot \left( g — a \right) \) — вес в движущемся вниз с ускорением;

Если ускорение лифта при его движении вниз \( a = g \), наступит невесомость, вес тела исчезнет \( P = 0 \).

Вес тела в физике. Невесомость и перегрузка

Вес , как и любая другая сила, в системе СИ измеряется в Ньютонах.

Следы на снегу или на песке свидетельствуют о том, что человек или животное, проходя, давит на снежную или песчаную опору с некоторой силой.

Вес тела во время движения. Состояния невесомости и перегрузки

Вес тела зависит от ускорения, с которым движется тело, а потому может быть различным:

  1. Если тело покоится или движется равномерно прямолинейно, т. е. ускорение тела равно нулю, вес тела равен силе тяжести.

    По второму закону Ньютона:

       

    или в проекции на ось :

       

    откуда

       

    По третьему закону Ньютона:

       

  2. Если тело движется с ускорением, направленным вертикально вверх, вес тела увеличивается. Такое состояние тела называется перегрузкой.

    По второму закону Ньютона:

       

    или в проекции на ось :

       

    откуда

       

    По третьему закону Ньютона:

       

    Перегрузки испытывают космонавты при взлете и на участках торможения космического корабля, летчики при выполнении фигур высшего пилотажа, пассажиры лифта при разгоне или торможении лифта и т.д.

  3. Если тело движется с ускорением, направленным вертикально вниз, вес тела уменьшается.

    По второму закону Ньютона:

       

    или в проекции на ось :

       

    откуда

       

    По третьему закону Ньютона:

       

  4. Если ускорение тела в этом случае будет равно ускорению свободного падения, вес тела равен нулю, т. е. тело будет находиться в состоянии невесомости.

    Поскольку вес покоящегося тела равен силе тяжести, часто считают, что вес и сила тяжести – это одна и та же сила. Однако это неверно. Во-первых, вес и сила тяжести приложены к разным телам: сила тяжести приложена к телу, а вес – к опоре или подвесу. Во-вторых, вес и сила тяжести имеют различную физическую природу: вес, как правило, является силой упругости, а сила тяжести – это сила гравитационного взаимодействия. Наконец, как было показано выше, вес тела изменяется с изменением ускорения и может быть равен нулю, когда сила тяжести нулю не равна.

    Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Формулы веса для покоящегося и движущегося с ускорением тела. Решение задачи :: SYL.ru

С древних времен люди замечали, что всякий брошенный вверх предмет неминуемо падает вниз, на землю. Это явление в современной физике описывается в рамках классической механики с привлечением понятия гравитационного притяжения нашей планетой всех окружающих тел. С силой гравитации тесно связан вес тела. В данной статье рассмотрим эту физическую величину и приведем формулы веса.

Что такое вес тела?

Прежде чем приводить формулу веса в физике, рассмотрим определение самой величины. Весом называют силу, с которой тело воздействует на опору либо растягивает подвес, к которому оно прикреплено. В этом принципиальное отличие веса тела от массы. Последняя является физической характеристикой инерционных свойств объектов. Масса — это неотъемлемое свойство тел, вес же — это величина переменная, поскольку она зависит от характеристик гравитационного поля, в котором находится рассматриваемое тело.

Примером действия веса является ситуация, когда мы становимся на весы. Хотя последние откалиброваны таким образом, что они показывают массу в килограммах, в действительности же измеряется именно вес, с которым наше тело давит на весы.

Другой пример — это взвешивание предметов с помощью ручных пружинных весов, которые называют кантером. Подвешенный к прибору предмет растягивает пружину до тех пор, пока сила ее упругости не уравновесит вес тела. Эти весы, как и предыдущие, откалиброваны на шкалу массы.

Формула веса тела в покое

В середине XVII века, наблюдая за поведением небесных тел (планет, естественных спутников, комет) и используя экспериментальные данные, Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Благодаря этому закону появилась возможность численного расчета гравитационных сил, с которыми взаимодействуют тела в природе. Согласно этому закону, сила тяжести Ft на поверхности любой планеты может быть рассчитана по формуле:

Ft = m*g

Где m — масса тела, g — это линейное ускорение, которое планета сообщает всем телам, находящимся вблизи нее. Для Земли оно равно 9,81 м/с2. Сразу отметим, что величина g от массы не зависит, однако она зависит от расстояния до планеты, убывая, как его квадрат.

Когда любое тело массой m находится на поверхности, например стакан с водой стоит на столе, то на него действуют две силы:

  • тяжести Ft;
  • реакции опоры N.

Так как тело никуда не движется и покоится, то обе силы противоположны по направлению и равны по модулю, то есть:

Согласно определению веса, формула для него принимает вид:

P = N = Ft = m*g

Именно с силой Ft стакан с водой давит на стол.

Свободное падение и вес тела

Проведем следующий мысленный эксперимент: предположим, что в деревянный ящик поместили камень некоторой массы m, затем бросили этот ящик с высоты. Какой вес будет иметь камень в процессе свободного падения?

Для ответа на этот вопрос следует записать основное уравнение динамики. В данном случае оно имеет вид:

m*a = Ft — N

Здесь a — ускорение, с которым падает ящик и камень. В случае свободного падения, это ускорение равно величине g. Тогда получаем:

m*g = m*g — N =>

N = 0

То есть сила реакции опоры равна нулю. Этот вывод уравнения движения говорит о том, что камень во время свободного падения давить на дно ящика не будет, то есть его вес будет равным нулю. Такая ситуация наблюдается на космических станциях, на которых центробежная сила и сила тяжести уравновешивают друг друга.

Для движения с произвольным ускорением вниз формула веса примет вид:

P = m*(a — g)

Решение задачи

Известно, что во время старта ракеты ее ускорение равно 40 м/с2. Необходимо определить вес космонавта, находящегося в ней, если его масса равна 70 кг.

Для начала запишем второй закон Ньютона для рассматриваемой задачи. Имеем:

m*a = N — m*g

Здесь сила тяжести направлена против ускорения, а реакция опоры — вдоль вектора ускорения. Из этого равенства получаем:

P = N = m*(g + a)

Подставляя данные, получаем, что вес космонавта во время старта ракеты будет равен 3486,7 Н. Если бы в процессе старта космонавт встал на весы, то они бы показали значение его массы 355,4 кг.

