Salut! Îți voi prezenta cele mai importante formule din fizică, organizate pe capitole, cu numele lor și o problemă rezolvată pas cu pas la final. Hai să începem!
• --
Îmi ceri o listă cu formulele esențiale din fizică (cu denumirile lor) și un exemplu de aplicare. Voi acoperi capitolele principale din programa de Bacalaureat.
• --
| Formula | Denumire | Semnificația mărimilor |
|---------|----------|------------------------|
| v = \frac{d}{t} | Viteza medie | d = distanța (m), t = timpul (s) |
| a = \frac{v - v_0}{t} | Accelerația | v = viteza finală, v_0 = viteza inițială (m/s²) |
| v = v_0 + at | Viteza în mișcarea uniform accelerată | a = accelerația (m/s²) |
| d = v_0 t + \frac{at^2}{2} | Legea de mișcare uniform accelerată | distanța parcursă (m) |
| F = ma | Principiul fundamental al dinamicii (legea a II-a a lui Newton) | F = forța (N), m = masa (kg) |
| F_g = mg | Greutatea | g = 9,8 \, \text{m/s}^2 (accelerația gravitațională) |
| F_f = \mu N | Forța de frecare | \mu = coeficientul de frecare, N = normala (N) |
| F_e = kx | Forța elastică (legea lui Hooke) | k = constanta elastică (N/m), x = alungirea (m) |
| E_c = \frac{mv^2}{2} | Energia cinetică | m = masa (kg), v = viteza (m/s) |
| E_p = mgh | Energia potențială gravitațională | h = înălțimea (m) |
| E_p = \frac{kx^2}{2} | Energia potențială elastică | k = constanta elastică (N/m) |
| L = Fd\cos\theta | Lucrul mecanic | \theta = unghiul dintre forță și deplasare |
| P = \frac{L}{t} | Puterea mecanică | P = puterea (W = J/s) |
| \vec{p} = m\vec{v} | Impulsul (cantitatea de mișcare) | unitate: kg·m/s |
| m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2' | Legea conservării impulsului | pentru ciocniri |
| Formula | Denumire | Semnificație |
|---------|----------|--------------|
| Q = mc\Delta t | Cantitatea de căldură | c = căldura specifică (J/kg·K) |
| Q = m\lambda | Căldura latentă (topire/solidificare) | \lambda = căldura latentă specifică (J/kg) |
| \Delta U = Q - L | Principiul I al termodinamicii | \Delta U = variația energiei interne (J) |
| \frac{p_1V_1}{T_1} = \frac{p_2V_2}{T_2} | Ecuația de stare a gazului ideal (Clapeyron) | p = presiunea (Pa), V = volumul (m³), T = temperatura (K) |
| pV = \nu RT | Ecuația termică de stare | \nu = numărul de moli, R = 8,31 \, \text{J/mol·K} |
| \eta = \frac{L}{Q_1} | Randamentul motorului termic | L = lucrul mecanic util, Q_1 = căldura primită |
| Formula | Denumire | Semnificație |
|---------|----------|--------------|
| I = \frac{Q}{t} | Intensitatea curentului electric | Q = sarcina (C), t = timpul (s) |
| U = \frac{W}{Q} | Tensiunea electrică | W = lucrul mecanic (J) |
| R = \frac{U}{I} | Legea lui Ohm pentru o porțiune de circuit | R = rezistența (Ω) |
| R = \rho\frac{l}{S} | Rezistența unui conductor | \rho = rezistivitatea (Ω·m), l = lungimea (m), S = secțiunea (m²) |
| P = UI = I^2R = \frac{U^2}{R} | Puterea electrică | P = puterea (W) |
| W = UIt | Energia electrică (lucrul curentului) | W = energia (J) |
| F = k\frac{|q_1q_2|}{r^2} | Legea lui Coulomb | k = 9 \times 10^9 \, \text{N·m}^2/\text{C}^2 |
| E = \frac{F}{q} | Intensitatea câmpului electric | E = (N/C = V/m) |
| U = Ed | Tensiunea în câmp electric uniform | d = distanța (m) |
| C = \frac{Q}{U} | Capacitatea electrică | C = capacitatea (F) |
| C = \varepsilon_0\varepsilon_r\frac{S}{d} | Capacitatea unui condensator plan | \varepsilon_0 = 8,85 \times 10^{-12} \, \text{F/m} |
| Formula | Denumire | Semnificație |
|---------|----------|--------------|
| \frac{1}{f} = \frac{1}{x_2} - \frac{1}{x_1} | Formula lentilelor | f = distanța focală (m), x_2 = distanța imagine-lentilă, x_1 = distanța obiect-lentilă |
| \frac{y_2}{y_1} = \frac{x_2}{x_1} | Mărirea liniară transversală | y_2/y_1 = mărirea |
| E = h\nu | Energia fotonului | h = 6,626 \times 10^{-34} \, \text{J·s} (constanta lui Planck) |
| E_{c\_max} = h\nu - W | Ecuația fotoelectrică a lui Einstein | W = funcția de lucru |
| \nu_0 = \frac{W}{h} | Frecvența de prag | sub această frecvență nu apare efect fotoelectric |
| \lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv} | Relația lui De Broglie | \lambda = lungimea de undă asociată particulei (m) |
