Fizyka w pigułce

Zjawiska
Ruch jednostajny to ruch, w którym ciało w jednakowych odstępach czasu przebywa jednakowe drogi, np. szybkościomierz skutera wodnego wskazuje przez 10 minut taką samą wartość.

Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony to ruch, w którym w każdej sekundzie wartość prędkości wzrasta tak samo, np. jabłko spada z drzewa.

Ruch prostoliniowy jednostajnie opóźniony to ruch, w którym w każdej sekundzie wartość prędkości maleje tak samo, np. piłkę rzucono pionowo w górę.

Ruch po okręgu to ruch, którego torem jest okrąg, np. Ziemia obiega Słońce.

Ruch drgający to ruch, który powtarza się w równych odstępach czasu, zachodzi tam i z powrotem po tym samym torze, po pewnym czasie ustaje, np. dziecko huśta się na huśtawce.

Fala sprężysta poprzeczna to rozchodzenie się zaburzenia ośrodka, którego cząsteczki wprowadzono w drgania prostopadłe do kierunku rozchodzenia się tego zaburzenia, np. jeden koniec długiego sznura przyczepiono do klamki od drzwi, a drugim wykonano pionowe ruchy w górę i w dół, równocześnie obserwując sznur.

Fala głosowa to fala sprężysta o częstotliwości 20 – 20000 Hz, np. artysta wykonuje arię operową.

Fala elektromagnetyczna to rozchodzenie się w przestrzeni zmiany pól: elektrycznego i magnetycznego, np. promieniowanie γ, rentgenowskie, ultrafioletowe, światło, promieniowanie podczerwone, mikrofale, fale radiowe.

Odbicie fali (odbicie światła) to zmiana kierunku rozchodzenia się fali w tym samym ośrodku po jej dojściu do przeszkody, np. powstawanie obrazu w lustrze.

Ugięcie fali (dyfrakcja), dyfrakcja światła to rozchodzenie się fali we wszystkich kierunkach po przejściu przez wąską szczelinę, np. jeśli przez małą szczelinę do ciemnego pokoju wpada światło, w całym pokoju robi się nieco jaśniej.

Interferencja fal (interferencja światła) to nakładanie się fal, np. płomień świecy obserwujemy z odległości ok. 2 m przez cienką chusteczkę jedwabną lub wykonaną z tworzywa sztucznego.

Echo, pogłos to dochodzenie do nas z opóźnieniem dźwięków odbitych od przeszkody, np. krzyczymy w dużej, pustej sali.

Bezwładność to zachowanie (niezmienność) prędkości ciała, gdy nie działa na nie żadna siła lub działające siły równoważą się, np. przy gwałtownym hamowaniu autobusu przewracamy się do przodu.

Tarcie to zjawisko spowodowane chropowatością powierzchni stykających się ciał, np. po betonowej lub ubitej szosie możemy z łatwością chodzić, a po gładkim lodzie nie.

Ciążenie powszechne to zjawisko wzajemnego przyciągania się ciał, np. wszystkie ciała swobodne spadają na ziemię.

Dyfuzja to samorzutne mieszanie się różnych substancji, np. przechodząc koło piekarni czujemy zapach pieczonego chleba.

Rozszerzalność temperaturowa to zwiększanie się objętości ciała wraz ze wzrostem jego temperatury, np. jeśli nie możemy otworzyć słoika, na zakrętkę lejemy gorącą wodę.

Izochronizm wahadła to niezależność okresu drgań wahadła od amplitudy drga tego wahadła, np. jednym z pierwszych zegarów był zegar wahadłowy.

Topnienie to przechodzenie substancji ze stanu stałego w ciekły, np. w upalny dzień musimy jeść lody dość szybko.

Krzepnięcie to przechodzenie substancji ze stanu ciekłego w stały, np. tylko przy temperaturze poniżej 0o C warto wylewać wodę na szkolne boisko w celu uzyskania ślizgawki.

Parowanie to przechodzenie substancji ze stanu ciekłego w lotny, np. woda wylana na posadzkę po pewnym czasie „wyschła”.

