Список формул по физике за 7-9 класс

Физика — одна из самых главных наук, которой под силу описать практически все физические процессы, которые мы можем наблюдать в мире. В статье расскажем обо всех основных формулах, с которыми предстоит иметь дело школьникам 7-9-х классов, и дадим пояснения к ним.

Формулы по физике за 7-9 класс

Все формулы за 7 класс

Учебники физики за 7 класс знакомят школьников с формулами, при помощи которых вычисляют:

• скорость равномерного движения;
• среднюю скорость неравномерного движения; 
• плотность вещества;
• силу тяжести; 
• равнодействующую сил, направленных в одну сторону;
• вес тела; 
• давление; 
• давление жидкости; 
• силу Архимеда. 

Скорость равномерного движения

Рассчитывается она так:

\(V=\frac St\)

где \(V\) — искомая нами скорость объекта, \(S\) — путь, пройденный объектом, \(t\) — время, за которое был пройден путь.

Средняя скорость неравномерного движения

Зависит от тех же параметров, что и скорость при равномерном движении: от \(S\) и \(t\). Чтобы рассчитать среднюю скорость движения нужно полный путь, пройденный объектом, разделить на все время движения:

\(V=\frac{S_1+S_2}{t_1+t_2}\)

где \(V\) — средняя скорость, \(S_1, S_2\) — участки пути, из которых состоит полный путь объекта, \(t_1\) — время, потраченное на преодоление первого участка пути, \(t_2\) — время, потраченное на преодоление второго участка пути.

Средняя скорость также измеряется в км/ч.

Плотность вещества

Формула для определения плотности вещества:

\(p=\frac mV\)

где \(p\) — плотность, \(m\) — масса вещества, \(V\) — его объем.

Измеряется плотность в \(кг/м^3\).

Сила тяжести

Определяется по формуле:

\(F=g\times m\)

где \(F\) — сила тяжести, \(m\) — масса объекта, а \(g\) — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с.

Измеряется сила тяжести в ньютонах.

Равнодействующая сил, направленных в одну сторону

Исходя из трактовки этого понятия, следует, что:

\(R=F_1+F_2\)

где \(R\) — равнодействующая сил \( F_1\) и \(F_2\), действующих на тело.

Измеряется в ньютонах.

Вес тела

Вес тела численно равен силе тяжести и вычисляется по той же самой формуле:

\(F=g\times m\)

Так же, как и сила тяжести, измеряется в ньютонах.

Давление

\(P=\frac FS\)

где \(P\) — давление, \(F\) — сила, направленная перпендикулярно площади поверхности, \(S\) — площадь поверхности, на которую действует сила.

Давление измеряется в паскалях.

Давление жидкости

Давление в жидкости или газе зависит:

1. От уровня жидкости или газа в емкости. Это происходит из-за того, что верхние слои "давят" на нижние слои жидкости.
2. От плотности жидкости / газа. Чем больше плотность, тем больше давление.

В виде формулы эту зависимость записывают так:

\(P=p\times g\times h\)

где \(P\) — давление в жидкости, \(p\) — плотность жидкости, \(g\) — коэффициент силы тяжести, равный 9,8 м/с, \(h\) — высота (уровень) жидкости в емкости. 

Давление в жидкости измеряется в паскалях.

Сила Архимеда

Эта сила всегда направлена вверх и равна по модулю весу жидкости, вытесненной телом. В уравнении зависимость выглядит так:

\(F_a=p\times g\times V\)

где \(F_a\) — сила Архимеда, \(p\) — плотность жидкости или газа, \(g\) — коэффициент силы тяжести, \(V\) — объем погруженного в жидкость объекта.

Сила Архимеда измеряется в ньютонах.  

Все формулы за 8 класс 

В 8 классе школьники изучают следующие физические разделы, понятия и формулы, к ним относящиеся:

• количество теплоты при нагревании (охлаждении); 
• количество теплоты при сгорании топлива; 
• количество теплоты плавления (кристаллизации); 
• КПД теплового двигателя; 
• сила тока; 
• электрическое напряжение; 
• закон Ома для участка цепи; 
• последовательное соединение проводников; 
• параллельное соединение проводников; 
• мощность электрического тока; 
• закон преломления света.

Количество теплоты при нагревании (охлаждении)

Количество теплоты определяют по формуле:

\(Q=c\times m\times\Delta t\)

где \(Q\) — количество теплоты, \(m\) — масса тела объекта, \(c\) — удельная теплоемкость того вещества, из которого состоит объект, \(\Delta t\) — изменение температуры тела объекта.

