Základní fyzikální vzorce

Přehled základních fyzikálních vzorců (ale skutečně jen těch základních):

Mechanika

hustota ρ=m/V
rovnoměrný pohyb v=s/t
nerovnoměrný pohyb v_p=Δs/Δt
rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb:
rychlost v=at
dráha s=½at²
rovnoměrný pohyb po kružnici:
perioda T=2πr/v=2π/ω
frekvence f=1/T
úhlová rychlost ω=Δφ/Δt=2π/T=2πf
dráhová rychlost v=rω
dostředivé zrychlení a=vω

hybnost p=mv (platí i vektorově)
druhý pohybový zákon F=Δp/Δt=ma (platí i vektorově)
moment síly M=Fr
mechanická práce W=Fscosα=Pt
kinetická energie E_k=½mv²
potenciální energie E_p=mgh
výkon P=W/t
účinnost η=P/P₀
kinetická energie rotujícího tělesa E_k=½Jω²
gravitační síla F_g=κm₁m₂/r² (κ - kappa - gravitční konstanta)
intenzita gravitačního pole K=F_g/m=κM/r²
gravitační potenciál φ_g=E_p/m

Hydromechanika

tlak p=F/S
hydrostatický tlak p=hρg
vztlaková síla F_vz=Vρg
rovnice spojitosti SVρ=konst.
Bernoulliho rovnice p+½ρv²
Newtonův vzorec pro velikost odporové síly F=½CSρv²

Molekulová fyzika a termodynamika

tepelná kapacita C=Q/ΔT
měrná tepelná kapacita c=Q/(mΔT)
první termodynamický zákon ΔU=W+Q, Q=ΔU+W´
stř. kvadratická rychlost v_k²=3kT/m₀
stř. kinetická energie molekuly E₀=½m₀v_k²=(3/2)kT
tlak ideálního plynu p=(1/3)Nm₀v_k²/V
stavová rovnice ideálního plynu pV=Nkt=nR_mT
teplotní délková roztažnost l=l₀(1+αΔt)
teplotní objemová roztažnost V=V₀(1+βΔt)
povrchové napětí σ=F/l
měrné skupenské teplo l=L/m
absolutní vlhkost vzduchu Φ=m/V
relativní vlhkost vzduchu φ=Φ/Φ_m

Mechanické kmitání, vlnění a akustika

kmitavý pohyb:
okamžitá výchylka y=y_msinωt
rychlost v=ωy_mcosωt
zrychlení a=-ω²y_msinωt=-ω²y
úhlová frekvence ω=2π/T=2πf
síla vyvolávající kmit. pohyb F=-ky

vlastní kmitání oscilátoru:
úhlová frekvence ω²=k/m

rovnice postupné vlny y=y_msin2π(t/T-x/λ)

Elektřina a magnetismus

Coulombův zákon F_e=|Q₁Q₂|/(4πεr²)
intenzita el. pole E=F_e/q=Q/(4πεr²)
plošná hustota náboje σ=Q/S
elektrický potenciál φ_e=E_p/Q=W/Q
elektrické napětí U=|φ_e1-φ_e2|=Ed
práce v homogenním elektrickém poli W=QU
kapacita vodičě C=Q/U
kapacita deskového kondenzátoru C=Sε₀ε_r/d
energie nabitého kondenzátoru W=½CU²
elektrický proud I=ΔQ/Δt, I=U/R (pro část el. obvodu), I=U_e/(R_i+R) (pro uzavřený el. obvod)
elektrická vodivost G=1/R
měrný elektrický odpor ρ=RS/l
závislost měr. el. odporu na teplotě ρ=ρ₀(1+αΔt)
výkon konst. proudu P=UI
Faradayův zákon elektrolýzy m=AQ=MQ/(Fν)
magn. síla F_m=BIlsinα=QvBsinα
síla mezi 2 rovnoběž. vodiči s proudem F=μI₁I₂l/(2πd)
magnetický indukční tok Φ=BScosα
Faradayův zákon elektromagnetické indukce U_i=-ΔΦ/Δt
indukčnost L=Φ/I
energie magn. pole cívky E=½LI²
střídavý proud, napětí u=U_msinωt, i=I_msin(ωt-φ)
Thomsonův vztah ω₀²=1/(LC)
transformační poměr k=N₂/N₁=U₂/U₁=I₁/I₂ (P=konst.)

Optika

absolutní index lomu n₀=c/v
zákon lomu sinα/sinβ=v₁/v₂=n₂/n₁
zobrazovací rovnice 1/a+1/a´=1/f
ohnisková vzdálenost čočky 1/f=(n₂/n₁-1)(1/r₁+1/r₂)
optická mohutnost Φ=1/f
zvětšení Z=y´/y=-a´/a=-(a´-f)/f=-f/(a-f)

svítivost I=ΔΦ/ΔΩ
osvětlení E=ΔΦ/ΔS
Wienův posunovací zákon λ_mT=b
Stefanův-Boltzmanův zákon M_e=σT⁴

Speciální teorie relativity

dilatace času Δt=Δt₀/
kontrakce délek l=l₀
relativistické skládání rovnoběžných rychlostí u=(u´+v)/(1+u´v/c²)
relativistická hmotnost m=m₀/
celková energie tělesa E=E₀+E_k=mc²=m₀c²/
klidová energie E₀=m₀c²

Kvantová fyzika, fyzika elektronového obalu a atomového jádra

energie fotonu E=hf
hybnost fotonu p=hf/c
vlnová délka pohybující se částice λ=h/(mv)
kinetická energie elektronu E_n=n²h²/(8mL²)
zákon radioaktivní přeměny N(t)=N₀e^-λt, λ=ln2/T