определения и примеры по разделам

Формулы по физике 7 класс, все разделы

В 7 классе ученики, изучая физику, проходят следующий список разделов:

  1. Введение, в котором знакомятся с наукой, историей ее возникновения, мерами физических величин.
  2. Сведения о строении вещества. В этом разделе школьники узнают об атомах и молекулах.
  3. Взаимодействие тел, в котором изучают взаимодействие тел друг с другом под влиянием различных физических сил.
  4. Давление твердых тел, жидкостей и газов, в котором рассматриваются ключевые понятия и физические законы.
  5. Работа и мощность, энергия. В данном разделе учащиеся узнают об основных видах и законах превращения энергии.

Измерение физических величин

Людям часто приходится производить измерения при работе с техникой, в быту и при изучении различных явлений, которые можно объяснить с помощью науки. Например, чтобы узнать, сколько времени понадобится на то, чтобы дойти от дома до школы, нужно знать скорость движения и расстояние до учебного заведения от того места, где вы живете. Скорость, время и расстояние — это физические величины. Физическую величину всегда можно измерить.

Для того, чтобы это сделать, необходимо сравнить физическую величину с однородной величиной, которую принято считать единицей. Каждая физическая величина имеет свои единицы. Во всем мире приняты одинаковые единицы измерения физических величин. Для этого создана интернациональная система единиц — СИ. В ней за основную единицу длины принято считать 1 метр, единицу времени — 1 секунду, единицу массы — 1 килограмм.

Для измерения физических величин применяют измерительные приборы. К ним относятся:

  • линейка;
  • рулетка;
  • секундомер;
  • шагомер;
  • термометр;
  • весы; 
  • амперметр;
  • вольтметр и т. п.

Механическое движение

Механическим движением называется изменение положения тела относительно других тел с течением времени.

Траектория движения — эта линия, по которой тело совершает свое движение.

Рассмотрим основные физические величины, которые характеризуют механическое движение.

Скорость, путь, время движения, средняя скорость

Длина траектории, по которой тело двигалось в течение какого-то времени, называется путем. Обозначается символом S и измеряется в метрах.

Время движения — это физическая величина, которая показывает, сколько времени понадобилось телу, чтобы совершить свой путь. Обозначается t, измеряется в секундах.

Скорость — это величина, которая характеризует быстроту движения тел. При равномерном движении эта величина остается постоянной и показывает, какой путь тело прошло за единицу времени. Обозначается V. В интернациональной системе единицей измерения скорости принято считать м/с.

Рассчитывается скорость по формуле:

\(V=\frac St\)

где S — путь, пройденный объектом за определенное время (t).

Скорость — векторная величина.

Физическая величина, которая помимо числового значения обладает направлением, называется векторной.

В физике существует понятие средней скорости, которая характеризует неравномерное движение.

Неравномерное движение — это движение тела, при котором его скорость меняется на отдельных участках пути.

Для того, чтобы определить среднюю скорость, нужно весь пройденный путь разделить на всё время движения.

Сила тяжести, вес, масса, плотность

В XVII веке Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, согласно которому:

  1. Силы притяжения между телами зависят от их массы. 3\).

    Плотность определяется по формуле:

    \(p=\frac mV\)

    где m — масса, V — объем.

    Весом называют силу, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. Обозначается P, измеряется в ньютонах.

    Рассчитать вес можно по той же формуле, что и силу тяжести.

    Давление

    Давлением называют физическую величину, которая равна отношению силы, перпендикулярно действующей на некоторую поверхность, к площади этой поверхности. Обозначается p, измеряется в паскалях.

    Давление можно вычислить по формуле:

    \(P=\frac FS\)

    где F — сила, направленная перпендикулярно площади поверхности, S — площадь этой поверхности.

    Сила давления

    Силой давления называют силу, действующую перпендикулярно некоторой поверхности.

    Примечание

    В качестве силы давления может выступать сила упругости или вес тела.

    Давление газов и жидкостей

    Давление в жидкости или газе зависит от 2-х факторов:

    1. Уровня вещества в емкости. (Из-за того, что верхние слои «давят» на нижние слои жидкости).
    2. Плотности жидкости или газа. Чем больше плотность, тем больше давление.

    В виде уравнения зависимость выглядит так:

    \(P=p\times g\times h\)

    где P — давление в жидкости / газе, p — плотность вещества, g — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с, h — уровень жидкости в емкости. 

    Давление в жидкости и газе также измеряется в паскалях.

    Примечание

    Согласно закону Паскаля, давление в жидкости и газах передается одинаково по всем направлениям.

    Давление однородной жидкости

    Источник: 900igr.net

    Закон сообщающихся сосудов

    Сообщающиеся сосуды — это два или несколько сосудов, соединенных между собой в нижней части таким образом, что жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой.

    Закон сообщающихся сосудов гласит: уровни однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одной высоте.

    Это правило верно для любого количества сообщающихся сосудов, независимо от их формы и расположения в пространстве. Главное условие — чтобы в сосудах находилась одна и та же жидкость.

    Закон гидравлической машины

    Источник: infourok.ru

    В основе закона гидравлической машины лежит закон Паскаля, согласно которому давление, производимое на жидкость, передается в любую точку без изменения.

    Описание этого закона уравнением выглядит так:

    \(P=\frac FS\)

    где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

    Закон Архимеда

    Архимедова сила — это сила выталкивания, которая воздействует на тело, погруженное в жидкость или газ. Она всегда направлена вверх и равна по модулю весу жидкости, которое вытеснило тело. Обозначается \(F_a\), измеряется в ньютонах.

    Сила Архимеда обладает следующими признаками:

    1. Зависит от плотности жидкости и объема погруженной части тела.
    2. Не зависит от плотности тела, его формы и высоты столба жидкости над телом.

    Вычисляется по формуле:

    \(F_a=p\times g\times V\)

    где p — плотность жидкости или газа, g — коэффициент силы тяжести, V — объем погруженного в жидкость объекта.

    Условие плавания тел

    Тела, оказавшись в жидкости, ведут себя по-разному: одни тонут, другие плавают внутри жидкости, третьи всплывают на поверхность.

    Такое поведение тел зависит:

    • от взаимодействия силы тяжести и силы выталкивания;
    • от плотности тела относительно плотности жидкости.
    Примечание

    Если сила тяжести больше силы Архимеда, тело будет тонуть.

    Если сила тяжести приблизительно равна Архимедовой силе, тело будет плавать внутри жидкости.

    Если сила тяжести меньше силы Архимеда, тело будет плавать на поверхности жидкости.

    Примечание

    Если плотность объекта больше плотности жидкости, он будет тонуть.

