知方号

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高校物理公式集 <物理公式bis>

高校物理公式集力学速度の分解相対速度速度と加速度の基本式重力を受ける場合自由落下・鉛直投げ上げ・鉛直投げ下ろし斜方投射・水平投射運動方程式摩擦力重力 $W$エネルギーの原理位置エネルギーと運動エネルギーフックの法則 圧力水圧浮力剛体運動量と力積円運動単振動万有引力波動波動基礎音光熱熱基礎電磁気電場と電位コンデンサー電流磁場電磁誘導交流原子原子 スポンサーリンク 高校物理公式集

「公」式を丸暗記してもほとんど役立ちません。なぜかを問い、式を理解しましょう。(暗記は、やはり必要ですが…)

力学速度の分解

$v_x=vcos heta $$v_y=vsin heta $$v=sqrt{{v_x}^2 + {v_y}^2}$

 

 

相対速度

$overrightarrow{v_{BA}}=overrightarrow{v_A} :-: overrightarrow{v_B}$速度と加速度の基本式$v=dfrac{Delta x}{Delta t}$$a=dfrac{Delta v}{Delta t}$。$v=v_0+at$$x=v_0t + dfrac{1}{2}at^2$$v^2-{v_0}^2=2ax$重力を受ける場合

基本式で $a ightarrow  pm g$ と書き換えます。また、必要であれば $x ightarrow y$ と書き換えましょう。

自由落下・鉛直投げ上げ・鉛直投げ下ろし$v=v_0 pm gt$$y=v_0t pm dfrac{1}{2}gt^2$$v^2-{v_0}^2= pm 2gy$

自由落下では$v_0=0$  

一般に各運動の初速度方向(自由落下は鉛直下方向)を正にとります。

自由落下・・・ $+g$鉛直投げ上げ・・・ $-g$鉛直投げ下ろし・・・ $+g$斜方投射・水平投射

鉛直方向と水平方向に分解して考えます。

鉛直方向 ・・・ 自由落下・鉛直方向への投げ上げ、投げ下ろし$v_{y}=v_{0y} pm gt$$y=v_{0y}t pm dfrac{1}{2}gt^2$${v_{y}}^2-{v_{0y}}^2= pm 2gy$

$g$ については、自由落下・鉛直投げ上げ・鉛直投げ下ろしと同様に、向きを考えて正負をつけます。

水平方向 ・・・ 等速直線運動$x=v_{0x}t$軌道方程式 ・・・ $x$ と $y$ の式から時間 $t$ を消去します。

   $y= an heta cdot x :-: dfrac{g}{2{v_0}^2cos ^2 heta}cdot x^2$

水平投射は斜方投射の特殊バージョンと考えましょう。運動方程式$moverrightarrow{a}=overrightarrow{F}$摩擦力最大摩擦力$F_0=mu N$運動摩擦力$F^{prime}=mu^{prime}N$摩擦角 $ heta_0$ と静止摩擦係数 $mu$$mu= an heta_0$重力 $W$$W=mg$エネルギーの原理$dfrac{1}{2}mv^2+W=dfrac{1}{2}m{v^prime}^2$位置エネルギーと運動エネルギー位置エネルギー$U=mgh$運動エネルギー$K=dfrac{1}{2}mv^2$ばねの位置エネルギー$U_k=dfrac{1}{2}kx^2$力学的エネルギー保存則$mgh+dfrac{1}{2}mv^2+dfrac{1}{2}kx^2=$一定フックの法則 $F=kx$$k$:ばね定数合成ばね定数 $k$ 

 

直列$dfrac{1}{k}=dfrac{1}{k_1}+dfrac{1}{k_2} + cdots$

 

並列$k=k_1+k_2+ cdots$圧力圧力は単位面積当たりの力$p=dfrac{F}{S}$水圧$p= ho hg$水圧の差が浮力となる浮力$F= ho Vg$浮力の大きさは水深に無関係剛体力のモーメント$M=Fl$偶力のモーメント$M=Fl$重心