Skraplanie to przechodzenie substancji ze stanu lotnego w ciekły, np. niekiedy sprawdza się czy człowiek oddycha, przystawiając mu lusterko w pobliże ust.

Sublimacja to przechodzenie substancji ze stanu stałego bezpośrednio w stan lotny, np. suszenie bielizny na zewnątrz budynku w czasie mrozu.

Indukcja elektrostatyczna to przesunięcie swobodnych elektronów w przewodniku, który znalazł się w polu elektrostatycznym, np. w budynek uderzył piorun.

Indukcja elektromagnetyczna to powstawanie prądu elektrycznego (indukcyjnego) w zamkniętym obwodzie (zwojnicy, gdy zmienia się pole magnetyczne wewnątrz tej zwojnicy), np. w elektrowni wodnej, spadająca woda obraca łopatki turbiny, połączonej z układem wielu ramek, wykonanych z przewodnika i obracających się między biegunami magnesów (w ramkach powstaje prąd elektryczny.

Polaryzacja izolatora to przesunięcie ładunków wewnątrz atomów lub cząsteczek w izolatorze, który znalazł się w polu elektrostatycznym, np. przyciąganie skrawków papieru przez naelektryzowany przedmiot.

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch elektronów w przewodniku metalowym, zachodzący pod wpływem sił elektrycznych, np. żarzenie włókna żarówki.

Załamanie światła to zmiana kierunku wiązki światła przy przejściu do ośrodka, w którym rozchodzi się ono z inną szybkością, np. powstawanie obrazów w soczewkach.

Rozszczepienie światła to rozdzielenie wiązki światła słonecznego na poszczególne barwy, np. tęcza.

Zjawisko fotoelektryczne to wyrzucanie elektronów z metalu na skutek zderzeń fotonów ze swobodnymi elektronami tego metalu, np. utrata ładunku naelektryzowanej ujemnej płytki metalowej na skutek padającego na nią światła fioletowego.

Rozszczepienie jądra atomowego to podział ciężkiego jądra na dwa lżejsze jądra, np. otrzymywanie energii elektrycznej w elektrowni jądrowej.

Promieniotwórczość naturalna to samorzutna emisja cząstek α, β i promieniowania γ z jądra atomu, np. niebezpieczeństwo czyhające na górników w kopalni uranu.

Wielkości fizyczne
Droga to długość części toru zakreślonego przez ciało. Jednostką drogi jest 1 m.

Przemieszczenie to wektor, którego początek znajduje się w początkowym położeniu ciała, a koniec w końcowym położeniu. Jednostką przemieszczenia jest 1 m.

Szybkość w ruchu jednostajnym (wartość prędkości) to stosunek drogi przebytej przez ciało do czasu, w którym ta droga została przebyta. Jednostką szybkości w ruchu jednostajnym jest 1 m/s.

Szybkość średnia w ruchu zmiennym (w języku potocznym – prędkość średnia) to stosunek całkowitej drogi przebytej przez ciało do czasu, w którym ta droga została przebyta (do czasu wliczamy także postoje). Jednostką szybkości średniej w ruchu zmiennym jest 1 m/s.

Wartość przyspieszenia informuje nas o tym, jaki przyrost szybkości nastąpił w jednostce czasu. Jednostką wartości przyspieszenia jest 1 m/s2.

Masa to miara ilości substancji, z której składa się ciało, a także miara bezwładności ciała. Jednostką masy jest 1 kg.

Pęd ciała to iloczyn masy i prędkości ciała. Jednostką pędu ciała jest 1 (kg • m)/s.

Siła to miara wzajemnego oddziaływania ciał. Jednostką siły jest 1 N.

Siła wypadkowa to siła, której działanie powoduje taki sam skutek, jak działanie kilku innych sił równocześnie. Jednostką siły wypadkowej jest 1 N.

Siły sprężystości to siły, które pojawiają się, np. w stalowym pręcie, jeśli zmienimy jego kształt. Jednostką sił sprężystości jest 1 N.