    Если плотность объекта меньше плотности жидкости, он будет плавать на поверхности.

    Если плотность объекта примерно равна плотности жидкости, он будет плавать внутри жидкости.

    Работа, мощность

    В физике термин «работа» употребляется в связи с действием силы и полученным в процессе этого действия перемещением тела.

    Механическая работа силы — это физическая величина, которая прямо пропорциональна приложенной к телу силе и пройденному телом пути. Обозначается A, измеряется в джоулях.

    Вычислить механическую работу можно по формуле:

    \(A=F\times S\)

    где F — значение силы, S — путь.

    Работа может быть отрицательной при условии перемещения тела против направления действия силы.

    В некоторых случаях механическая работа может равняться 0:

    1. На тело действует сила, но тело не перемещается. Например, сила тяжести на любой неподвижный объект.
    2. Тело перемещается по инерции, без воздействия на него каких-либо сил.
    3. На тело действует сила, направленная не по направлению движения тела, а перпендикулярно ему.

    Мощность — это физическая величина, характеризующая быстроту работы и равная отношению работы ко времени ее выполнения. Обозначается N, выражается в ваттах.

    Определить мощность можно двумя способами:

    \(N=\frac At \)

    где A — работа, t — время ее выполнения.

    или

    \(N=F\times V\)

    где F — сила, приложенная к телу, v — скорость движения тела в направлении силы.

    Механический рычаг

    Механический рычаг — это простой механизм, с помощью которого можно совершать механическую работу. Рычаг представляет собой твердый предмет, у которого есть неподвижная ось вращения (точка опоры или подвеса) и на который действуют силы, стремящиеся повернуть его вокруг оси вращения.

    Источник: infourok.ru

    Условие равновесия рычага

    Источник: infourok. ru

    Момент силы

    Источник: v.900igr.net
    КПД

    Отношение полезной работы к затраченной называют коэффициентом полезного действия (КПД). Обозначается \eta и выражается в процентах.

    Формула вычисления КПД выглядит так:

    \( \eta=\frac{A_п}{A_з}\)

    где \(А_п\) — полезная работа, \(A_з\) — затраченная работа.

    Энергия

    Механическая энергия — это способность тела или нескольких взаимодействующих тел совершать механическую работу. Обозначается Е, измеряется в джоулях.

    Вычислить энергию можно по формуле:

    \(E=A_{max}\)

    где \(A_{max}\) — максимальная работа.

    Механическая энергия может быть 2-х видов:

    1. Потенциальная.
    2. Кинетическая.

    Потенциальная энергия

    Потенциальная энергия — это энергия взаимодействия.

    Она определяется по формулам:

    \(E_п=A\)

    где A — работа,

    или

    \(E=m\times g\times h\)

    где m — масса, g — коэффициент силы тяжести, h — высота, на которое поднято тело. 2}2\)

    где m — масса, V — скорость движения.

    Сохранение и превращение механической энергии

    Закон сохранения энергии гласит, что энергия в природе существует всегда, ее значение при этом остается постоянным, просто она видоизменяется при передаче от одного тела к другому и превращается из одного вида в другой.

    Формула закона сохранения энергии выглядит так:

    \(E_{k_1}+E_{p_1}=E_{k_2}+E_{p_2}\)

    Уравнение означает, что полная механическая энергия тела, состоящая из кинетической и потенциальной, остается постоянной.

    В данной формуле \(E_{k_1} и E_{k_2}\) — это кинетическая энергия тела, \(E_{p_1} и E_{p_2}\) — потенциальная.

    Полную механическую энергию (E) можно рассчитать по формуле:

    \(E=E_k+E_p\)

    где \(E_k\) — кинетическая энергия, \(E_p\) — потенциальная.

    Формулы меры длины и веса

    Источник: infourok.ru

    Примеры задач

    Рассмотрим самые распространенные задачи из каждого раздела.

    Задачи на нахождение скорости, пути или времени движения

    Задача

    Дано: Поезд «Москва-Сочи» движется со скоростью 72 км/ч. Какой путь поезд преодолеет за 20 минут?

    Решение

    Сначала необходимо известные в задаче величины привести к одинаковым единицам измерения. 20 мин=1200 с. 72 км/ч=20 м/с.

    \(S=V\times t=1200*20=24000м=24\) км.

    Задача

    Дано: Самолет «Нью-Йорк-Лондон» летит со скоростью 850 км/ч. За какое время он преодолеет расстояние в 3400 км?

    Решение

    По формуле \(t=\frac SV\) ищем время.

    t=3400/850=4 часа.

    Задача

    Дано: Поезд, двигаясь с постоянной скоростью, за 2 часа прошел 108 км. Определите скорость движения поезда.

    Решение

    По формуле\( V=\frac St\) находим скорость.

    V=108/2=54км/ч=15 м/с.

    Задачи на вычисление силы тяжести, веса, массы, плотности

    Задача

    Дано: Льдина объемом 8 м^3 обладает массой в 7200 кг. 2\) действует сила в 500 Н. Рассчитайте давление, производимое силой на поверхность.

    Решение

    \(P=\frac FS=500/2=250\) Па.

    Задача

    Дано: Подводная лодка находится в Баренцевом море на глубине 300 метров. Определите давление воды на судно.

    Решение

    \(P=p\times g\times h=1030*9,8*300=3028200\) Па.

    Задачи на вычисление работы, мощности, КПД

    Задача

    Дано: Тело массой 5 кг свободно перемещается с высоты в 5 метров. Определите работу силы тяжести.

    Решение

    \(A=F\times S\)

    \(F=m\times g\)

    \(A=m\times g\times S=5*5*9,8=245\) Дж.

    Задача

    Дано: Какую мощность развивает объект при движении с постоянной скоростью 3,6 км/ч, если его сила тяги равна 1 кН.

    Решение

    3,6 км/ч=1 м/с.

    1 кН=1000 Н.

    \(N=\frac At\)

    \(A=F\times S\)

    \(S=V\times t\)

    \(N=F\times V=1*1000=1000 Вт=1\) кВт.

    Задача

    Дано: Машина мощностью 5 кВт поднимает 180 тонн песка на высоту 6 метров за один час. Определите КПД установки.

    Решение

    \( \eta=\frac{A_п}{A_з}\)

    \(А_п=m\times g\times h\)

    \(A_з=A=P\times t\)

    \(\eta=\frac{m\times g\times h}{P\times t}=180000*9,8*6/(5000*3600)=0,59\)

    0,59*100%=59%

    Сила веса, формулы 📙 — Физика

    1. Общие сведения
    2. Формулы, применяемые для определения веса
    3. В чем отличие между весом и силой тяжести?