  $x_G=dfrac{m_1x_1+m_2x_2+m_3x_3+cdots}{m_1+m_2+m_3+cdots}$

  $y_G=dfrac{m_1y_1+m_2y_2+m_3y_3+cdots}{m_1+m_2+m_3+cdots}$

運動量と力積運動量$moverrightarrow{v}$力積$overrightarrow{F}Delta t$運動量と力積$moverrightarrow{v} + overrightarrow{F}Delta t=moverrightarrow{v^prime}$運動量保存則$m_1overrightarrow{v_1}+m_2overrightarrow{v_2}+m_3overrightarrow{v_3}+cdots $$::::::=m_1overrightarrow{v_1^prime}+m_2overrightarrow{v_2^prime}+m_3overrightarrow{v_3^prime}+cdots$反発係数 $e$   $e=-dfrac{v^prime}{v}$$e=-dfrac{v_1^prime-v_2^prime}{v_1-v_2}$円運動角速度$omega=dfrac{ heta}{t}$$ heta=omega t$周期$T=dfrac{2pi}{omega}$回転数$n=dfrac{1}{T}$速さ$v=romega=dfrac{2pi r}{T}$

速くてブルー⇒$v=romega$

加速度の大きさ$a=vomega=romega^2=dfrac{v^2}{r}$

加速度アルウ$^2$⇒$a=romega^2$

向心力$F=ma=mvomega=mromega^2=mdfrac{v^2}{r}$慣性力$-ma$遠心力の大きさ$F=ma=mvomega=mromega^2=mdfrac{v^2}{r}$単振動周期$T=dfrac{1}{f}=2pisqrt{dfrac{m}{K}}$変位$x=Asinomega t$速度$v=Aomegacosomega t$加速度$a=-Aomega^2sinomega t=-omega^2x$復元力$F=ma=-mAomega^2sinomega t$$:::=-momega^2x=-Kx$角振動数$omega=sqrt{dfrac{K}{m}}$単振り子$T=dfrac{1}{f}=2pisqrt{dfrac{l}{g}}$万有引力ケプラーの法則$dfrac{T^2}{a^3}=k$一定面積速度一定$dfrac{1}{2}rvsin heta=k$一定万有引力$f=Gdfrac{m_1m_2}{r^2}$重力($M$:地球質量$R$ :地球半径)$mg=Gdfrac{Mm}{R^2}$ ,$GM=gR^2$万有引力による位置エネルギー$U=-Gdfrac{Mm}{r}$万有引力による力学的エネルギー保存の式$dfrac{1}{2}mv^2+left( -Gdfrac{Mm}{r} ight) =$一定波動波動基礎波の振動数と周期$T=dfrac{1}{f}$波の速さ$v=flambda$$x$の正の向きに進む正弦波の式$y=Asindfrac{2pi}{T}left(t-dfrac{x}{v} ight)$$:::,=Asin2pileft(dfrac{t}{T}-dfrac{x}{lambda} ight)$$x$の負の向きに進む正弦波の式$y=Asindfrac{2pi}{T}left(t+dfrac{x}{v} ight)$$:::,=Asin2pileft(dfrac{t}{T}+dfrac{x}{lambda} ight)$波の重ね合わせの原理$y=y_1+y_2$波の反射固定端 → 位相$2pi$変化(位相反転),自由端 → 位相変化なし音音速$V=331.5+0.6t$うなり$f=|f_1-f_2|$ドップラー効果$f^prime=dfrac{V-v_O}{V-v_S}f$ ,$dfrac{V-v_S}{f}=dfrac{V-v_O}{f^prime}=lambda^prime$風がある場合のドップラー効果$f^prime=dfrac{(Vpm V_w)-v_O}{(Vpm V_w)-v_S}f$風の向き:$+$風と逆向き:$-$光反射の法則$i=j$屈折の法則$n_{12}=dfrac{sin i}{sin r}=dfrac{v_1}{v_2}=dfrac{lambda_1}{lambda_2}=dfrac{n_2}{n_1}$屈折の法則$n_1sin i=n_2sin r$全反射(臨界角 $i_0$)$n_1sin i_0=n_2sin 2pi=n_2$屈折角が $2pi$見かけの深さ$h^prime=dfrac{h}{n}$写像公式$dfrac{1}{a}+dfrac{1}{b}=dfrac{1}{f}$倍率$m=left| dfrac{b}{a} ight|$虚像:b0凹レンズ・凸面鏡:f

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