Количество теплоты измеряется в джоулях.

Количество теплоты при сгорании топлива

\(Q=q\times m\)

где \(Q\) — количество теплоты при сгорании топлива, \(q\) — удельная теплота сгорания топлива (количество теплоты, выделяемое при сгорании 1 килограмма топлива), \(m\) — масса топлива.

Как и любая энергия измеряется в джоулях.

Количество теплоты плавления (кристаллизации)

Формула для определения количества теплоты плавления выглядит так:

\(Q=\lambda\times m\)

Формула для определения количества теплоты кристаллизации — так:

\(Q=-\lambda\times m\)

где \(Q\) — количество теплоты плавления или кристаллизации, \(m\) — масса тела, \(\lambda\) — удельная теплота плавления (количеств теплоты, нужное для того, чтобы расплавить 1 килограмм вещества). 

Джоуль — единица измерения количества теплоты плавления (кристаллизации).

КПД теплового двигателя

Формула для вычисления КПД выглядит так:

\(\eta=\frac A{Q_1}\times100\%\)

где \(\eta\) — КПД, \(A\) — полезная работа, \(Q_1\) — количество теплоты, полученное телом от нагревателя.

Можно встретить и другой вариант формулы:

\(\eta=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}\times100\%\)

где \(Q_1\) — количество теплоты, полученное телом от нагревателя, \(Q_2\) — количество теплоты, отданное холодильнику.

Коэффициент полезного действия измеряется в процентах.

Сила тока

Сила тока в проводнике определяется уравнением:

\(I=\frac q{\Delta t}\)

где \(I\) — сила тока в проводнике, \(q\) — электрический заряд, прошедший через поперечное сечение проводника, \(\Delta t\) — время прохождения заряда.

Сила тока измеряется в амперах.

Электрическое напряжение

Электрическое напряжение определяют по формуле:

\(U=\frac Aq\)

где \(U\) — напряжение на участке цепи, \(A\) — работа электрического поля, \(q\) — величина заряда на участке цепи.

Напряжение измеряют в вольтах.

Закон Ома для участка цепи 

Закон, экспериментально доказанный Георгом Омом, формулируется таким образом: сила тока на определенном участке электроцепи прямо пропорциональна напряжению на этом же участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка электроцепи.

Формула закона:

\(I=\frac UR\)

где \(I\) — сила тока на данном участке цепи, \(U\) — напряжение на этом же участке электроцепи, \(R\) — сопротивление данного участка цепи.

Ампер — единица измерения силы тока.

Последовательное соединение проводников

Для последовательного соединения характерны такие закономерности для вычисления основных параметров электрической цепи: силы тока (\(I\)), напряжения (\(U\)) и сопротивления (\(R\)): 

\(I=I_1=I_2\)

\(U=U_1+U_2\)

\(R=R_1+R_2\)

где \(I_1, U_1, R_1\) — электрические характеристики первого участка цепи, а \(I_2, U_2, R_2\) — электрические характеристики второго участка цепи.

Сила тока измеряется в амперах, напряжение — в вольтах, сопротивление — в омах.

Параллельное соединение проводников

При параллельном соединении основные характеристики электроцепи вычисляются по следующим формулам:

\(I=I_1+I_2\)

\(U=U_1=U_2\)

\(R=\frac{R_1\times R_2}{R_1+R_2}\)

где \(I_1, U_1, R_1\) — электрические характеристики первого участка цепи, а \(I_2, U_2, R_2\) — электрические характеристики второго участка цепи.

Единицы измерения те же: амперы, вольты, омы.

Мощность электрического тока

Для вычисления мощности тока верно следующее уравнение:

\(P=\frac At\)

где \(P\) — мощность тока, \(A\)  — работа электротока на участке цепи, \(t\) — время, в течение которого электроток совершал работу.

Другим вариантом вычисления мощности является такая формула:

\(P=I\times U\)

где \(I\) — сила тока, \(U\) — электрическое напряжение на участке цепи.

Мощность электротока измеряется в ваттах.

Закон преломления света 

Все формулы за 9 класс 

В 9 классе сложность учебного материала возрастает. Школьникам необходимо освоить следующие физические понятия и уравнения:

• проекция вектора перемещения; 
• скорость равномерного движения; 
• уравнение движения (зависимость координаты от времени) при равномерном движении; 
• движение тела по окружности; 
• закон всемирного тяготения; 
• импульс тела; 
• связь между периодом и частотой колебаний; 
• скорость волны; 
• электрическая ёмкость конденсатора; 
• энергия связи (формула Эйнштейна).