    Определение 1

    Весом является такая физическая сила, что возникает под влиянием силы тяжести и воздействует на любого рода опору, препятствуя падению тела. Вес измеряется в Ньютонах (Н).

    Термин «вес» в физике используется редко, в основном оперируют понятиями масса и сила тела. На практике величина силы действия на опору со стороны объекта имеет определяющее значение, например, при расчете конструкций и прочего.

    Вес определяют при помощи пружинных весов, которые также при определенном градуировании используют для определения массы. Принцип работы рычажных весов состоит в сравнении масс тел, на которые одинаково влияет ускорение свободного падения, или сумма ускорений для неинерциальных систем отсчета.

    Когда взвешивание происходит на технических пружинных весах, величина ускорения свободного падения часто не берется во внимание, поскольку ее влияние незначительно и не влияет на точность измерения. В процессе взвешивания на рычажных весах на точность может оказывать влияние Архимедова сила, если тела имеют различную плотность.

    Не стоит отождествлять понятия массы и веса. Вес есть величиной векторной, показывающей действие тела на опору. А масса является величиной скалярной и означает меру инертности тела, либо заряд гравитационного поля. Соответственно единицы измерения этих величин различны. Массу в международной системе СИ измеряют в килограммах.

    Не нашли что искали?

    Просто напиши и мы поможем

    Вес неподвижного тела в инерционной системе отсчета отождествляется с силой тяжести, что действует на него, и рассчитывается по следующей формуле:

    \(P=mg,\)

    где \(m\) – масса тела;

           \(g\) – ускорение свободного падения.

    Замечание 1

    Величина ускорения свободного падения зависит от высоты тела над землей и географических координат его положения.

    Дело в том, что из-за вращения Земли вокруг своей оси наблюдается широтное увеличение веса. Так, вес ближе к полюсам больше, чем на экваторе.

    Еще один фактор, что влияет на величину веса, – это аномалии гравитации, вызванные неравномерной структурой поверхности Земли. Если объект расположен рядом с другой планетой, то на ускорение свободного падения будут влиять ее размеры и масса.

    Состояние невесомости, когда вес приравнивается к нулю, возможно только при отсутствии притяжения со стороны другого объекта, когда тело находится на достаточном расстоянии от него или объект пребывает в состоянии свободного падения:

    \(g-w=0.\)

    Сложно разобраться самому?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Также на исследуемое тело могут действовать дополнительные силы, которые обусловлены действием гравитационного поля, к примеру, сила трения и сила Архимеда.

    Замечание 2

    Вес и сила тяжести имеют разный физический смысл, хотя обе относятся к силам действия гравитационного поля. Часто данные понятия используют неверно, поэтому стоит глубже разобраться в данных понятиях.

    Отождествляют также понятия массы тела и его веса, тем самым усложняя ситуацию еще больше. Потому, с точки зрения науки, верное толкование данных понятий является крайне важным.

    Итак, силой тяжести является такая сила, с которой Земля или другое астрономическое тело действует на объект. Рассчитывается она по формуле:

    \(F_т=mg.\)

    Весом является сила непосредственного действия тела на опору. Данная сила является векторной величиной.

    Вес на молекулярном уровне вызывает следующие последствия:

    • частичную деформацию как опоры, так и самого объекта;
    • действие сил упругости;
    • иногда небольшое изменение формы опоры и объекта;
    • появление силы реакции опоры.

    HSC Physics Revision Guide: Знать свои формулы

    Категория: Физика

    Знание, где искать формулу, как ее применять и как ее интерпретировать, необходимо для успешной сдачи экзаменов HSC Physics (или пробных). Справочный лист является бесценным инструментом, поэтому в этом руководстве по пересмотру мы объясним данные формулы и дадим некоторое представление о любых дополнительных полезных, но «скрытых» формулах и типах вопросов, в которых они применяются.Формулы описаны в тематическом порядке, который не всегда совпадает с порядком, в котором они приведены в справочном листе. Однако таким образом будет легче понять, как они связаны и применяются, поскольку многие формулы тематически «связаны». Это руководство по пересмотру охватывает только основные модули и формулы Quanta to Quark (наиболее распространенный вариант текущей программы HSC Physics). Следует также отметить, что многие концепции в этом руководстве будут актуальны в новой программе по физике с 2018 года.

    Космос

    Общая рекомендация в формулах космического модуля — использовать $ M $ и $ m $ вместо $ m_1 $ и $ m_2 $ для обозначения массы для обозначения размеров: $ M $ — это масса более крупного объекта (обычно планеты или звезды ), а $ m $ — объект меньшего размера (возможно, спутник, снаряд или другой небесный объект на орбите).

    Гравитационные поля

    Гравитационное поле — это пространство вокруг любой массы, в котором возможны взаимодействия с другими массами через эффекты гравитационных сил.Это первая область, с которой вы должны быть знакомы в HSC Physics (хотя в программе ей уделяется не так много внимания).
    Гравитационная потенциальная энергия
    Первая формула в космическом модуле — это потенциальная энергия объекта в гравитационном поле: $$ E_P = -G \ frac {m_1 m_2} {r} $$ Отрицательный знак перед этой формулой может немного сбивать с толку (на самом деле иногда они спрашивают причину ее существования). В самом простом возможном объяснении отрицательный знак используется как математическое соглашение.По общепринятому соглашению, потенциальная энергия массы $ m_2 $, которая находится на бесконечном расстоянии от другой массы $ m_1 $ (вне гравитационного поля), равна 0. Если объект $ m_2 $ находится внутри гравитационного поля $ m_1 $, мы должны «дать» ему энергию, чтобы отодвинуть его, тем самым сделав его полную потенциальную энергию выше, чем она была. Но поскольку наивысшая потенциальная энергия, которую он может иметь, равна 0 (на бесконечном расстоянии), мы должны начинать с отрицательных значений и, следовательно, с отрицательного знака. График этой формулы выглядит как отрицательная гипербола:

    Обратите внимание, что очень часто этот график приводится в вопросе, но показанные измерения начинаются с поверхности Земли (или другой планеты), а не от ее центра.Что важно уметь вычислить, так это изменение потенциальной энергии при перемещении объекта между двумя точками, которое иногда называют «работой, выполненной» объектом или им: $$ ΔE_P = E_P (финал) -E_P (начальный) $$ Что вам нужно запомнить, так это то, что если объект движется из точки 1 (ниже) в точку 2 (выше), его потенциальная энергия увеличивается, и, следовательно, к нему необходимо прибавить работы. 2 $$ Чаще всего это помогает найти скорость убегания (см. Ниже) или, возможно, какой-то странный расчетный вопрос с движением частиц от идей до реализации.
    Скорость эвакуации
    Это еще одна формула, которая не приводится, но вам определенно нужно знать, как ее получить и применить: $$ v_e = \ sqrt {\ frac {2GM} {r}} $$ Чтобы получить эту формулу, вам нужно приравнять гравитационную потенциальную энергию к кинетической энергии (из раздела 11 года). Это хорошее упражнение, попробуйте сами! Причина в том, что для того, чтобы объект «вырвался» из гравитационного поля планеты / звезды, он должен получить гравитационную потенциальную энергию 0 (см. Выше).Но вся его потенциальная энергия исходит из его кинетической энергии (по мере удаления), следовательно, Потенциальная = Кинетическая. Здесь вы можете найти классный калькулятор, с которым можно поиграть и сравнить скорости убегания разных планет.

    Движение снаряда

    Мы подробно рассмотрели эти формулы и их приложения в нашем руководстве по движению снаряда, поэтому обратитесь к нему для получения дополнительной информации!

    Орбиты

    Закон Кеплера
    Третий закон Кеплера (к сожалению, первые два выходят за рамки учебной программы) сформулирован так: $$ \ frac {r ^ 3} {T ^ 2} = \ frac {GM} {4π ^ 2} $$ $ R $ здесь относится к радиусу орбиты тела (насколько далеко оно находится от центра орбиты), а $ T $ относится к периоду обращения (время, необходимое для завершения одного оборота вокруг центра).2} {r}
    Орбитальная скорость
    Это еще одна «скрытая» формула из главы «Космос» и, возможно, наиболее часто используемая в вопросах стиля экзамена по физике HSC. На самом деле, это настолько распространено, что есть два способа получить его! Первый способ — просто разделить пройденное расстояние во времени. Поскольку орбита круговая, один оборот занимает время, равное периоду: $$ v_o = \ frac {окружность} {период} = \ frac {2πr} {T} $$ Второй способ — приравнять центростремительную силу (с 11-го года) к силе гравитационного притяжения и найти скорость (попробуйте и этот вариант): $$ v_o = \ sqrt {\ frac {GM} {r}} $$ Поэтому в зависимости от того, что указано в вопросе (период обращения или масса планеты), вы можете использовать правильную версию.2}}} $$ При использовании этих формул вы должны внимательно прочитать вопрос и понять разницу между значениями $ l_0 $, $ m_0 $ и $ t_0 $ и $ l_v $, $ m_v $ и $ t_v $.

    • Значения с нижним индексом $ 0 $ называются оставшейся длиной, временем или массой. Они представляют собой длину, время и массу, которые видит наблюдатель, когда объект находится в состоянии покоя на в своей системе отсчета. Например, если я нахожусь на Земле и читаю с монитора своего компьютера, монитор находится «в состоянии покоя» в соответствии с моей системой отсчета.Следовательно, длина, которую я измеряю в этом случае, будет остальной длиной.
    • Значения с нижним индексом $ v $ называются релятивистской длиной, временем или массой. Это длина, время и масса, которые видит наблюдатель, когда объект на движется на в соответствии с их системой отсчета. Например, если я нахожусь на Земле и вижу пролетающий космический корабль, массой, которую я буду измерять, будет релятивистская масса $ m_v $.
    При использовании этих формул следует помнить одну вещь: если возможно, вы должны использовать скорость в терминах c: например, предпочтительно использовать $ v = 0.8 м / с $. Причина этого в том, что c всегда сокращается со знаменателем в множителе Лоренца (это корневая часть формул). 2 $$ Как ни странно, вы почти никогда не используете его в вопросах расчета пространства.Вместо этого он может быть полезен в некоторых вычислениях в параметре Quanta to Quarks HSC Physics, когда вы пытаетесь найти дефект массы или энергию связи в ядре. В этих случаях $ E $ представляет энергию связи, а $ m $ представляет дефект массы, так что это простой расчет.

    Двигатели и генераторы

    В этой главе почти все формулы так или иначе связаны с магнитными полями и вызываемыми ими взаимодействиями.

    Двигатели

    Моторный эффект
    Вы можете найти более подробную информацию в нашем руководстве по моторным эффектам.
    Сила моторного эффекта — это сила, приложенная к проводнику с током, находящемуся в магнитном поле: $$ F = BIl \ sinθ $$ Несколько вещей, о которых нужно быть осторожным:
    • Угол θ — это угол между линиями магнитного поля (B) и током (I). В большинстве случаев, когда катушка двигателя вращается в магнитном поле, это должно быть 90 градусов для двух сторон (константа) и, следовательно, $ \ sinθ = 1 $. Будьте очень осторожны с вопросами о ловушках, которые дают вам угол, но на самом деле нет необходимости рассчитывать силу моторного эффекта! Например, следующий вопрос по физике HSC:

    Угол 30 ° вообще не следует использовать в формуле силы моторного эффекта, поскольку угол между B и I фактически равен 90 ° (в 3-х измерениях).30 ° по-прежнему полезно, чтобы найти длину проводника с помощью теоремы Пифагора. Попробуйте и посмотрите, правильно ли вы понимаете!
    • Если у вас квадратная или прямоугольная катушка, вы должны применить формулу моторного эффекта для перпендикулярной и параллельной сторон поля отдельно (следовательно, углы будут составлять 90 ° и 0 ° соответственно).
    • Направление силы можно найти с помощью правила правой руки: большой палец — это направление тока, пальцы — направление силовых линий, а ладонь — направление силы моторного эффекта.
    Момент
    Приведены две формулы крутящего момента. Первый на самом деле вообще не связан с электрическими двигателями, но, опять же, содержание HSC Physics не основано на наиболее последовательной программе. Прежде чем смотреть на них, давайте уточним, что такое крутящий момент. Многие студенты путают крутящий момент с силой, что не совсем верно. Вместо этого крутящий момент является результатом силы, которая заставляет объект вращаться и имеет размеры Энергии. Итак, по формулам: $$ τ = Fd $$ В этой формуле $ d $ представляет собой расстояние от точки поворота (или оси) до точки, в которой применяется сила.Обычно в вопросах, касающихся двигателя, ось вращения находится в середине двигателя, а сила моторного эффекта прикладывается к сторонам проводника, перпендикулярным магнитному полю.