Siła grawitacji (siła ciężkości, w przybliżeniu – ciężar) to siła, jaką Ziemia przyciąga każde ciało. Jednostką siły grawitacji jest 1 N.

Siła tarcia to siła przeszkadzająca ruchowi jednego ciała po drugim. Jednostką siły tarcia jest 1 N.

Siła dośrodkowa to siła będąca przyczyną ruchu ciała po okręgu. Jednostką siły dośrodkowej jest 1 N.
Siły wewnętrzne to siły działające między ciałami wyróżnionymi jako układ. Jednostką sił wewnętrznych jest 1 N.

Siły zewnętrzne to takie siły, które działają na ciała wyróżnione jako układ; ich źródłami są inne ciała, nie wchodzące w skład układu. Jednostką sił zewnętrznych jest 1 N.

Siły międzycząsteczkowe to siły działające między cząsteczkami ciała. Jednostką sił międzycząsteczkowych jest 1 N.

Siła elektryczna to siła działająca na ciało naelektryzowane, umieszczone w polu elektrostatycznym. Jednostką siły elektrycznej jest 1N.

Siła elektrodynamiczna to siła działająca na przewodnik, przez który płynie prąd elektryczny, jeśli ten przewodnik znajduje się w polu magnetycznym. Jednostką siły elektrodynamicznej jest 1N.

Siły jądrowe to siły działające między składnikami jądra atomowego. Jednostką sił jądrowych jest 1 N.

Przyspieszenie ziemskie to przyspieszenie, z jakim spadają ciała swobodne (jeśli pominiemy opór powietrza). Jednostką przyspieszenia ziemskiego jest 1 m/s2.

Amplituda drgań to maksymalne wychylenie ciała z położenia równowagi. Jednostką amplitudy drgań jest 1 m.

Okres drgań to czas, w którym ciało drgające wykonuje jedno pełne drganie. Jednostką okresu drgań jest 1 s.

Częstotliwość drgań to liczba pełnych drgań wykonywanych przez ciało w czasie 1 sekundy. Jednostką częstotliwości drgań jest 1 Hz.

Długość fali to droga, jaką przebywa fala w czasie, gdy dowolna cząsteczka ośrodka wykonuje jedno pełne drganie (czyli w czasie jednego pełnego okresu). Jednostką długości fali jest 1 m.

Poziom natężenia dźwięku to wielkość fizyczna związana z energią przenoszoną przez falę akustyczną; decyduje o tym, jak głośny jest dźwięk. Jednostką poziomu natężenia dźwięku jest 1 dB.

Praca mechaniczna to iloczyn wartości siły działającej na ciało zgodnie z przemieszczeniem i wartości przemieszczenia (pod warunkiem, że F = const, ruch prostoliniowy). Jednostką pracy mechanicznej jest 1 J.

Praca prądu elektrycznego to praca, która jest wykonywana przez prąd elektryczny. Jednostką prądu elektrycznego jest 1 J.

Moc to iloraz pracy i czasu, w którym została ona wykonana. Jednostką mocy jest 1 W.

Moc prądu elektrycznego to iloraz pracy prądu elektrycznego i czasu, w którym ta praca została wykonana. Jednostką mocy prądu elektrycznego jest 1 W.
Energia mechaniczna to suma energii kinetycznej i potencjalnej układu ciał. Jednostką energii mechanicznej jest 1 J.

Energia potencjalna grawitacji to energia, jaką posiada ciało podniesione na wysokość h względem umownego poziomu zerowego (jeden z rodzajów energii mechanicznej). Jednostką energii potencjalnej grawitacji jest 1 J.

Energia kinetyczna to energia, jaką posiada ciało poruszające się w wybranym układzie odniesienia. Jednostką energii kinetycznej jest 1 J.

Energia wewnętrzna to suma energii kinetycznych chaotycznego ruchu cząsteczek ciała i potencjalnych wynikających z ich wzajemnych oddziaływań siłami międzycząsteczkowymi. Jednostką energii wewnętrznej jest 1 J.