• --
1. Citește problema de 2-3 ori și subliniază datele cunoscute și ce se cere
2. Transformă toate unitățile în SI (km → m, g → kg, h → s etc.)
3. Alege formula potrivită — identifică fenomenul fizic descris
4. Rezolvă matematic, pas cu pas, fără să sari peste etape
5. Verifică rezultatul — are sens? Unitățile sunt corecte?
• --
Date:
• Tensiunea: U = 100 \, \text{V}
• Sarcina electronului: e = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C}
• Masa electronului: m = 9,11 \times 10^{-31} \, \text{kg}
• Constanta lui Planck: h = 6,626 \times 10^{-34} \, \text{J·s}
Fenomenul fizic: Un electron cu sarcină electrică e , accelerat printr-o diferență de potențial U , capătă energie cinetică egală cu lucrul mecanic efectuat de forța electrică: E_c = eU . Conform relației lui De Broglie, oricărei particule cu impuls p îi este asociată o undă de lungime \lambda = h/p .
Rezolvare:
Pasul 1: Calculăm energia cinetică dobândită de electron.
E_c = eU = 1,6 \times 10^{-19} \times 100 = 1,6 \times 10^{-17} \, \text{J}
Pasul 2: Din energia cinetică, calculăm impulsul. Știm că E_c = \frac{mv^2}{2} , deci v = \sqrt{\frac{2E_c}{m}} . Atunci impulsul este:
p = mv = m\sqrt{\frac{2E_c}{m}} = \sqrt{2mE_c}
p = \sqrt{2 \times 9,11 \times 10^{-31} \times 1,6 \times 10^{-17}}
p = \sqrt{2,915 \times 10^{-47}} = 5,4 \times 10^{-24} \, \text{kg·m/s}
Pasul 3: Aplicăm relația lui De Broglie:
\lambda = \frac{h}{p} = \frac{6,626 \times 10^{-34}}{5,4 \times 10^{-24}} = 1,227 \times 10^{-10} \, \text{m}
Transformăm în nanometri ( 1 \, \text{nm} = 10^{-9} \, \text{m} ):
\lambda = 1,227 \times 10^{-10} \, \text{m} = 0,1227 \, \text{nm}
Rezultatul final:
\boxed{\lambda = 0,1227 \, \text{nm}}
Interpretare: Lungimea de undă asociată electronului este de ordinul dimensiunilor atomice (~0,1 nm), ceea ce explică de ce fenomenele de difracție ale electronilor se observă în rețele cristaline.
• --
Exercițiul 1: Un corp cu masa m = 2 \, \text{kg} este lăsat să cadă liber de la înălțimea h = 20 \, \text{m} . Calculează:
• a) Energia potențială inițială
• b) Viteza cu care atinge solul (folosește conservarea energiei mecanice)
Indiciu: g = 9,8 \, \text{m/s}^2 . La sol, toată energia potențială s-a transformat în energie cinetică: mgh = \frac{mv^2}{2} .
Exercițiul 2: Un bec electric are puterea P = 60 \, \text{W} și funcționează la tensiunea U = 220 \, \text{V} . Calculează:
• a) Intensitatea curentului prin bec
• b) Rezistența becului
• c) Energia consumată în 2 ore (exprimă rezultatul în kWh)
Indiciu: Folosește P = UI pentru a), apoi R = U/I pentru b), iar pentru c): W = P \cdot t , cu timpul în ore pentru a obține kWh.
• --
📖 Pentru aprofundare: Toate aceste noțiuni sunt explicate detaliat în lecțiile EduBro de fizică. Îți recomand să recapețiulezi mai ales efectul fotoelectric și relația lui De Broglie — sunt subiecte frecvente la Bacalaureat și la admitere!
Dacă ai întrebări sau vrei să rezolvăm împreună o problemă dintr-un anumit capitol, spune-mi! 💪