Физика: темы
Работа, энергия и мощность
Формулы и правила по теме «Работа, энергия и мощность».
16 формул
Таблица формул
| Формула | Запись | Тема | Для чего нужна |
|---|---|---|---|
| Вторая космическая скорость | $v_2=\sqrt{\frac{2GM}{R}}$ | Механика | Вторая космическая скорость равна минимальной скорости у поверхности небесного тела, при которой объект может уйти на бесконечность без дальнейшей тяги. |
| Второй закон Кеплера | $\frac{dS}{dt}=\text{const}$ | Механика | Второй закон Кеплера утверждает, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади. Закон описывает не равномерность движения по дуге, а постоянство секторной скорости относительно фокуса орбиты. |
| Потенциальная энергия в поле тяжести | $E_p=mgh$ | Механика | Потенциальная энергия тела около поверхности Земли равна произведению массы, ускорения свободного падения и высоты относительно выбранного нулевого уровня. |
| Потенциальная энергия упруго деформированного тела | $E_p=\frac{kx^2}{2}$ | Механика | Потенциальная энергия упругой деформации равна половине произведения жесткости на квадрат растяжения или сжатия и показывает запас энергии в пружине. |
| Формула потенциальной энергии тела у поверхности Земли | $E_p=mgh$ | Механика | Потенциальная энергия тела в однородном поле тяжести равна произведению массы, ускорения свободного падения и высоты относительно выбранного нулевого уровня. |
| Механическая энергия с учетом потенциальной и кинетической | $E=E_k+E_p=\frac{mv^2}{2}+mgh$ | Механика | Полная механическая энергия тела в поле тяжести равна сумме кинетической энергии движения и потенциальной энергии положения над выбранным уровнем. |
| Работа силы тяжести | $A=m g (h_1-h_2)$ | Механика | Работа силы тяжести равна произведению массы, ускорения свободного падения и уменьшения высоты тела относительно выбранного уровня. |
| Сила тяжести | $F_{\text{тяж}}=mg$ | Механика | Сила тяжести равна произведению массы тела на ускорение свободного падения и направлена к Земле. В школьных задачах ее считают в ньютонах. |
| Механическая работа при постоянной силе | $A=F\cdot s$ | Механика | Механическая работа постоянной силы равна произведению силы на путь, пройденный в направлении действия этой силы, и измеряется в джоулях. |
| Механическая мощность | $P=\frac{A}{t}$ | Механика | Мощность показывает, какая работа выполняется за единицу времени, то есть насколько быстро передается энергия или выполняется механическое действие. |
| Связь скорости и перемещения при постоянном ускорении | $v^2-v_0^2=2as$ | Механика | Связь скорости и перемещения позволяет решать задачи равноускоренного движения без явного времени и напрямую связывает изменение скорости с участком пути. |
| Кинетическая энергия тела | $E_k=\frac{mv^2}{2}$ | Механика | Кинетическая энергия тела равна половине произведения массы на квадрат скорости и показывает запас энергии движения тела. |
| Закон сохранения механической энергии | $E_k+E_p=\text{const}$ | Механика | Закон сохранения механической энергии утверждает, что сумма кинетической и потенциальной энергий сохраняется, если действуют только консервативные силы. |
| Функция Лагранжа T минус U | $L=T-U$ | Механика | Функция Лагранжа равна разности кинетической и потенциальной энергии системы, если силы потенциальны и выбранные координаты описывают конфигурацию системы. |
| Гамильтониан через преобразование Лежандра | $H(q,p,t)=\sum_i p_i\dot q_i-L(q,\dot q,t)$ | Механика | Гамильтониан получают из лагранжиана преобразованием Лежандра по скоростям, переходя от переменных q и qdot к координатам q и импульсам p. |
| Эффективный потенциал в центральном поле | $U_{\text{eff}}(r)=U(r)+\frac{\ell^2}{2mr^2}$ | Механика | Эффективный потенциал в центральном поле складывается из настоящего потенциала U(r) и центробежного члена, связанного с сохранением момента импульса. |