Energia elektryczna jest kosztem energii mechanicznej; uzyskujemy ją w prądnicach. Kosztem tej energii pracę wykonuje silnik elektryczny. Jednostką energii elektrycznej jest 1 J.

Energia jądrowa to energia uwalniana w zjawisku rozszczepiania ciężkiego jądra atomowego na dwa lżejsze. Jednostką energii jądrowej jest 1 J.

Gęstość substancji informuje nas o tym, jaka jest masa 1 m3 lub 1 cm3 danej substancji. Jednostką gęstości substancji jest 1 kg/m3.

Ciśnienie informuje nas o tym, jaka jest wartość siły nacisku ciała na jednostkę powierzchni, na którą to ciało działa. Jednostką ciśnienia jest 1 Pa.

Temperatura wzrasta wraz ze wzrostem średniej energii kinetycznej cząsteczek ciała. Jednostką temperatury jest 1 K lub 1o C.

Ciepło to część energii wewnętrznej przekazywana od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej. Jednostką ciepła jest 1 J.

Ciepło właściwe informuje nas o tym, ile ciepła należy dostarczyć, aby ogrzać 1 kg substancji o 1 K (lub 1o C). Jednostką ciepła właściwego jest 1 J/(kg • K).

Ciepło topnienia informuje nas o tym, jaką ilość ciepła należy dostarczyć ciału o masie 1 kg, aby je stopić bez zmiany temperatury. Jednostką ciepła topnienia jest 1 J/kg.

Ciepło parowania informuje nas o tym, jaką ilość ciepła należy dostarczyć cieczy o masie 1 kg, aby wyparowała bez zmiany temperatury. Jednostką ciepła parowania jest 1 J/kg.

Ładunek elektryczny ciała to liczba nadmiarowych lub niedomiarowych elektronów w ciele pomnożona przez ładunek jednego elektronu (ładunek elementarny). Jednostką ładunku elektrycznego ciała jest 1 C.

Napięcie elektryczne między dwoma punktami informuje nas o tym, jaką pracę wykonują siły elektryczne przy przemieszczeniu ładunku 1 C miedzy dwoma punktami pola elektrostatycznego. Jednostką napięcia elektrycznego między dwoma punktami jest 1 V.

Natężenie prądu informuje nas o tym, jaki ładunek elektryczny przepływa w jednostce czasu przez poprzeczny przekrój przewodnika, w dowolnym miejscu obwodu. Jednostką natężenia prądu jest 1 A.

Opór elektryczny przewodnika to stały dla danego przewodnika iloraz napięcia między jego końcami i natężenia prądu płynącego przez ten przewodnik. Jednostką oporu elektrycznego przewodnika jest 1 Ω.

Czas połowicznego rozpadu to czas, po którym z początkowej liczby jąder izotopu promieniotwórczego w próbce, pozostaje połowa. Jednostką czasu połowicznego rozpadu jest 1 s.

Ogniskowa zwierciadła (soczewki) to odległość ogniska od środka czaszy zwierciadła (środka soczewki). Jednostką ogniskowej zwierciadła (soczewki) jest 1 m.

Zdolność skupiająca soczewki to odwrotność ogniskowej soczewki wyrażonej w metrach. Jednostką zdolności skupiającej soczewki jest 1 D.

Pojęcia
Układ odniesienia musi zostać obrany, gdy chcemy stwierdzić, czy dane ciało jest w spoczynku, czy w ruchu.

Tor to linia, którą zakreśla ciało wykonujące ruch.

Wzajemne oddziaływania występują wtedy, gdy jedno ciało działa na drugie, a drugie na pierwsze; w niektórych przypadkach ciała muszą się stykać, w innych mogą być od siebie oddalone.

Bezwładność to cecha ciała, od którego zależy, jaką szybkość uzyska ciało w wyniku oddziaływania z innym ciałem.

Stan równowagi to stan, w którym znajduje się ciało, gdy siły działające na nie równoważą się wzajemnie i ciało spoczywa.

Siłomierz, waga sprężynowa to przyrząd do mierzenia wartości siły.

Waga to przyrząd do mierzenia masy ciała.

Układ ciał to dwa lub więcej oddziaływujących wzajemnie ciał, które wybraliśmy do obserwacji.

Bezwzględna skala temperatur to skala temperatur, w której nie ma temperatur ujemnych.

Ogrzewanie to proces, w którym temperatura ciała wzrasta.

Oziębianie to proces, w którym temperatura ciała obniża się.

Ultradźwięki to fale sprężyste o częstotliwości powyżej 20000 Hz. Wykorzystuje się je w ultrasonografach (USG).
Przewodnik to substancja, w której znajdują się swobodne elektrony; przewodzi prąd elektryczny.

Izolator to substancja, w której nie ma swobodnych elektronów i która nie przewodzi prądu elektrycznego.

Pole elektrostatyczne to obszar w otoczeniu ciała naelektryzowanego.

Pole elektrostatyczne centralne to pole elektrostatyczne wytworzone przez naelektryzowane ciało kuliste; linie biegną promieniście we wszystkich kierunkach.

Pole elektrostatyczne jednorodne to pole elektrostatyczne wytworzone przez naelektryzowane przeciwnie równoległe do siebie płyty.

Źródło prądu to urządzenie, w którym kosztem innej energii gromadzona jest energia elektryczna.

Odbiorniki to elementy obwodu elektrycznego, w których prąd wykonuje pracę.

Połączenie szeregowe odbiorników to połączenie, w którym całkowity opór odbiorników jest równy sumie poszczególnych odbiorników.

Odbiornik zastępczy to odbiornik, którego włączenie do źródła prądu w miejsce innych odbiorników nie zmienia natężenia prądu płynącego ze źródła.

Połączenie równoległe odbiorników to połączenie odbiorników, przy którym odwrotność oporu całkowitego jest równa sumie odwrotności oporów poszczególnych odbiorników.

Dane znamionowe to wartość napięcia, mocy, natężenia prądu konieczne do normalnej pracy odbiornika.

Pole magnetyczne to własność przestrzeni polegająca na tym, że na umieszczoną w niej igiełkę magnetyczną działa siła.

Elektromagnes to zwojnica, w której wnętrzu umieszczono stalowy rdzeń.

Silnik elektryczny to urządzenie, w którym kosztem energii elektrycznej jest wykonywana praca mechaniczna (energia elektryczna jest zamieniana na energię mechaniczną).

Prądnica to urządzenie, w którym energia mechaniczna jest zamieniana w energię elektryczną.

Transformator to urządzenie służące do przetwarzania napięcia przemiennego na napięcie przemienne o innej wartości maksymalnej.

Widmo fal elektromagnetycznych to klasyfikacja fal elektromagnetycznych według ich długości w próżni (lub częstotliwości).

Źródła światła to wszystkie ciała świecące światłem własnym.

Obraz rzeczywisty przedmiotu to obraz przedmiotu świecącego lub oświetlonego, powstający na ekranie.

Obraz pozorny przedmiotu to obraz punktu świecącego, powstający w miejscu przecięcia się przedłużeń promieni odbitych od zwierciadła lub załamanych w soczewce.

Ognisko zwierciadła (soczewki) to punkt, w którym przecinają się promienie odbite od zwierciadła (które przeszły przez soczewkę), jeżeli padały równolegle do osi głównej zwierciadła (soczewki).

Widmo ciągłe światła białego to zestaw barw, powstający przy przejściu światła białego (słonecznego lub wysyłanego przez ciało ogrzane do bardzo wysokiej temperatury) przez prymat.

Foton to porcja energii fali elektromagnetycznej.

Dualizm korpuskularno – falowy to ujawnianie przez światło w niektórych zjawiskach natury falowej, a w innych korpuskularnej.

Izotopy to atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze.

Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym w sposób kontrolowany zachodzą reakcje rozszczepiania jąder ciężkich atomów.

Amperomierz to przyrząd do pomiaru natężenia prądu.

Woltomierz to przyrząd do pomiaru napięcia miedzy dwoma punktami obwodu.

Wzory
Związek między częstotliwością i okresem ruchu drgającego
f = 1/T
[f] = 1/s

Prawo Coulomba
F = (kq1q2)/r2

Prawo Ohma. Definicja oporu
U/I = const = R
[R] = 1V/1A = 1Ω

Praca prądu elektrycznego
W = UIt = (U2t)/R

Moc prądu elektrycznego
P = UI = U2/I = I2R = W/t

Zdolność skupiająca soczewki
Z = 1/f
[Z] = 1/m = 1D
Długość fali w danym ośrodku
λ = vT
λ = v/f
[λ] = 1m

Napięcie elektryczne między dwoma punktami A i B
UAB = WA→B/q

Łączenie szeregowe odbiorników
Rz = R1 + R2 + … + Rn
I = const
U = U1 + U2 + … + Un
n – liczba odbiorników

Związek między maksymalnymi napięciami prądu zmiennego w uzwojeniach transformatora
U2/U1 = z2/z1
U1 – napięcie doprowadzone do uzwojenia o liczbie zwojów z1
U2 – napięcie otrzymane na zaciskach uzwojenia o liczbie zwojów z2

Energia fotonu
E = hυ
h – stała Plancka
υ – częstotliwość fali elektromagnetycznej (bywa oznaczana przez f)

Ciśnienie
p = F/s
[p] = 1N/1m2 = 1Pa (paskal)

Natężenie prądu
I = q/t
[I] = 1C/1s = 1A

Łączenie równoległe odbiorników
1/Rz = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
U = const
I = I1 + I2 + … + In

Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym
hυ = W + [(mv2)/2]

Energia spoczynkowa cząsteczki
E = mc2

Siła ciężkości
→ →
F = mg



Droga, przemieszczenie
A B
S
S – droga od A do B
→
AB – przemieszczenie z A do B

Ruch jednostajny
s/t = V = const
[V] = m/s

Ruch prostoliniowy zmienny
Vśr = scał/tcał
Jeśli ruch odbywa się z postojami, to czas tcał liczy się łącznie z nimi.

Ruch jednostajnie przyspieszony
a = ΔV/t
przy V0 = 0: V = at
s = (at2)/2
[a] = m/s2
Drogi przebyte w kolejnych sekundach mają się do siebie jak kolejne liczby nieparzyste;
s1: s2: s3: … = 1: 3: 5: …

Pęd ciała
→ →
p = mV
[p] = (kg • m)/s

Zasada zachowania pędu dla dwóch ciał, które początkowo spoczywały
m1V1 = m2V2

Druga zasada dynamiki
→ →
Fwyp = ma
[F] = 1N = 1kg • (m/s2)

Prawo powszechnej grawitacji
F = (Gm1m2)/r2

Praca
W = Fs
[W] = 1N • 1m = 1(kg • m2)/s2 = 1J

Moc
P = W/t
[P] = 1J/1s = 1W
Dla ciał poruszających się ruchem jednostajnym: P = FV



Zmiana energii mechanicznej
ΔEmech = Wz
[Emech] = 1J
Emech – całkowita energia mechaniczna
Wz – praca siły zewnętrznej

Energia potencjalna grawitacji względem danego poziomu zerowego
Ep = mgh

Energia kinetyczna
Ek = (mV2)/2

Temperatura w skali Kelvina
T = (t + 273) K
t – temperatura w skali Celsjusza

Gęstość substancji
ρ = m/V
[ρ] = kg/m3

Pierwsza zasada termodynamiki
ΔEw = W + Q
W – wykonana praca
Q – ciepło wymienione z otoczeniem

Ciepło właściwe
c = Q/(mΔT)
Q = mcΔT

Ciepło topnienia (równe ciepłu krzepnięcia)
ct = Q/m
Q = mct
[ct] = 1 J/kg

Ciepło parowania (równe ciepłu skraplania)
cp = Q/m
Q = mcp
[cp] = 1 J/kg