Школьная физика
Выберите тему задачи, проверьте условия формулы и переведите данные в согласованные единицы. Под каждой связью есть переход к подробному разбору.
Выберите ось и запишите проекции. Перемещение совпадает с пройденным путем по модулю только при движении без разворота.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Скорость | vₓ = v₀ₓ + aₓt | vₓ, v₀ₓ — м/с; aₓ — м/с²; t — с | Постоянное ускорение; время отсчитывается от начального состояния. |
| Перемещение | sₓ = v₀ₓt + aₓt²/2 | sₓ — м; v₀ₓ — м/с; aₓ — м/с²; t — с | Равноускоренное движение. Знаки зависят от выбранной оси. |
| Без времени | vₓ² − v₀ₓ² = 2aₓsₓ | vₓ — м/с; aₓ — м/с²; sₓ — м | При постоянном ускорении, когда время неизвестно. |
| По окружности | a = v²/r | a — м/с²; v — м/с; r — м | Для нормальной составляющей ускорения; при равномерном движении она направлена к центру. |
На рисунке показывайте силы, действующие именно на выбранное тело. Силы взаимодействия двух тел приложены к разным телам.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Второй закон Ньютона | ΣFₓ = maₓ | Fₓ — Н; m — кг; aₓ — м/с² | Инерциальная система отсчета, постоянная масса. |
| Трение скольжения | Fтр = μN | Fтр, N — Н; μ — безразмерный коэффициент | Тело скользит. Для трения покоя это предельное значение, а не общее равенство. |
| Момент силы | M = Fℓ | M — Н·м; F — Н; ℓ — м | Плечо ℓ — кратчайшее расстояние от оси до линии действия силы. |
Закон сохранения выбирают по условиям задачи. Внешние силы могут изменить суммарный импульс, а трение переводит механическую энергию во внутреннюю.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Импульс тела | pₓ = mvₓ | pₓ — кг·м/с; m — кг; vₓ — м/с | Импульс — вектор. В задачах на столкновения учитывайте знаки скоростей. |
| Сохранение импульса | m₁v₁ₓ + m₂v₂ₓ = m₁u₁ₓ + m₂u₂ₓ | m — кг; vₓ, uₓ — м/с до и после взаимодействия | Суммарный внешний импульс вдоль оси равен нулю или пренебрежимо мал. |
| Кинетическая энергия | Eк = mv²/2 | Eк — Дж; m — кг; v — м/с | v — модуль скорости в выбранной системе отсчета. |
| Потенциальная энергия | Eп = mgh | Eп — Дж; m — кг; g — м/с²; h — м | Вблизи поверхности Земли при почти постоянном g; высота от выбранного нуля. |
Частота показывает число колебаний за секунду, период — время одного колебания. Скорость распространения волны не равна скорости колеблющихся частиц.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Период и частота | ν = 1/T | ν — Гц; T — с | Для периодического процесса. |
| Длина волны | λ = v/ν = vT | λ — м; v — м/с; ν — Гц; T — с | Скорость v берут для этой волны в данной среде. |
| Пружинный маятник | T = 2π√(m/k) | T — с; m — кг; k — Н/м | Идеальная пружина, закон Гука, пренебрежимо малые потери и масса пружины. |
Углы падения и преломления измеряют от нормали к границе. Для линз сначала определите, действительное изображение или мнимое.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Показатель преломления | n = c/v | n — безразмерный; c, v — м/с | Абсолютный показатель: c — скорость света в вакууме, v — в среде. |
| Тонкая линза | 1/F = 1/d + 1/f | F, d, f — м | Действительный предмет; F > 0 у собирающей линзы, f < 0 у мнимого изображения. |
| Оптическая сила | D = 1/F | D — дптр; F — м | Фокусное расстояние обязательно перевести в метры. |
Период полураспада описывает статистику большого числа ядер: он не задает время жизни отдельного ядра.
| Задача и разбор | Формула | Обозначения | Условия |
|---|---|---|---|
| Оставшееся число ядер | N = N₀ · 2^(−t/T½) | N, N₀ — число ядер; t и T½ — в одинаковых единицах времени | Изолированный радиоактивный изотоп без поступления новых ядер. |
| Дефект массы | Δm = Zmₚ + (A − Z)mₙ − mядра | Δm, mₚ, mₙ, mядра — в одной единице массы; Z, A — числа | В этой записи используется масса ядра, а не нейтрального атома. |
Автомобиль движется прямо с постоянным ускорением 2 м/с² в течение 5 с.
v = 0 + 2 · 5 = 10 м/с.
s = 0 + 2 · 5² / 2 = 25 м.
Проверка: средняя скорость (0 + 10) / 2 = 5 м/с; за 5 с пройдено 25 м. Здесь разворота нет, поэтому путь равен модулю перемещения.
Тележка массой 2 кг со скоростью 3 м/с сцепляется с неподвижной тележкой массой 1 кг. Внешним горизонтальным импульсом пренебрегаем.
2 · 3 + 1 · 0 = (2 + 1)u.
u = 2 м/с.
Импульс до и после равен 6 кг·м/с. Кинетическая энергия уменьшается с 9 до 6 Дж: при сцеплении сохранять ее нельзя.
В начале было 8000 ядер, период полураспада равен 3 ч. Оценим оставшееся число через 6 ч.
t/T½ = 6/3 = 2.
N = 8000 / 2² = 2000 ядер.
Проверка: после первого периода в среднем 4000, после второго — 2000. Это ожидаемое число, а не точный прогноз для каждого ядра.
Для повторения тепловых и электрических расчетов откройте подборку 8 класса; для более широкого списка — механику и колебания и волны.
Сначала выберите физическую модель, затем обозначьте известные и искомые величины. Например, 72 км/ч = 20 м/с, а 200 г = 0,2 кг. В формулах со знаками укажите направление оси. В конце проверьте единицы и порядок величины.
Порядок тем сверяем с федеральной рабочей программой, раздел «9 класс», с. 12–16. Это справочник расчетных связей; качественные вопросы, опыты и лабораторные работы требуют отдельной подготовки. Состав тем вашего учебника может отличаться.