    Вторая формула получается, когда вы заменяете F выражением моторного эффекта выше: $$ τ = nBIA \ cosθ $$ Здесь A представляет собой площадь обмотки двигателя, а θ — угол между плоскостью катушки (A) и линиями магнитного поля (B). Этот угол НЕ совпадает с θ в формуле моторного эффекта, поэтому убедитесь, что вы понимаете разницу! На приведенной выше иллюстрации угол действия двигателя равен 90 °, поскольку левая и правая стороны перпендикулярны силовым линиям, но плоскость угла наклона катушки равна 0 °, так как она параллельна силовым линиям!
    Параллельные провода
    Эта формула представляет собой конкретное приложение силы моторного воздействия, когда два параллельных проводника расположены рядом: $$ \ frac {F} {l} = k \ frac {I_1 I_2} {d} $$ Для этой формулы вам нужно помнить:
    • Когда токи имеют одинаковое направление, проводники притягиваются.
    • Когда токи имеют противоположное направление, проводники отталкиваются. (Вы можете получить их, применяя правила ладони и захвата правой руки).
    • Вы должны применять эту формулу отдельно для каждого проводника.
    • Длина проводника l всегда равна длине перекрытия обоих проводов — если один из них длиннее, вы должны пренебречь дополнительной длиной.

    Генераторы

    Закон электромагнитной индукции Фарадея (и Ленца)
    Пожалуй, одна из самых сложных формул физики HSC, закон Фарадея, не приводится в справочных материалах.Основная причина этого в том, что вам не нужно часто применять его в расчетных вопросах. Однако он чрезвычайно полезен в вопросах рассуждения и теории: $$ EMF = -n \ frac {ΔΦ} {Δt} $$ Перво-наперво, $ EMF $ звучит как сила (ElectroMotive Force), но на самом деле это напряжение, поэтому оно измеряется в вольтах. Закон гласит, что если скорость изменения магнитного потока через область ($ \ frac {ΔΦ} {Δt} $) не равна нулю, будет индуцированное напряжение. Вы можете представить магнитный поток как количество магнитных линий.Очевидно, что чем больше площадь, тем выше поток (чем больше линий будет проходить). Поток может быть рассчитан по площади и плотности линий (или напряженности магнитного поля B) как: $$ Φ = BA $$ Каждый раз, когда происходит изменение количества магнитных линий, проходящих через область (из-за перемещения компонентов друг относительно друга или изменения магнитного поля), отношение $ \ frac {ΔΦ} {Δt} $ не равно нулю и следовательно, будет ЭДС. Следующая диаграмма суммирует рассуждения, которым вы можете следовать, чтобы объяснить большинство ситуаций.

    Вы всегда должны пытаться определить изменение магнитного потока на шаге 2 с точки зрения увеличения / уменьшения магнитного потока (силовых линий) через область и их направления. Например, изменение может быть «более сильным потоком, выходящим за пределы страницы». На шаге 7 закон Ленца всегда заставляет поле $ B_2 $ противодействовать этому изменению — в нашем примере это будет «более низкий поток, идущий за пределы страницы» или «более высокий поток, идущий внутри страницы» (оба утверждения эквивалентны). См. Подробности в нашем обширном руководстве по закону Фарадея и закону Ленца.
    Трансформаторы
    Формула трансформатора имеет следующий вид: $$ \ frac {V_p} {V_s} = \ frac {n_p} {n_s} $$ Применение в вопросах физики HSC простое: индекс «p» относится к первичной обмотке, а «s» — к вторичной обмотке. Вы можете перемножить эту формулу, чтобы найти пропущенное значение. Существует также другая версия с токами в двух катушках, которая не указана и может быть полезно запомнить: $$ \ frac {V_p} {V_s} = \ frac {I_s} {I_p} $$
    Электроэнергия
    Когда вам нужно рассчитать выработку электроэнергии, вы можете использовать формулу из раздела 11 года: $$ P = VI $$ Здесь вы должны быть осторожны, чтобы использовать правильные значения напряжения и тока в зависимости от того, где рассчитывается мощность (до или после трансформатора).2R $$ Потери мощности пропорциональны квадрату тока и сопротивления, поэтому вы можете использовать эти две формулы, чтобы объяснить, почему высокое напряжение важно при передаче (высокое напряжение означает низкий ток, а низкий ток означает низкие потери мощности).
    Закон Ома
    Очень редко на экзаменах HSC Physics вы получаете вопросы по закону Ома, но для завершения вы можете использовать: $$ R = \ frac {V} {I} $$ Очень просто, просто убедитесь, что вы знаете, где его найти (это в разделе 11 года).

    Идеи к реализации

    В последнем модуле содержания HSC Physics есть несколько интересных заданных формул и пара «скрытых».

    Движение частиц в полях

    Вы можете обратиться к нашему руководству по движению заряженных частиц в электрическом и магнитном полях для получения более подробной информации.
    Движение частицы в магнитном поле
    Это то же самое, что и моторный эффект, но вместо проводника с током в магнитном поле движется частица: $$ F = qvB \ sinθ $$ Прост в использовании, вам просто нужно быть осторожным с той же ситуацией «ловушки» с углом, который мы обсуждали в моторном эффекте.Вы также должны помнить, что направление силы определяется правилом для правой руки (как в случае с двигательным эффектом). Однако, в отличие от моторного эффекта, вы должны обращать внимание на заряд — положительные заряды подчиняются правилу правой ладони, в то время как отрицательные заряды испытывают силу, противоположную правилу правой ладони.

