Понятия, законы

Что нужно учитывать

МЕХАНИКА 

Шестеренки 

 Так как зубья  шестеренок  касаются друг друга, то их линейные скорости в точке

контакта равны, поэтому

следует писать:  v1=v2, где 

Равноускоренное движение 

Под термином  «равноускоренное движение», подразумевают постоянство ускорения, т.е. тело может  при этом и тормозить, и ускоряться.  Только знак проекции ускорения определяет возрастание или убывание скорости движения тела.

График зависимости координаты, перемещения, пути от времени при равноускоренном движении 

Графиком является парабола. Уравнение координаты при равноускоренном прямолинейном движении

имеет  вид:    Ветви параболы

смотрят вверх- это значит, что коэффициент перед квадратом переменной величины (времени) стоит положительный коэффициент: ax>0 и тело движется ускоренно . Ветви параболы смотрят вниз –это означает, что перед квадратом

времени стоит отрицательный коэффициент : ax<0 и тело движется замедленно 

 Когда ветви параболы смотрят вверх, в ее вершине скорость тела всегда равна нулю, так как эта точка лежит на границе между отрицательной и положительной скоростью. Например , проекция ускорения на участке АВ отрицательная. На этом участке тело двигалось с замедлением, в точке В скорость стала равна нулю. После этого тело стало двигаться в направлении, противоположном оси ОХ с возрастающей скоростью

Время полета тела, движущегося под действием силы тяжести

Если  тело движется  только под действием силы тяжести в вакууме (брошено вертикально вверх, под углом к горизонту),  то время подъема до максимальной высоты равно времени спуска на землю

 Если тело  пустили вверх по наклонной плоскости

 Время  подъема до максимальной высоты  на плоскости и время спуска с нее  разное, т.к. путь и туда,  и обратно одинаков, но разные ускорения

 Дальность полета при движении тела , брошенного под углом к горизонту 

2

 sin2

l хt  0 

                                      g        формулу  уметь выводить,  ее

нет в кодификаторе, иначе потеря  баллов.

Невесомая нить

— это означает, что в каждой точке нити действует одинаковая по модулю сила натяжения нити.

Нерастяжимая нить

— это означает, что скорость и ускорение начало и конца нити одинаковая.

Равномерно перемещается тело

— векторная сумма всех сил равна 0, т.е. выполняется

1 закон Ньютона

r

F =0

Шероховатая поверхность 

— это означает, что есть сила трения, которую надо обязательно учесть.

Гладкая поверхность 

— трения нет.

Небольшое тело 

- это  тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь (материальная точка).

Легкий (невесомый) блок, нить, рычаг, пружина и другое

 — массой этого тела в условии задач можно пренебречь.

Центр тяжести 

-это точка,  через которую проходит равнодействующая сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любом положении этого тела в пространстве.

Чертежи к задачам на динамику. 

Если в задании потребовали чертеж, то обязательно делать. План простой: делаем рисунок, выбираем систему координат, отмечаем векторы всех сил , подписываем векторы.

Но будьте внимательны, если в задаче прямо не требовался рисунок, то за его отсутствие баллы не снимут, а вот за рисунок с ошибкой могут снять.

В задаче слова «доска», «стержень», «лестница

это  означает, что нужно  использовать  уравнение  второго закона Ньютона и правила моментов

Тело отрывается от опоры 

это означает, что сила реакции опоры равна 0 (N=0) 

Однородный стержень 

Он сделан из одного материала, масса равномерно распределена по его объёму

Объём погружённой части

В  формуле силы Архимеда присутствует не объём тела, а объём погружённой части тела в жидкость или газ.

