Формулы по физике легкие: Основные важнейшие формулы для ЕГЭ по физике

Что такое электростатика и что она изучает? Основные формулы? / Справочник :: Бингоскул

Что такое электростатика и что она изучает? Основные формулы?

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Электричество и электрические заряды (ЭЗ) изучает несколько разделов физики. Один занимается статическим электричеством, другой – движущимися зарядами. В публикации кратко рассказано, что изучает электростатика, раскрыты основные понятия и формулы раздела физики. Также описан адаптированный закон сохранения энергии.

Основы и теория электростатики

Электростатика – это раздел науки об электричестве в физике, который изучает взаимодействие неподвижных зарядов, описывает протекающие с их участием явления. Слово происходит из греческого языка, переводится как «неподвижный янтарь». Причём здесь красивая ископаемая смола? Люди издревле заметили особенность «золотого камня» притягивать к себе лёгкие предметы вроде перьев, листов бумаги.

Объяснить явление смогли лишь в XVIII веке. Оно возникает благодаря взаимодействию между статичными ЭЗ и описывается сформулированным Шарлем Кулоном законом. Основной закон электростатики гласит: модуль силы взаимодействия между точечными зарядами в физическом вакууме напрямую зависит от значения их зарядов, обратно пропорционален квадрату расстояния, на которое те разнесены. 

 где:

•  F_e – сила Кулона;
•  k – коэффициент пропорциональности в электростатике/физике;
•  q₁ и q₂ – величины зарядов;
•  r – расстояние.

k = 9 * 10⁹ (Н*м²/ Кл²). С электрической постоянной их связывает выражение: .

При использовании электрической постоянной правило Кулона трансформируется:

Сила взаимодействия направлена вдоль соединяющей элементарные частицы линии.

Несмотря на мизерность возникающих между электронами и протонами сил, они взаимодействуют на 36 порядков (единица с 36 нулями) сильнее, чем возникающая между частицами сила притяжения.

Электростатика: формулы

Рассмотрим основополагающие формулы электростатики, применяемые для проведения вычислений.

Величина ЭЗ: q = ne; где:

•  n – количество частичек;


•  e – значение заряда электрона.

Диэлектрическая проницаемость среды:

ε = F_вак / F_окр, здесь: F_вак и F_окр – силы взаимодействия в вакууме и окружающей среде.

Напряженность поля: E = F / q, F-сила поля, q-его заряд.

Сила поля точечного ЭЗ в вакууме: E = kq₀ / r₂, где:

•  q₀ – заряд частицы.

Сила поля заряженной частицы в среде: E = kq₀ / r₂.

Работа, совершаемая в электрическом поле при перемещении заряженной частички: A = F * Δd, здесь: Δd – дистанция перемещения, иногда обозначается l.

Примеры явления в природе и быту

Можно привести массу проявлений электростатики в природе и деятельности человека. Например, потёртый об эбонитовый предмет кусок шерсти начинает притягивать лёгкие вещи, например, волосы. Тонер для лазерной печати притягивается к отрицательно заряженному фотобарабану. Расчёска получает отрицательный заряд вследствие контакта с волосами. Ярчайшее проявление электростатики – молния.

Поделитесь в социальных сетях:

10 ноября 2021, 16:05

Физика

Could not load xLike class!

Две великие формулы физики

Две великие формулы  физики

Формула Эйнштейна

E=mc² — уравнение из релятивистской физики, которое устанавливает взаимосвязь между энергией покоя (E₀) и массой (m). Популярный, и известный многим, вид формулы E=mc², является неудачным, так как речь идёт не о всякой энергии, а о энергии покоя Е₀. Таким образом, следует писать формулу следующим образом

Основы

В специальной теории относительности (СТО), имеют место формулы, связывающие энергию тела , его скорость , импульс и массу :

Подставим в  формулу  скорость , тогда очевидно: , теперь при таком рассмотрении из первого выражения нетрудно получить:

.

Это и есть знаменитая формула связи массы и энергии, такую энергию обычно называют энергией покоя и обозначают как 

Значения  формулы

Эта формула  предполагает, что, если тело имеет  массу, оно обладает определённым количеством энергии — «энергией покоя». Даже если оно покоится и не обладает ни потенциальной энергией какого-либо типа, ни кинетической энергией, ни какой-либо другой, оно всё равно обладает некой энергией – энергией покоя.

Из классической физики известно, что полная энергия тела складывается из двух составляющих: кинетической и потенциальной . Первая связана только лишь с движением тела, вторая с наличием поля, в котором находится тело. Положим, что поля нет , тогда полная энергия равна только лишь кинетической. Далее, свяжем систему отсчёта с телом , тогда, очевидно, его кинетическая энергия будет равна нулю . В итоге получим, что полная энергия тела будет равна нулю. Но это в классике. В релятивизме все иначе, с телом «останется» некоторая энергия, которая численно равна произведению массы этого тела на скорость света в квадрате.