    Очень распространенное применение этой формулы — приравнять ее к центростремительной силе, поскольку электрически заряженная частица, попадая в манжетное поле, совершает круговое движение. Попробуйте это, так как это очень часто появляется в экзаменационных вопросах HSC Physics! Обычно радиус — это то, что мы пытаемся найти: $$ R = \ frac {mv} {qB \ sinθ} $$

    Движение частицы в электрическом поле
    Эта формула приведена в разделе таблицы для 11 классов (первая страница), но она используется почти на каждом экзамене HSC по физике, поэтому убедитесь, что вы знаете, где она находится! $$ E = \ frac {F} {q} $$ Во-первых, $ E $ представляет здесь напряженность электрического поля, а НЕ энергию.Практически всегда это потребуется в вопросах с однородным электрическим полем (параллельные силовые линии между металлическими пластинами). Направление силы зависит от типа заряда:
    • Положительные заряды испытывают силу по отношению к отрицательному напряжению.
    • Отрицательные заряды испытывают силу по направлению к положительному напряжению.
    Однородные электрические поля
    Эта формула почти всегда используется вместе с приведенной выше, поскольку в них обоих есть $ E $: $$ E = \ frac {V} {d} $$ Как и раньше, $ E $ представляет электрическое поле, а $ V $ — напряжение между двумя пластинами.Помните, что напряжение — это разница между двумя параллельными пластинами (в HSC Physics оно всегда должно быть положительным).
    Эксперимент Томсона
    Очень часто у вас будут вопросы по физике HSC о том, что в одной и той же области есть и электрическое, и магнитное поле. Напомним, что:
    • Заряды, движущиеся перпендикулярно магнитному полю, совершают круговое движение.
    • Заряды, движущиеся перпендикулярно электрическому полю, совершают параболическое движение (как снаряд).
    В большинстве этих вопросов говорится (или подразумевается), что два движения компенсируют друг друга, и, следовательно, частица будет двигаться без изменений.Это также полезно в вопросах теории для эксперимента Томсона и объяснения того, как он определил отношение заряда к массе электронов. Вы можете увидеть, как это работает, изменив напряженность поля в этой симуляции.


    В вопросах расчета вам часто приходится приравнивать электрические и магнитные силы (поскольку они взаимно компенсируются) и определять одно из недостающих значений: $$ F_e = F_B $$ $$ Eq = qvB \ sinθ $$ $$ E = vB \ sinθ $$

    Легкие формулы

    Исчерпывающее описание формулы света в модуле 7 можно найти здесь и здесь.
    Энергия фотона
    Эта формула позволяет вычислить энергию, переносимую одним фотоном с частотой $ f $: $$ E = hf $$ Чаще всего вопросы по физике HSC дают вам длину волны фотона, поэтому вам нужно сначала применить следующую формулу. Напомним, что единицы измерения частоты — Гц (Герцы).

    Еще одно применение этой формулы — вычисление энергии (или мощности) луча света. Луч света состоит из большого количества фотонов (которые вам, возможно, придется найти), каждый из которых несет одинаковое количество энергии: $$ энергия \ квад из \ квадратора = количество \ квад из \ квотонов * hf $$

    Уравнение электромагнитной волны
    Это еще одна очень простая в применении формула, позволяющая преобразовывать длину волны и частоту фотона: $$ c = fλ $$ Длина волны обычно указывается в нм (нанометрах), что эквивалентно 10 ^ {- 9} $ метрам (вам нужно преобразовать, чтобы убедиться, что вы получаете правильные единицы в конце).Скорость света (c), как всегда, можно найти на странице констант.
    Фотоэффект
    Другой очень полезной формулой, которая не приводится, является формула фотоэлектрического эффекта, которая описывает кинетическую энергию фотоэлектронов как функцию частоты падающих фотонов: $$ E_k = hf-W $$ $ W $ представляет собой «работу выхода», которая, проще говоря, представляет собой энергию, необходимую электрону для выхода из металлической решетки. Каждый металл имеет свою собственную работу выхода (и, следовательно, свое собственное пересечение по оси Y), но градиент всегда один и тот же, поскольку используется постоянная Планка (h).Вы можете увидеть график этой формулы ниже:

    Большинство вопросов касается кривой «без напряжения». Однако иногда есть приложенное напряжение в виде положительного или отрицательного электрода напротив металлической поверхности. Это напряжение либо облегчает уход электронов (поскольку они ускоряются к положительному электроду — прямое смещение), либо более затрудняет (поскольку они отталкиваются отрицательным электродом — обратное смещение).
    • Если напряжение «добавляет» энергию фотоэлектронам (то есть прямое смещение), кривая сдвигается вверх на такое количество эВ.Например, если напряжение прямого смещения составляет 3 вольта, кривая сдвигается вверх на 3 эВ (в противном случае градиент остается прежним).
    • Если напряжение «снимает» энергию с фотоэлектронов (то есть обратное смещение), кривая сдвигается вниз на такое количество эВ.

    Вы можете использовать следующее моделирование, чтобы лучше понять эффекты внешнего приложенного напряжения и основные принципы фотоэлектрического эффекта (открывается в новом окне — требуется Java):

    Кванты в кварки

    Наиболее распространенным вариантом для большинства студентов, изучающих HSC Physics, является Quanta to Quarks.2}) $$ Будьте осторожны, ведь чаще всего вопросы касаются энергии выпущенного фотона. Следовательно, вам нужно найти λ, взяв величину, обратную правой части, а затем найти частоту и энергию, как описано выше.
    Дуальность волна-частица
    Другая данная формула позволяет вычислить длину волны движущихся частиц: $$ λ = \ frac {h} {mv} $$ Напомним, что знаменатель здесь — это импульс (который указан в разделе за 11 год), и иногда вам нужно вычислить его как произведение $ mv = p $.
    Дефект массы
    Как обсуждалось выше, вам, возможно, придется использовать формулу эквивалентности энергии Эйнштейна в расчетах дефекта массы / энергии связи. В некоторых случаях массовый дефект рассчитывается как: $$ mass \ quad defect = масса \ quad \ quad отдельных \ quad частиц — масса \ quad \ quad ядра $$

    Пересмотр для экзамена по физике HSC с использованием таблицы формул

    Это руководство по пересмотру очень полезно при редактировании. Перед пробным экзаменом или экзаменом HSC большинство студентов в любом случае должны работать с прошлыми работами, поэтому, когда вы сталкиваетесь с вопросом, который включает в себя формулу, с которой у вас возникают проблемы, вы можете использовать это руководство, чтобы получить некоторое представление о его применении.Более сложные вопросы включают объединение нескольких вопросов (иногда из разных модулей), поэтому вы должны хорошо знать все формулы и то, что они представляют, чтобы иметь возможность придумывать новые уравнения. Исторически сложилось так, что не менее 50% оценок на прошлых экзаменах по физике и пробных экзаменах HSC можно прямо или косвенно получить в результате интерпретации таблицы формул; так что знание этого дает вам огромный импульс, даже если ваше общее понимание не идеально!