Тело плавает на поверхности жидкости 

— это означает, что сила Архимеда равна силе тяжести 𝐹Арх = 𝑚𝑔.  Это возможно благодаря тому ,

что объем погруженной части тела в одной жидкости  будет больше  или меньше объема погруженной части этого тела в другой жидкости. Этим компенсируется разница в плотностях жидкостей, но архимедова сила при этом остается неизменной. Так как в обоих случаях масса не изменилась, то сила тяжести и сила Архимеда также не изменились,  изменяется плотность жидкости и глубина погружения

Математический маятник 

–это  тело, подвешенное на длинной невесомой нити,  размером тела можно пренебречь  по сравнению с длиной нити

Малые колебания

— это означает , что амплитуда колебаний некоторой величины в системе достаточно мала и величина деформации системы много меньше её размеров, при этом можно считать колебания

гармоническим, протекающими по закону синуса или косинуса.  В частности, для математического маятника колебания можно считать малыми только в случае отклонения на небольшой угол α, такой, что sin α ≈ α. В случае пружинного маятника колебания считаются малыми, если деформация пружины значительно меньше её размеров,   и можно считать , что колебания протекают по закону синуса или косинуса  

Полное колебание 

-это означает, что система, дважды пройдя положение равновесия, возвращается в начальное положение.  

  Скорость и ускорение при колебательном движении

 Совершают колебания в противофазах, поэтому   в положении равновесия наибольшая скорость, а  тангенциально ускорение равно 0, в точках, а где максимальное отклонение от положения равновесия, наоборот

Изменение механической энергии  при колебательном движении на графике  

 Энергия величина положительная  и ее график расположен  над осью времени  и она  изменяется с удвоенной частотой по сравнению с  частотой изменения скорости, координаты и ускорения

Равновесие механической системы

- это означает, что состояние механической системы, находящейся под действием сил, при котором все ее точки покоятся относительно рассматриваемой системы отсчета. Все действующие на систему силы и моменты сил уравновешены.

   Замкнутая     система      тел

в

-это означает , что это система тел, на которые не

механике 

действуют внешние силы.

Выстрел, удар, взрыв, столкновение, слипание

— это означает, что нужно применить закон сохранения импульса.

Абсолютно упругий удар

— это означает, что это удар, для которого можно записать закон сохранения импульса и закон сохранения энергии.

Абсолютно неупругий удар

(тела слипаются) 

— это означает, что это удар, для которого можно записать закон сохранения импульса и НЕЛЬЗЯ записать закон сохранения энергии. Вместо закона сохранения энергии следует писать   уравнение для превращения полной  механической энергии во внутреннюю( в тепло) 𝑄 = 𝐸₂  − 𝐸₁

Пластилиновый шар  

 -это означает , что будет абсолютно неупругий удар

МКТ . Термодинамика 

   Молекулы газов, о которых идет речь в задачах

 H2,  О2, N2 –эти газы не в атомарном состоянии на Земле,  поэтому определять их молярную массу по   массе молекул

Если задан объем  воды 2 л, то 

Массу воды автоматически 2 кг  НЕ ПИСАТЬ , а писать формулу для ее расчета  𝑚 = 𝜌𝑉, иначе потеряете  баллы

Идеальный газ 

Это упрощенная модель реального газа, в которой пренебрегают взаимодействием  атомов, т.е.  их потенциальной энергией. 

Абсолютный ноль 

Это начало отсчета шкалы Кельвина ,т.е  шкалы абсолютной температуры; находится на   -  273 ᵒ С по шкале Цельсия, при этой температуре должно прекратиться поступательное и вращательное движение атомов и молекул. 

Нормальные условия 

- стандартные физические условия, определяемые давлением   p=10⁵ Па (760 мм рт.ст.) и абсолютной температурой T=273К(0ᵒ С)

Теплопроводящий сосуд

— означает, что при медленном перемещении поршня процесс можно считать изотермическим, так как температура содержимого успевает сравняться с температурой окружающей среды.

Калориметр

(теплоизолированный сосуд)

— это означает, что теплообменом с окружающей средой можно пренебречь, т.е означает сохранение внутренней энергии 

Массивный поршень

—это означает, что  поршень создает дополнительное давление на газ (при вертикальном расположении цилиндра), т.е. что к атмосферному давлению добавляется давление поршня в задаче 

Подвижный поршень (незакрепленный

 — это означает, что  процесс происходит изобарно (p=const). Давление газа уравновешивается давлением окружающей среды (атмосферным давлением)

Закрытый сосуд или (поршень закреплен)

—  это означает , что  изохорный процесс (V =const). 

Сосуд с жесткими стенками. 

-изохорный процесс, при котором давление прямо пропорционально температуре.

Невесомый поршень 

—  это означает , что  что силу его давления на газ учитывать не нужно

Давление насыщенного пара  при температуре 100 °С

равно 10⁵ Па, те. равно атмосферному 

 Фраза «оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объёма шара»

 даст два уравнения: давление газа в оболочке  равно давлению окружающего воздуха, температура газа  равна температуре воздуха;

Если жидкость находится в сосуде достаточно долгое время

-это означает, что  над ней образуется насыщенный водяной пар

Относительная влажность воздуха равна 100%  

-это означает водяной пар становится насыщенным, выпадает роса, идет дождь, образуется туман

В задаче при расчетах  можно получить влажность воздуха больше 100% 

но так как давление и плотность насыщенного пара не могут быть выше определенного порога, в бланк необходимо записать 100%. 

Точка росы 

-это  температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения при неизменном количестве водяного пара и давлении.

Что можно найти используя  график зависимости давления газа от объема ?

 Работу газа  или работу внешних сил над ним как площадь геометрической фигуры под графиком. 

Тепловые процессы идут с  поглощением или выделением  количества теплоты 

Это влияет на знак количества теплоты. При нагревании энергия поглощается   при охлаждении энергия выделяется             

Вода и лёд в тепловом равновесии

 Значит температура смеси 0°С.

Идеальная тепловая машина

-это означает, что нужно использовать формулу КПД через зависимость температур 

Адиабатный процесс 

 Процесс, идущий без  теплообмена , т.е Q=0 в 1-ом начале термодинамики, на него укажут слова теплоизолированная системы или быстрое сжатие, расширение

Первый закон термодинамики 

учтите, что:

–                    если внутренняя энергия уменьшилась на какое-то число, то это значение вы должны написать с минусом и наоборот;

-если  количество теплоты поглощается системой, то ее значение вы должны написать с плюсом, если выделяется, то с минусом 

–                    если  происходит работа внешних сил, то в первом начале термодинамики перед ней  плюс,  если газ сам совершает работу, то минус

Кран открыли, сосуды соединили.

-газ занимает весь предоставляемый ему объём. Обязательно наступит тепловое равновесие. И давление смеси равно сумме  парциальных давлений каждого газа, входящего в смесь- т.е. применять закон Дальтона

Электричество  и магнетизм

Шёлковая нить — 

— это означает, что шёлк является диэлектриком, поэтому данная нить не проводит электрический ток.

Работа эл. поля, т.е. кулоновской  силы 

Работа, которую она совершает, не зависит от вида траектории. Учитываться будет только перемещение, равное кратчайшему расстоянию между точками 1 и 2. Следовательно, работа будет одинаковой при перемещении заряда по всем траекториям, соединяющим т.1 и т. 2.  Работу  по перемещению эл. заряда   перпендикулярно силовым линиям  поле совершать не может , т.к. косинус 90ᵒ равен 0. Работа эл.  поля по замкнутому пути равна нулю , тк. перемещение равно 0.

Густота силовых линий поля 

 Где гуще расположены силовые линии, там напряженность поля больше. Если   силовые линии параллельны и густота одинакова, то, во всех его точках напряженность одинакова.

Эл. поле однородно

То его силовые линии параллельны и густота одинакова, т.е.  во всех его точках напряженность одинакова.

  Потенциал эл. поля убывает 

Если перемещаться вдоль силовых линий

Потенциал результирующего поля в данной точке

Равен алгебраической сумме потенциалов полей, создаваемых каждым из заряженных  тел в отдельности.    Если заряд отрицательный, то его потенциал берется сот знаком минус.

Конденсатор долгое время подключен к источнику тока

Еонденсатор полностью заряжен; ток через конденсатор и последовательно подключенные элементы к конденсатору не течёт. 

Движение частиц в электрическом поле

 Положительно заряженные частицы движутся ПО силовым линиям поля, отрицательные  ПРОТИВ  

 Конденсатор  подключен к источнику тока 

-это означает, что на нем  будет постоянное напряжение

Конденсатор  заряжен и отключен  от  источника тока

-это означает, что его заряд будет постоянным  

Конденсаторы подключили  одноименно заряженными  обкладками

Это означает  параллельное соединение конденсаторов;

Конденсаторы подключили  разноименно заряженными  обкладками

последовательное соединение конденсаторов;

Если плоский воздушный конденсатор частично опустить в жидкий диэлектрик

То ёмкость , частично заполненного диэлектриком конденсатора , можно найти как ёмкость двух параллельно включённых конденсаторов, один из которых — с диэлектриком воздухом, другой —  с жидким 

Произошел пробой конденсатора 

конденсатор «превращается» в провод! берём и рисуем провод вместо конденсатора.  Если к конденсатору (теперь проводу) параллельно подключены элементы, то через них ток не течёт.

Что можно найти используя  график зависимости силы тока от времени

электрический заряд можно определить как площадь геометрической фигуры под графиком. 

Поверхность проводника, находящегося в электростатическом поле, является эквипотенциальной.

 Т.е   все точки на поверхности проводника всегда имеют одинаковый потенциал.

Использование закона Ома для полной цепи  

Нужно  помнить, что ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока являются постоянными величинами. Особенно это важно при решении задач, в которых в качестве нагрузки используется реостат. Изменение его сопротивления, например, в сторону увеличения, приведет к уменьшению силы тока в цепи, но напряжение на внешнем участке увеличится, т.к.              Е = 𝐼𝑅 + 𝐼𝑟. В нашем случае  уменьшится напряжение на источнике тока Ir, но тогда должно увеличиться напряжение на реостате IR, чтобы слева э.д.с осталась постоянной величиной.

Идеальный источник тока 

Внутренне сопротивление (то есть сопротивление самого источника равно нулю; напряжение во внешней цепи равно ЭДС;

Вольтметр подключен к источнику тока 

Здесь два варианта:

1.                  если ключ разомкнули, то вольтметр показывает

ЭДС источника;

2.                  если ключ замкнули, то вольтметр показывает напряжение во внешней цепи.

К резистору (лампе, конденсатору и т.д.)

Весь ток идёт через провод, в резисторе, в лампе и т.д.  тока нет (сила тока равна нулю!)

параллельно подключили ПРОВОД (элемент с нулевым сопротивлением):

Найти разность потенциалов на резисторе, лампе и т.д.

-это означает найдите напряжение.

Если ключ в контуре замкнули на «достаточно долгое время»

 То конденсатор  в контуре за это время успел зарядиться до максимального   значения. 

Идеальный колебательный контур

-это означает, что в нём нет тепловых потерь и выполняется закон сохранения энергии;

Действующее значение тока или напряжения в цепи с переменным током

среднее квадратичное за период значение силы переменного тока и напряжения, оно будет  в   раз меньше их амплитудных значений.  Напряжение в сети 220В –как раз  действующее значение!!!!!!!

Угол в формуле потока вектора магнитной индукции.

Ф BScosВ этой формуле косинус угла,

который между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности. Но иногда в задачах дают не этот угол, а угол между

поверхностью и вектором магнитной индукции—не путать!!!!!!!!!!!!

Магнитный поток

Ф BScos-эта формула доля потока 

внешнего поля, пронизывающего контур проводника.  Ф  I L -эта формула для  потока магнитного поля, которое создается самим проводником с током.

Не путать!!

 Частота изменения энергии электрического и магнитного

поля в контуре 

 в два раза больше, чем частота изменения силы тока или заряда на обкладках конденсатора колебательного контура.  Линия графика лежит только  в области положительных чисел 

Оптика 

Точечный источник света 

— источник, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием, которое свет проходит от него. Все предметы от него дают тень с чёткими границами.

Объемный источник света

— источник, размерами которого нельзя пренебрегать

ни в коем случае. Предметы в данном случае отбрасывают тень с нечёткими границами. Её можно разделить на тень и полутень.

  Линза собирающая может свет рассеивать при условии

Если предмет между фокусом и линзой

 Изображения в линзе нет 

 если  предмет в фокусе

 Если линзу наполовину закрыть, то  

изображение будет видно все, но его яркость станет меньше

Абсолютно черное тело 

- это тело, которое при любой температуре полностью поглощает все падающее на него электромагнитное излучение независимо от спектрального состава. Излучение абсолютно черного тела определяется только его абсолютной температурой и не зависит от свойств вещества, из которого оно состоит.

  Переход волн из одной среды в другую

При преломлении света при переходе из одной среды в другую изменяются скорость волны и длина волны, а её период и частота остаётся неизменной!!

Диоптрия (дптр)

- единица оптической силы линзы или сферического зеркала. 1дптр - оптическая сила линзы или сферического зеркала с главным фокусным расстоянием в 1 м.  Т.е в задачах  для расчета оптической силы помнить, что фокусное расстояние обязательно нужно переводить в м.

   Длина и частота волн света в спектре 

КОЖЗГСФ   -расположение цветов в спектре,     при перемещении от красного конца спектра к фиолетовому  частота волн увеличивается, длина волны уменьшается,  скорость света в среде  уменьшается

Дисперсия

Это не разложение белого света на    монохроматичные   цвета, а зависимость показателя  преломления света  от частоты.  Меньше всего преломляется красный свет, т.к. у него наибольшая скорость в среде, поэтому  при дисперсии  он меньше всего отклоняется от первоначального направления распространения,   в радуге на верху красная полоса всегда, запрещающий сигнал светофора красный, т.к.  красный свет меньше всего рассеивается в пыли, тумане

Максимальный порядок спектра, который  можно увидеть, используя данную дифракционную решетку

можно найти, приняв угол дифракции равным почти 90°, т.е его синус  будет равным 1.   После вычисления максимального порядка

нужно оставить целую часть полученного числа

 Максимальное количество спектров, которое можно увидеть, используя данную дифракционную решетку, можно найти

умножив значение максимального порядка спектра на два и прибавив к полученному произведению один.

Почему  дифракционная решетка разлагает свет в спектр

Дифракционная решётка расщепляет падающую волну на множество параллельных когерентных пучков, которые интерферируют друг с другом. В результате на экране появляется чередование максимумов и минимумов интерференции — светлых и тёмных полос.  

Центральный максимум  в дифракционной решетке. 

 Не окрашен всегда , тк в центре дифракционной картины сойдутся с нулевой разностью хода все монохроматические составляющие падающего света. Поэтому в центральном максимуме будет видна яркая полоса того же цвета, что и падающий свет.  

Положения максимумов  1,2,3 и т.д. порядков  в дифракционной решетке

порядков определяются 

длиной волны согласно формуле. d sin k

Монохроматические волны разделяются в спектре любого порядка так : самой близкой к центральному неокрашенному  максимуму окажется фиолетовая полоса, самой далёкой — красная, т.к.   чем больше длина волны света, тем меньше синус  угла , который между направлением на   данный  максимум  и направлением на   центральный  согласно формуле

Квантовая физика 

Электронвольт (эВ)

Это внесистемная единица энергии, используемая в атомной и ядерной физике. Один эВ равен энергии, которую приобретает частица с элементарным зарядом , проходя разность потенциалов 1 В.

1эВ=1,6^.10^-19 Дж.. Т.е число в эВ нужно умножать на

модуль заряда электрона. 

Если атом находится в основном состоянии, то для его перехода в ионизированное состояние (чтобы  электрон его покинул) 

Необходимо, чтоб энергия электрона в атоме стала равной 0 эВ. Т.е нужна энергия 

 Е= 0-( -13,6) эВ= 13,6 эВ.  Т.к.  в диаграммах  основным состоянием в атоме называется состояние электрона  с наименьшей энергией Е1 , а началом отсчета энергии является состояние, при котором ядро водорода и электрон

перестают быть связанной системой(т .е энергия электрона в атоме равна 0