Проекция вектора перемещения 

Проекция вектора перемещения на ось равна разности между конечной и начальной координатами тела по заданной оси.

Скорость равномерного движения

Рассчитывается она так:

\(\vec V=\frac{\vec S}t\)

где \(\vec V\) — искомая нами скорость объекта, \(\vec S\) — путь, пройденный объектом, \(t\) — время, за которое был пройден путь.

Единицы измерения — м/с или км/ч.

Уравнение движения (зависимость координаты от времени) при равномерном движении 

Движение тела по окружности 

Движение по окружности — это такое движение, траектория которого представляет собой окружность. Такой вид движения осуществляется под воздействием центростремительного ускорения (\(a\)). Также оно характеризуется угловой скоростью.

Частота — это количество обращений точки по окружности за определенный период времени.

Закон всемирного тяготения 

Закон всемирного тяготения, открытый Исааком Ньютоном, гласит, что два любых тела притягиваются друг к другу с силой, которая прямо пропорциональна массе каждого из них и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула, иллюстрирующая эту закономерность, выглядит так:

\(F=G\times\frac{m_1\times m_2}{r^2}\)

где \(F\) — сила тяготения, \(m_1, m_2\) — массы тел, \(r\) — расстояние между ними, \(G\) — гравитационная постоянная, которая равна \(6,67\times10^{-11} Нм^2/кг^2\)

Сила, с которой два тела притягиваются друг к другу, измеряется в ньютонах.  

Импульс тела

В виде формулы эта закономерность выражается так:

\(\vec p=m\times\vec V\)

где \(\vec p\) — это импульс тела, \(m\) — масса тела, \(\vec V\) — скорость движения.

Единицей измерения импульса тела является \(\frac{кг\times м}с.\)

Связь между периодом и частотой колебаний 

Для начала разберемся с главными определениями, которыми оперируют, когда говорят о колебаниях

Частота — это число полных колебаний за единицу времени (1 секунду).

Между периодом и частотой колебаний существует обратно-пропорциональная зависимость: чем больше период колебаний, тем меньше частота, и чем меньше период, тем больше частота колебаний.

Таким образом,

\(T=\frac1v\)

\(v=\frac1t\)

где \(T\) — период колебаний, \(v\) — частота колебаний.

Частота колебаний измеряется в герцах, период — в секундах.

Скорость волны

Рассчитывается по формуле: 

\(V=\lambda\times v\)

где \(V\) — скорость волны, \(\lambda\) —длина волны (расстояние, на которое распространяется волна за время равное одному периоду), \(v\) — частота волны.

Скорость волны измеряется в м/с.

Электрическая емкость конденсатора 

Начнем с определений:

Конденсатор — это совокупность двух проводников, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга и разделенных слоем диэлектрика. Электроемкость — это физическая величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд. 

Электроемкость конденсатора зависит от: 

• размеров проводников;
• формы проводников;
• расстояния между ними;
• электрических свойств диэлектрика.

Электрическая емкость конденсатора не зависит от: 

• величины заряда;
• напряжения; 
• материала проводников.

Электрическая емкость системы двух проводников определяется как отношение заряда одного из проводников к напряжению между ними. Уравнение выглядит так:

\(C=\frac qU\)

где \(С\) — электроемкость конденсатора, \(q\) — заряд проводника, \(U\) - напряжение. 

Емкость электрического конденсатора измеряется в фарадах.

Энергия связи (формула Эйнштейна)

Немецкий физик Альберт Эйнштейн вывел зависимость между энергией тела и его массой — закон, который называется законом взаимосвязи массы и энергии. 

Согласно этому закону:

• вещество имеет массу и обладает энергией;
• поле имеет энергию и обладает массой. 

Формула, выражающая эту взаимосвязь, — самая известная формула в мире:

\(E=m\times c^2\)

где \(E\) — это энергия, \(m\) — масса, \(c\) — скорость света в вакууме, равная \(3\times10^8\) м/с.

Энергия связи — это энергия, равная работе, которую необходимо совершить для расщепления ядра на составляющие его отдельные нуклоны. 

Энергия связи вычисляется по формуле: 

\(E=\Delta m\times c^2\)

где \(\Delta m\) — это дефект массы ядра (равен разности между общей массой свободных нуклонов и массой ядра); \(c\) — скорость света в вакууме.

Энергия связи измеряется в мегаэлектронвольтах.