    GCSE PHYSICS Equations — Полный список для печати

    GCSE PHYSICS Equations — Полный список для печати — GCSE SCIENCE

    Это список уравнений, которые могут вам понадобиться для
    ваш экзамен по физике GCSE.Щелкните ссылку для дополнительной информации.
    Внизу страницы есть ссылки на уравнения
    . которые разные экзаменационные комиссии использовали в прошлом.
    Эти ссылки переведут вас на страницу который вы можете распечатать
    , если хотите, чтобы вы могли пересмотреть эти уравнения.


    Электричество

    P = V x I. мощность = напряжение x текущий.

    В = I x R. напряжение = ток x сопротивление.

    Q = I x t. заряд = ток x время.

    E = V x Q. энергия = напряжение x заряд.

    E = V x I x t. энергия = напряжение x ток x время.

    Общая стоимость = количество единиц x стоимость Блок.


    Энергия

    КПД (%) = (полезная энергия на выходе ÷ полная энергия дюйм) x 100.

    GPE = mgh.GPE = масса x сила тяжести x высота.

    KE = ½ мВ 2 . Кинетический Энергия = 0,5 x масса x скорость 2 .

    W = F x d. Работа сделано = сила x расстояние.

    W = E. работа сделана = переданная энергия.

    P = E ÷ t. мощность = энергия ÷ время.

    E = c x м х θ. энергия = удельная теплоемкость x масса x изменение температуры.


    Силы и Движение

    s = d ÷ т. скорость = расстояние ÷ время.

    a = (v-u)

    Физика 9702 Сомнения | Страница справки 74


    Вопрос 397: [Кинематика]
    Удар по мячу должен быть таким, чтобы в самой высокой точке его пути он просто убирает горизонтальную перекладину на паре стоек ворот. Земля на уровне и высота перекладины 2,5 м.Удар ногой по мячу выполняется с уровня земли с начальная скорость 8 м / с. Рассчитайте угол проекции мяча и расстояние от точки удара ногой до линии ворот.

    Ссылка: «Cambridge International As and A level Physics», 2 nd издание Майка Кранделла, Джеффа Гудвина и Криса Ми, Глава 3 (Кинематика) Q3a

    Решение 397:
    Пусть начальная скорость мяча = v = 8 мс -1

    Предполагая, что угол, под которым мяч отрывается от земли, равен θ, 2 компоненты скорости могут быть записаны как
    Горизонтальный компонент = v h = v cosθ = 8 cosθ
    Вертикальный компонент = v v = v sinθ = 8 sinθ

    Рассмотрим вертикальное движение.
    Примите направление вверх как положительное направление. Ускорение за счет сила тяжести (направленная вниз), g = — 9,81 мс -2 . Максимальная высота, с достиг 2,5м. На максимальной высоте вертикальная скорость v равна нулю.

    Уравнение для равноускоренного движения: v 2 = u 2 + 2as
    0 2 = v v 2 + 2 (-9,81) (2,5)
    Скорость v v = √ [2 (9,81) (2,5)] = 7,00 мс -1

    v v = 8 sinθ = 7.00 мс -1
    Угол θ = sin -1 (7,00 / 8) = 61,0 °

    Ускорение = (конечная скорость — начальная скорость) / время
    Время, t необходимое для достижения максимальной высоты = (0-7,00) / (-9,81) = 0,7136s

    Теперь рассмотрим горизонтальное движение.
    Ускорение свободного падения не влияет на горизонтальное движение.
    Начальная скорость, v h = 8 cos (61) = 3,88 мс -1

    Когда время t = 0,7136 с,
    Расстояние s = ut + ½ при 2 = 3.88 (0,7136) + 0 = 2,78 м

    Таким образом, удар был нанесен на расстоянии 2,78 м от стойки ворот.



    Вопрос 398: [Электрический ток]
    Два провода P и Q, каждый из одинаковой длины и из одного материала, являются подключен параллельно к батарее. Диаметр P вдвое меньше диаметра Q.
    Какая часть общего тока проходит через P?
    A 0,20 B 0,25 C 0,33 D 0.50

    Ссылка: Документ о прошедших экзаменах — N94 / I / 16

    Решение 398:
    Ответ: A.
    Сопротивление R провода = ρL / A

    Так как провода такой же длины и материала, ρ и L одинаковы для обоих.

    Пусть диаметр P = d. Итак, диаметр Q = 2d.
    Площадь поперечного сечения P = π (d / 2) 2 = πd 2 /4 = A (пусть πd 2 /4 будет A)
    Площадь поперечного сечения Q = π (2d / 2 ) 2 = πd 2 = 4A

    При параллельном подключении p.d. через переходы такие же, но ток расщепляется.

    Сопротивление провода P = ρL / A = R
    Сопротивление провода Q = ρL / 4A = R / 4

    Пусть p.d. через стыки параллельных комбинация будет V.
    Закон Ома: V = IR

    Для провода P: V = I P R дает ток I P = V / R
    Для провода Q: V = I Q (R / 4) дающий ток I Q = 4V / R

    Общий ток I = V / R + 4V / R = 5V / R

    Доля общего тока, проходящего через P = I P / I = (V / R) / (5V / R) = 1/5 = 0.20

    Что такое вес формулы?

    Вес по формуле — это измерение, используемое для определения веса конкретного химического соединения на основе его формулы. Например, формула веса молекулы кислорода составляет примерно 32 грамма на моль; это потому, что молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода, и каждый атом кислорода весит приблизительно 16 граммов на моль. Формульный вес обычно рассчитывается по молекулярной формуле, которая представляет собой наименьшее количество атомов, необходимое для включения в молекулу.Это также известно как эмпирическая формула.

    Ученый с мензурками

    Формула веса описывает молекулярную массу соединения. Молекулярная масса определяется делением количества граммов конкретного химического вещества на количество молей конкретного химического вещества.23 атома натрия.

    Что касается веса по формуле, количество молей неизвестного образца может быть определено путем взвешивания образца и использования веса по известной формуле. Например, вода имеет молекулярную массу 18 грамм на моль. Если количество воды в образце составляет 30 граммов, то количество молей в соединении определяется путем деления 30 граммов на 18 граммов на моль.Ответ — около 1,67 моль воды.

    Расчет можно проверить, определив, коррелируют ли родинки с количеством граммов. Например, если один моль воды содержит 18 граммов, то обязательно образец с 30 граммами воды, который примерно на 60 процентов тяжелее, будет иметь больше молекул воды.Кроме того, формула веса может использоваться для определения соотношения каждого атома в молекуле.

    Обычно формула веса используется для вычисления процентного содержания по весу, которое представляет собой вес, который каждый атом вносит в общую молекулу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *