Tabell och formelsamling

Transkript

1 HALMSADS KOMMUN abell och formelsamling Fysik Mats Gustafsson Version 9

2 Prefix Prefix atto femto piko nano mikro milli centi deci Symbol a f p n μ m c d iopotens Prefix hekto kilo mega giga tera peta exa Symbol h k M G P iopotens Storheter och enheter inom SI-systemet Storhet Symbol SI-enhet Symbol längd s meter m massa m kilogram kg tid t sekund s frekvens f hertz Hz energi joule J effekt P watt W kraft F newton N tryck p pascal Pa temperatur kelvin K laddning Q coulomb C strömstyrka I ampere A spänning U volt V resistans R ohm Ω magn. flödestäthet B tesla magnetiskt flöde Φ weber Wb aktivitet A becquerel Bq (sönderfall/s) absorberad dos D gray Gy ekvivalent dos H sievert Sv nheter utanför SI-systemet Storhet nhet Symbol Omvandling energi kilowattimme kwh 1 kwh = 3, J energi kalori cal 1 cal = 4,18 J energi elektronvolt ev 1 ev = 1, J effekt hästkraft (svensk) hk 1 hk = 735,5 W volym liter l 1 l = 10-3 m 3 tryck bar bar 1 bar = 10 5 Pa tryck atmosfär atm 1 atm = Pa temperatur grader Celsius C 0 C = 73,15 K längd astronomisk enhet AU 1 AU = 1, m längd ljusår LY 1 LY = 9, m hastighet kilometer per timme km/h 1 km/h = 3,6-1 m/s 1 S ida

3 Fysikaliska konstanter SP (Standard emperature and Pressure) NP (Normal emperature and Pressure) yngdaccelerationen i Halmstad g 0 C och 10 5 Pa 0 C och Pa 9,8m / s Magnetiska flödestätheten i Halmstad Bj 50 µ Inklinationen i Halmstad i 70 Gravitationskonstanten G 11 6,67 10 Nm / kg Atomära massenheten u 7 1, kg lektronens vilomassa m e 31 9, kg Protonens vilomassa m p 7 1, kg Neutronens vilomassa m n 7 1, kg lementarladdningen e 19 1, C Ljusets hastighet i vacuum c 8, m/ s Ljudets hastighet i luft vid NP Hörtröskeln I 0 343,4m / s 1 10 W / m 7 Permeabiliteten i vacuum μ Wb / A m Coulombs konstant k 8, N m C 34 Plancks konstant h 6, J s Stefan-Boltzmanns konstant σ 8 4 5, W / m K Wiens förskjutningskonstant b 3, m K Solarkonstanten för jorden I ʘ c:a 1370 W/m utanför atmosfären S ida

4 Formler Allmänna Densitet m ρ = densitet, m = massa, V = volym V ffekt P t Intensitet P I A Nivå L 10log I I Verkningsgrad n Frekvens 1 f t P n P t 0 Vinkelhastighet f P = effekt, = energi, t = tid I = intensitet, P = effekt, A = area L = nivå, I =intensitet, I 0 = referensintensitet η = verkningsgrad, n = nyttig energi, t = tillförd energi f = frekvens, = periodtid ω = vinkelhastighet, f = frekvens, = periodtid 3 S ida

5 Mekanik Medelhastighet s s s t t v medel 0 v medel = medelhastighet, s = slutposition, s 0 = startposition, t = tid Likformig rörelse (rörelse med konstant hastighet) s v t s = positionsförändring, v = hastighet, t = tid Medelacceleration v v v t t a medel 0 a = acceleration, v = sluthastighet, v 0 = starthastighet, t = tid Likformigt föränderlig rörelse (rörelse med konstant acceleration) v v a t v = sluthastighet, v 0 = starthastighet, a = acceleration, t = tid 0 s v v v medel 0 a t t v a s 0 v 0 v s = positionsförändring, v 0 = starthastighet, t = tid, a = acceleration v = sluthastighet, v 0 = starthastighet, a = acceleration s = positionsförändring v medel = medelhastighet, v 0 = starthastighet, v = sluthastighet Kraftlagen F m a F = kraft, m = massa, a = acceleration Friktion F fr F N Hookes lag F fj k l F fr = friktionskraft, F N = normalkraft, μ = friktionskoefficient F fj =fjärderkraft, k = fjäderkonstant, Δl = fjäderns förlängning Gravitationslagen m m 1 F g G F g =gravitationskraft, G = gravitationskonst., m = massa, r = avstånd r Kraftmoment M F l M = kraftmoment, F = kraft, l = hävarm Impuls I F t I = impuls, F = kraft, t = tid Impulslagen F t mv m v 0 F = kraft, t = tid, m = massa, v = sluthastighet, v 0 = starthastighet 4 S ida

6 Rörelsemängd p mv p = rörelsemängd, m = massa, v = hastighet Lagen om rörelsemängdens bevarande m1 v1 före m v före m1 v1 efter m vefter 1 = föremål 1, = föremål Arbete W F s W = arbete, F = kraft, Δs = förflyttning Potentiell energi (lägesenergi) p m g h p = potentiell energi, m = massa, g = tyngdacceleration, h = höjd Kinetisk energi (rörelseenergi) k m v lastisk energi (energilagring i fjäder) fj k l Centripetalkraft F c a c k = kinetisk energi, m = massa, v = hastighet fj = elastisk energi, k = fjäderkonstant, Δl = fjäderns förlängning m F c = centripetalkraft, m = massa, a c = centripetalacceleration Centripetalacceleration a c v r 4 r r a c = centripetalacceleration, v = banfart, r = radie, = periodtid ω = vinkelhastighet Harmonisk svängningsrörelse m k = periodtid, m = massa, k = fjäderkonstant y v Asin t A cos t y = elongation, A = amplitud, = periodtid, t = tid v = hastighet, A = amplitud, = periodtid, t = tid 4 a Asin t Pendelrörelse l g a = acceleration, A = amplitud, = periodtid, t = tid = periodtid, l = pendellängd, g = tyngdacceleration 5 S ida

7 Relativitetsteori Massa-energiekvivalensen mc = energi, m = massa, c = ljusets hastighet ermodynamik ermisk energi m c = energi, c = specifik värmekapacitet, Δ = temperaturförändring Latent energi m s = smältenergi, m = massa, l s =specifik smältentalpi s l s m å = ångbildningsenergi, m = massa, l å = specifik ångbildningsentalpi å l å Värmeöverföring kall var m Ideala gaslagen p V konstant nergiprincipen för ett slutet system p = tryck, V = volym, = temperatur ryck ryck F p p = tryck, F = kraft, A = area A ryck i vätskor p g h p = tryck, ρ = vätskans densitet, g = tyngdaccelerationen Lyftkraft (Arkimedes princip) F L h = vätskepelarens djup g V F L = lyftkraft, ρ = densitet, g = tyngdaccelerationen, V = volym 6 S ida

8 Vågrörelselära Utbredningshastighet v f v = vågens utbredningshastighet, λ = våglängd, f = frekvens Ljusets interferens från dubbelspalt eller gitter n sin α = vinkel mellan ljusmaxima och centralmaximum, λ = våglängd d n = ljusmaximats ordningsnummer, d = spaltbredd/gitterkonstant Brytningslagen sin i v sin b i = infallsvinkel, b = brytningsvinkel, b v i v = vågens utbredningshastighet i respektive medium mittans P M e M e = emittans, P = effekt, A = area A Stefan-Boltzmanns lag 4 M e M e = emittans, σ = Stefan-Boltzmanns konstant, = temperatur Wiens förskjutningslag b max λ max = våglängd vid strålningsmaximum, = temperatur, b = Wiens förskjutningskonstant 7 S ida

9 llära Coulombs lag Q1 Q F k r Strömstyrka Q I t lektrisk spänning U Q Ohms lag U I R F =elektrisk kraft, k = Coulombs konstant, Q = laddning, r = avstånd I = strömstyrka, Q = laddningsmängd, t = tid U = spänning, = energi, Q = laddningsmängd I = strömstyrka, U = spänning, R = resistans lektrisk effekt P U I P = effekt, I = strömstyrka, U = spänning lektrisk fältstyrka U d = elektrisk fältstyrka, U = spänning, d = avstånd Kraftverkan på laddad partikel i elektriskt fält F Q F = elektrisk kraft, = elektrisk fältstyrka, Q = laddningsmängd rsättningsresistans vid seriekoppling av resistorer R ers R 1 R... rsättningsresistans vid parallellkoppling av resistorer R ers ( R1 R...) R R 1 8 S ida

10 Magnetism och induktion Magnetfält kring en strömförande ledare 0 I B B = magnetisk flödestäthet, μ 0 = permeabiliteten i vakuum a I = strömstyrka, a = avstånd från ledaren Magnetfält i en platt spole 0 N I B B = magnetisk flödestäthet, μ 0 = permeabiliteten i vakuum r N = antal varv, I = strömstyrka, r = spolens radie Magnetfält i en lång spole (solenoid) N I B 0 B = magnetisk flödestäthet, μ 0 = permeabiliteten i vakuum l N = antal varv, I = strömstyrka, l = spolens längd Kraftverkan på strömförande ledare i magnetfält F B B I l F B = magetisk kraft, B = flödestäthet, I = strömstyrka, l = längd Kraftverkan på laddad partikel i magnetfält F B B Q v F B = magn. kraft, B = flödestäthet, Q = laddningsmängd, v = hastighet Magnetiskt flöde B A Φ = magnetiskt flöde, B = flödestäthet, A = area Inducerad spänning (ledaren förflyttas) U B l v U = inducerad spänning, B = flödestäthet, l = längd, v = hastighet Inducerad spänning (magnetiska flödet varieras) U ( ) N U = inducerad spänning, ΔΦ = förändring av magnetiskt flöde t Δt = tidsperiod ransformatorn U P N P I S U = spänning, N = antal varv, I = strömstyrka U N I S S P P = primärsida, S = sekundärsida 9 S ida

11 Atomfysik Fotonens energi h c foton h f foton = fotonens energi, h = Plancks konstant, f= frekvens, c = ljusets hastighet, λ = våglängd Fotoelektrisk effekt 0 foton = fotonens energi, 0 = utträdesarbetet, k = kinetisk energi foton k Fotonens rörelsemängd h p p = rörelsemängd, h = Plancks konstant, λ = våglängd Materievåglängd (de Broglie våglängd) h λ = våglängd, h = Plancks konstant, m = massa, v = hastighet m v Vätets energinivåer (Bohrs atommodell) 13,6eV n n = energinivån vid skal n, n = skalnummer n Kärnfysik Sönderfallslagen t N N0 e N = antal kärnor vid tiden t, N 0 = antal kärnor vid tiden 0 λ = sönderfallskonstanten, t = tid Halveringstid ln 1 ½ = halveringstid, λ = sönderfallskonstanten Aktivitet A N A = aktivitet, λ = sönderfallskonstanten, N = antalet kärnor t A A0 e A = aktivitet vid tiden t, A 0 = aktivitet vid tiden 0 λ = sönderfallskonstanten, t = tid Absorberad dos D D = absorberad dos, = energi, m = massa m kvivalent dos H D Q H = ekvivalent dos, D = absorberad dos, Q = kvalitetsfaktor 10 S ida