Легко понять, что в таком случае полная энергия и будет равна энергии покоя. Для примера, тело массой 1 кг, обладает энергией покоя приблизительно джоулей, это эквивалент кинетической энергии того же тела, двигающегося со скоростью м/с (т.е. в два раза быстрее света)

Почему же такая  большая энергия никак не проявила себя в ньютоновой механике? Дело в  том, что энергия покоя не вносит никакого вклада в уравнения движения, поэтому в классике нет никакой возможности как-либо её учесть. Более того, это и не нужно.

Второй аргумент заключается в том, что эта  формула даёт количественное соотношение  для процессов, в которых масса  переходит в энергию (как, например, в ядерных реакциях). В ньютоновской механике масса не переходит в энергию, поэтому нулевая энергия не проявляет себя и в этом случае.

История и последствия

Впервые формула  появилась в 1900 году в статье Анри Пуанкаре, при описании эквивалентной массы излучения.

Альберт Эйнштейн вывел формулу, основываясь на своём исследовании от 1905 года о поведении объекта, движущегося с околосветовой скоростью.

Знаменитое заключение, которое он вывел из исследования состоит в том, что масса тела является мерой его энергии покоя. Для осознания значимости этого утверждения необходимо сравнить электромагнитные силы с гравитационными силами. В электромагнетизме энергия содержится в полях (электрическом и магнитном), связанных с силами, а не с зарядами. В гравитации энергия содержится в самой материи. Тот факт, что масса искривляет пространство, в то время как заряды трёх других фундаментальных сил не искривляют, не является случайностью.

Согласно уравнению, максимальная энергия, которую можно  получить от объекта, равна массе  объекта, помноженной на квадрат  скорости света.

Это уравнение  было краеугольным камнем в создании атомной бомбы. Измеряя массу разных атомных ядер и вычитая из этого числа полную массу протонов и нейтронов, которую они имели бы по отдельности, можно получить оценку энергии связи, доступной в данном атомном ядре. Это не только показало, что возможно высвободить эту энергию путём слияния лёгких ядер или деления тяжёлых ядер, но и позволило оценить количество энергии связи, доступной для высвобождения.

Следует отметить, что массы протонов и нейтронов тоже представляют собой энергию.

Менее известен тот незначительный факт, что Эйнштейн первоначально записал своё уравнение  в форме  (с обозначением энергии в виде «L» вместо «E», которое обозначало энергию в другом месте статьи).

Альберт Эйнштейн не формулировал именно это уравнение в своей статье 1905 года нем. «Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?» («Зависит ли инерция тела от его энергии?», опубликованной в Annalen der Physik 25-го сентября) – одной из известных как Статьи Annus Mirabilis.

В этой статье говорится: «Если тело отдаёт энергию 

L в виде излучения, его масса уменьшается на L / c²». При этом излучение является кинетической энергией, и масса является понятием обыкновенной массы, использовавшимся в то время — тем же, что сегодня называется энергией покоя, либо инвариантной массой, в зависимости от контекста.

Именно разность масс до и после ухода энергии равна L / c², а не полная масса тела ‘ ‘. В то время это было теоретическим заключением и не было проверено экспериментально. 


Формула Планка

Формула Планка — выражение для спектральной плотности мощности излучения абсолютно чёрного тела, которое было получено Максом Планком для равновесной плотности излучения

u(ω,T). После того как вывод Релея — Джинса для излучения абсолютно черного тела, столкнулся с ультрафиолетовой катастрофой (расходимость при больших частотах), стало ясно, что классическая физика не в силах объяснить его излучение. Для вывода формулы Планк, в 1900 году сделал предположение о том, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергии (квантов), величина которых связана с частотой излучения выражением:

По сути это  было «рождение» фотона. Коэффициент пропорциональности в последствии назвали постоянной Планка, = 1.

054 · 10^-34 Дж·с.

Планк пришел к  выводу, что процессы излучения и  поглощения нагретым телом электромагнитной энергии, происходят не непрерывно, как  это принимала классическая физика, а конечными порциями – квантами. Квант – это минимальная порция энергии, излучаемой или поглощаемой телом. По теории Планка, энергия кванта E прямо пропорциональна частоте света:

E = hν,

где h – так называемая постоянная Планка, равная h = 6,626·10^–34 Дж·с. Постоянная Планка – это универсальная константа, которая в квантовой физике играет ту же роль, что и скорость света в СТО.

На основе гипотезы о прерывистом характере процессов  излучения и поглощения телами электромагнитного излучения Планк получил формулу для спектральной светимости абсолютно черного тела. Формулу Планка удобно записывать в форме, выражающей распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела по частотам ν, а не по длинам волн λ.

Здесь c – скорость света, h – постоянная Планка, k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура.

Формула Планка хорошо описывает спектральное распределение  излучения черного тела при любых  частотах. Она прекрасно согласуется  с экспериментальными данными. Из формулы Планка можно вывести законы Стефана–Больцмана и Вина. При hν << kT формула Планка переходит в формулу Релея–Джинса.

Решение проблемы излучения черного тела ознаменовало начало новой эры в физике. Нелегко  было примириться с отказом от классических представлений, и сам Планк, совершив великое открытие, в течение нескольких лет безуспешно пытался понять квантование энергии с позиции классической физики. 


