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.