12 abeller (Densiteterna gäller vid NP) Fasta ämnen Ämne Densitet (kg/m 3 ) Specifik värmekapacitet (kj/kg K) Smältpunkt ( C) Smältentalpitet (kj/kg) Kokpunkt ( C) Ångbildningsentalpitet (MJ/kg) Aluminium, , ,9 Betong, ,0 Brons 8, , Bly 11, , ,93 Glas, ,84 Guld 19, , ,65 Granit, ,8 Is 0, , ,6 Järn 7, , ,80 Keramik, ,8 Koppar 8, , ,75 Mässing 8, , Platina 1, , ,67 Silver 10, , ,16 enn 7, , ,45 rä (ek) 0, rä (furu) 0, ,4 Zink 7, , ,76 Vätskor Ämne Densitet (kg/m 3 ) Specifik värmekapacitet (kj/kg K) Smältpunkt ( C) Smältentalpitet (kj/kg) Kokpunkt ( C) Ångbildningsentalpitet (MJ/kg) Aceton 0, , ,509 tanol 0, , ,841 Glykol 1, , ,800 Kvicksilver 13, , ,96 Metanol 0, , ,10 Vatten 0, , ,6 Gaser Ämne Densitet (kg/m 3 ) Specifik värmekapacitet (kj/kg K) Smältpunkt ( C) Smältentalpitet (kj/kg) Kokpunkt ( C) Ångbildningsentalpitet (MJ/kg) Ammoniak 0,77, ,37 Helium 0,178 5, ,01 Koldioxid 1,98 0, ,573 Kväve 1,50 1, ,199 Luft 1,93 1, ,10 Metan 0,7, ,511 Syre 1,49 0, ,13 Väte 0, , , S ida

13 Astronomiska data Objekt Solen Jorden Månen Massa (kg) 1, , , Medelradie (m) 6, , , Rotationstid kring axel (s) 6, Medeltyngdacceleration (m/s ) , ,81 6, ,6 Medelradie i banan (m),6 10 1, , Rotationstid i banan (s) 7, ,357 10, lektromagnetisk strålning Våglängdsgränserna kan överlappa varandra och är ungefärliga Strålningstyp Våglängd Gamma γ < 10 pm Röntgen X-rays 1 pm - 50 nm Ultraviolett UV 50 nm nm Synligt ljus 400 nm nm Infrarött IR 700 nm - 1 mm Mikrovågor (korta radiovågor) Radiovågor 1 mm - 1 m > 1 mm Joniserande strålning Strålslag Alfa (α) Beta (β) Gamma (γ) Neutroner (n) Kvalitetsfaktor Utträdesarbete Grundämne Aluminium Guld Järn Koppar Natrium Silver Zink Utträdesarbete (ev) 4,08 5,10 4,5 4,65,8 4,73 4,3 Spektraltabell Grundämne Våglängd (nm) Grundämne Våglängd (nm) Grundämne Våglängd (nm) Aluminium 394,40 404,66 618, 396,15 434,75 66,65 Bly 368,35 435,83 640,3 405,78 546,07 650,65 Helium 388,87 Magnesium 383,3 Silver 50,91 447,15 383,83 546,55 471,3 517,7 Svavel (S-II) 67,4 501,57 518,36 Syrgas (O ) 686,3 587,56 Natrium 589,00 759,4 667,8 589,59 Syre (O-III) 500,7 706,5 Neon 470,44 Väte (H δ) 410,18 Kobolt 345,35 471,54 Väte (H γ) 434,05 Kvicksilver 365,0 540,06 Väte (H β) 486,13 365,48 585,5 Väte (H α) 656,8 1 S ida

14 Matematik Algebra Andragradsekvationer x px q 0 p x p q Geometri Pythagoras sats a b c Cirkel omkrets r area Klot r mantelarea 4 r volym 4 r 3 3 rigonometri sin motstående _ katet hypotenusa cos närliggand e _ katet hypotenusa motstående _ katet tan närliggande _ katet 13 S ida