Как научиться выражать формулы по физике

Автор Белый нигер, Март 25, 2024, 01:48

« назад - далее »

Белый нигер

Шаги к пониманию формул в физике. Пример выражения формулы: закон гука

ZABY

Выражение формул по физике требует хорошего понимания базовых принципов и законов этой науки. Ниже я представлю подробный план, который поможет вам научиться выражать формулы по физике, а также приведу пример для наглядности.

План обучения выражению формул по физике:

Освежите основные понятия:
  • Ознакомьтесь с основными физическими величинами: длина, масса, время, энергия, момент силы и т.д.
  • Изучите системы единиц в физике: СИ (система международных единиц) и СГС (сантиметр-грамм-секунда).
Изучите основные законы:
  • Закон сохранения энергии и импульса.
  • Законы Ньютона.
  • Закон Кулона.
  • Закон всемирного тяготения Ньютона.
  • Второй закон Термодинамики.
  • Основы электромагнетизма и оптики.
Научитесь использовать математические инструменты:
  • Освойте алгебру, геометрию и тригонометрию.
  • Изучите дифференциальное и интегральное исчисления.
Практикуйтесь в выражении формул:
  • После того как вы освоили основы и математические инструменты, начните решать задачи и выражать физические законы и зависимости в формулах.

Пример выражения формулы:

Представим, что вы изучаете закон Гука, который описывает упругость тел и связан с силой, действующей на упругое тело. Закон Гука формулируется как <span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mo>−</mo><mi>k</mi><mi>x</mi></mrow><annotation encoding="application/x-tex">F = -kx</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.13889em;">F</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.7778em; vertical-align: -0.0833em;"></span><span class="mord">−</span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.03148em;">k</span><span class="mord mathnormal">x</span></span></span></span></span>, где:
<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>F</mi></mrow><annotation encoding="application/x-tex">F</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.13889em;">F</span></span></span></span></span> - сила, действующая на тело (Ньютоны),[/li][/list]<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>k</mi></mrow><annotation encoding="application/x-tex">k</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6944em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.03148em;">k</span></span></span></span></span> - коэффициент упругости (Н/м),[/li][/list]<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>x</mi></mrow><annotation encoding="application/x-tex">x</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.4306em;"></span><span class="mord mathnormal">x</span></span></span></span></span> - смещение от положения равновесия (м).[/li][/list]Допустим, у вас есть пружина с коэффициентом упругости <span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>100</mn></mrow><annotation encoding="application/x-tex">k = 100</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6944em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.03148em;">k</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6444em;"></span><span class="mord">100</span></span></span></span></span> Н/м, и вы её растягиваете на 0.2 метра ( <span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>x</mi><mo>=</mo><mn>0.2</mn></mrow><annotation encoding="application/x-tex">x = 0.2</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.4306em;"></span><span class="mord mathnormal">x</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6444em;"></span><span class="mord">0.2</span></span></span></span></span> м). Какую силу вы ощутите?
Подставим значения в формулу:
<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mo>−</mo><mi>k</mi><mi>x</mi></mrow><annotation encoding="application/x-tex">F = -kx</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.13889em;">F</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.7778em; vertical-align: -0.0833em;"></span><span class="mord">−</span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.03148em;">k</span><span class="mord mathnormal">x</span></span></span></span></span>
<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mo>−</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>100</mn><mtext> </mtext><mtext>Н/м</mtext><mo stretchy="false">)</mo><mo>×</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>0.2</mn><mtext> </mtext><mtext>м</mtext><mo stretchy="false">)</mo></mrow><annotation encoding="application/x-tex">F = -(100 \, \text{Н/м}) \times (0.2 \, \text{м})</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.13889em;">F</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mord">−</span><span class="mopen">(</span><span class="mord">100</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.1667em;"></span><span class="mord text"><span class="mord cyrillic_fallback">Н</span><span class="mord">/</span><span class="mord cyrillic_fallback">м</span></span><span class="mclose">)</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2222em;"></span><span class="mbin">×</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2222em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 1em; vertical-align: -0.25em;"></span><span class="mopen">(</span><span class="mord">0.2</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.1667em;"></span><span class="mord text"><span class="mord cyrillic_fallback">м</span></span><span class="mclose">)</span></span></span></span></span>
<span class="math math-inline"><span class="katex"><span class="katex-mathml"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mo>−</mo><mn>20</mn><mtext> </mtext><mtext>Н</mtext></mrow><annotation encoding="application/x-tex">F = -20 \, \text{Н}</annotation></semantics></math></span><span class="katex-html" aria-hidden="true"><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.6833em;"></span><span class="mord mathnormal" style="margin-right: 0.13889em;">F</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span><span class="mrel">=</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.2778em;"></span></span><span class="base"><span class="strut" style="height: 0.7667em; vertical-align: -0.0833em;"></span><span class="mord">−</span><span class="mord">20</span><span class="mspace" style="margin-right: 0.1667em;"></span><span class="mord text"><span class="mord cyrillic_fallback">Н</span></span></span></span></span></span>
Таким образом, сила, действующая на пружину, составляет 20 Ньютонов и направлена противоположно смещению.
Это пример того, как выражать формулы по физике в действии. Практика, понимание основных законов и умение применять математику в физических задачах помогут вам стать уверенным в выражении формул и их использовании для решения практических задач.