Советы по запоминанию физических формул

Назад к сообщениям

Команда Альтис Вортекс2022-09-07T10:16:51+05:30

Команда Альтис Вортекс Блоги NEET 0 комментариев

Запоминание физических формул немного сложно, когда аспирант NEET знает, что учебная программа очень обширна. Аспирантам NEET становится очень трудно запоминать каждую формулу. Если формулы относятся к физике, это означает, что кандидаты NEET должны помнить все формулы, которые у них под рукой. Это может произойти только тогда, когда кандидаты NEET решают проблемы, применяя в них формулы. Запоминать формулы немного сложно, когда аспирант NEET знает, что учебная программа очень обширна. Абитуриентам NEET становится очень трудно запоминать каждую формулу 9.0004

NEET Physics включает множество формул, которые действительно необходимы для практики и запоминания . Может быть несколько общих причин, таких как отсутствие концентрации (сосредоточенности), мало времени и слишком много для понимания, или трудности с определением того, какая формула используется для решения той или иной проблемы. Работа над такими вопросами является приоритетом; иначе стремящиеся могут в конечном итоге забыть некоторые действительно важные формулы. Аспиранты NEET должны точно знать одно: все формулы важны и их легко освоить.

Есть несколько шагов, которые кандидаты NEET должны выполнить во время практики или решения формул NEET Physics:
 

• Просмотр и ознакомление
  В NEET Physics есть повторяющиеся переменные. ‘r’ или ‘R’ используется для радиуса, и это часто встречается в большинстве формул. Итак, сначала составьте список и изучите, какая переменная для чего предназначена, так вы с ними познакомитесь. Аспиранты NEET должны просто просмотреть их. Воспользуйтесь формулами в числовых и решите их. Не накручивайте просто так.
   
• Примените Формулу и отработайте вопросы,
  Практика поможет кандидатам NEET научиться применять формулы правильным образом и в правильной последовательности одновременно. Когда аспирант решает задачи на основе формулы таким образом, аспиранты поймут, как ее использовать и где какую формулу использовать, и непрерывная практика решения задач станет легкой для подготовки к NEET к NEET 2020.
• Научитесь выводить формулы , Претенденты NEET не могут одновременно запомнить сотни формул NEET Physics. Лучший способ запомнить формулы – это “Вывести формулы”. Есть некоторые формулы, которые являются производными от других формул, этот процесс делает запоминание очень легким. Краткий список формул в главе о круговом движении или любой другой главе физики поможет вам вывести многие другие формулы, как показано ниже:
• а. d (диаметр круга в метрах (м)) = 2r (радиус круга в м)b. v (скорость движения в м/с) = ωrc. a (величина ускорения движения в м/с2)= ωvd. ω (угловая частота с-1) = 2πfe. T (продолжительность одного оборота в секундах) = 1/f (количество оборотов в единицу времени в с-1 /Гц)f. C (длина окружности в м) = 2πrНапример,
  v = ωr и a=ωv
  может дать вам соотношение между a и r
  a=ω2r итак, из двух основных формул вы можете вывести другую формулу, которую вам не нужно запоминать.
• Понимание структуры и единиц формулы
  Учтите, что a= F/m

верх, в то время как масса должна быть перемещена с силой, поэтому вам нужна сила, чтобы ускорить массу.

Принимая во внимание, что a=m/F имеет преимущество, но помните, что без силы объект не может двигаться, поэтому невозможно, чтобы масса находилась сверху. Итак, должно быть что-то не так с формулой .

Единицы:

Опять же, а= Ф/м ∴  a=м/с2)

Итак, когда вы решаете единицы F и m, вы должны получить единицу ускорения.

Теперь F — это сила, а m — масса объекта;

F=кг.м/с2 или Ньютон и м (масса) = кг

Итак, когда вы подставляете a,

a= (F/м) = (кг.м/кг. s2) = м/с2

Это структура и единицы формулы, стремящиеся могут использовать этот или любой другой способ запоминания формул в NEET Physics. Это более простой способ понять физические формулы .
Делайте заметки
Кандидаты NEET также могут попробовать делать заметки с важными формулами и приклеивать их на стене, шкафу или рядом с зеркалом. Это поможет абитуриентам легко просмотреть и не забыть формулы на экзамене NEET. Пересматривайте формулы каждый день.
 

Визуализируйте и проверьте себя
Претенденты NEET должны попытаться проверить себя и визуализировать свои действия. Например: Возьмите пару вопросов и попробуйте использовать формулы в этих вопросах, не видя и не решая их. Если ответ правильный, претендент преуспевает, если нет, попробуйте еще раз, проверьте себя и визуализируйте свой потенциал и умение решать задачи при подготовке к NEET 2020.
Это некоторые способы запоминания формулы физики для экзамена NEET. Аспиранты NEET следуют этим путям при подготовке к NEET и взламывают NEET 2020. Лучший и самый простой способ запомнить формулы — это практиковать их, тщательно и искренне решая все больше и больше вопросов. Ежедневная практика вопросов может только помочь в запоминании всех формулы NEET по физике.

Вернуться к сообщениям

---

Формулы по физике – Etsy.