OSTATNÍ‎ > ‎

Shrnutí poznatků středoškolské fyziky - zákony a principy

ZÁKONY

Mechanika pohybu HB

1. Newtonův pohybový zákon

  • Každé těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud není nuceno vnějšími silami tento stav změnit.

2. Newtonův pohybový zákon

  • Velikost zrychlení hmotného bodu je přímo úměrná velikosti působící síly na hmotný bod a nepřímo úměrná hmotnosti hmotného bodu. Směr zrychlení je shodný se směrem působící síly.

3. Newtonův pohybový zákon

  • Dvě tělesa na sebe navzájem působí stejně velkými silami opačného směru. Tyto síly vznikají a zanikají současně.

Zákon zachování hybnosti

  • Celková hybnost izolovaných těles se vzájemným silovým působením těles nemění (zůstává konstantní).

Mechanická práce a energie

Zákon zachování mechanické energie

  • Při všech mechanických dějích se mění kinetická energie v potenciální energii a naopak, přičemž celková mechanická energie izolované soustavy těles zůstává během celého děje konstantní.

Zákon zachování energie

  • Při všech dějích v izolované soustavě těles se mění jedna forma energie v jinou, nebo přechází energie z jednoho tělesa na druhé, celková energie soustavy se však nemění.

Mechanika kapalin a plynů

Pascalův zákon

  • Tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalné těleso v uzavřené nádobě, je ve všech místech kapaliny stejný.

Archimedův zákon

  • Těleso ponořené v kapalině je nadlehčováno hydrostatickou vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.

Zákon zachování hmotnosti pro tekutiny (Rovnice spojitosti)

  • Při ustáleném proudění ideální kapaliny je součin obsahu průřezu S a rychlosti proudu v v každém místě trubice stejný.

Zákon zachování energie pro tekutiny (Bernoulliho rovnice)

  • Součet kinetické a tlakové potenciální energie kapaliny o jednotkovém objemu je ve všech částech vodorovné trubice stejný.

Gravitační pole

Newtonův gravitační zákon

  • Každá dvě tělesa se navzájem přitahují stejně velkými gravitačními silami Fg, -Fg opačného směru, přičemž velikost této síly pro dvě stejnorodá tělesa tvaru koule je přímo úměrná součinu jejich hmotností a nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti r jejich středů.

1. Keplerův zákon

  • Planety se pohybují po elipsách málo odlišných od kružnic, v jejichž společném ohnisku je Slunce.

2. Keplerův zákon

  • Obsahy ploch opsaných průvodičem planety za jednotku času jsou konstantní.

3. Keplerův zákon

  • Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet se rovná poměru třetích mocnin hlavních poloos jejich trajektorií.

Molekulová fyzika a termika

1. termodynamický zákon

  • Přírůstek vnitřní energie soustavy (ΔU) je roven součtu práce (W) vykonané okolními tělesy působící na soustavu a tepla (Q) odevzdaného okolními tělesy soustavě.
  • Teplo (Q) přijaté soustavou (odevzdané vnějšími silami) je rovno součtu přírůstku vnitřní energie soustavy (ΔU) a práce (W´), kterou soustava vykoná.

2. termodynamický zákon

  • Není možné sestrojit periodicky pracující stroj, který by jen přijímal teplo od určitého tělesa (ohřívače) a vykonával stejně velkou práci.
  • Nelze sestrojit perpetum mobile II. druhu.
  • Teplo samovolně přechází z tělesa teplejšího na těleso studenější a nikdy naopak.

3. termodynamický zákon

  • Čistou pevnou látku nelze konečným pochodem ochladit na absolutní nulu.

Struktura a vlastnosti látek

Boyle-Mariotův zákon

  • Součin tlaku a objemu ideálního plynu určité hmotnosti je při stálé termodynamické teplotě stálý.
  • Tlak ideálního plynu určité hmotnosti je nepřímo úměrný jeho objemu.

Charlesův zákon

  • Podíl tlaku a termodynamické teploty ideálního plynu určité hmotnosti je při stálém objemu stálý.
  • Tlak ideálního plynu určité hmotnosti je přímo úměrný jeho termodynamické teplotě.

Gay-Lussacův zákon

  • Podíl objemu a termodynamické teploty ideálního plynu určité hmotnosti je při stálém tlaku stálý.
  • Objem ideálního plynu určité hmotnosti je přímo úměrný jeho termodynamické teplotě.

Poissonův zákon

  • Při adiabatickém ději s ideálním plynem stálé hmotnosti je součin tlaku a objemu na kapa konstantní.

Hookův zákon pro pružnou deformaci tahem

  • Normálové napětí je přímo úměrné relativnímu prodloužení.

Mechanické kmitání a vlnění

Zákon zachování mechanické energie

  • Při harmonickém pohybu se periodicky mění potenciální energie mechanického oscilátoru v energii kinetickou a naopak, přičemž celková energie se nemění.

Zákon odrazu

  • Úhel odrazu je roven úhlu dopadu, přičemž odražený paprsek zůstává v rovině dopadu.

Zákon lomu

  • Poměr sinu úhlu dopadu a sinu úhlu lomu je pro daná dvě prostředí stálá veličina a rovná se poměru rychlostí vlnění v obou prostředích. Tento poměr se nazývá index lomu vlnění (n) pro daná prostředí. Lomený paprsek zůstává v rovině dopadu.

Zákon ohybu (obecné pravidlo)

  • Ohyb vlnění je při určitém rozměru překážky (otvoru) tím výraznější, čím je vlnová délka dopadajícího vlnění srovnatelnější s rozměrem překážky nebo velikostí otvoru.

Elektřina a magnetismus

Coulombův zákon

  • Dva bodové náboje v klidu se navzájem přitahují nebo odpuzují stejně velkými elektrickými silami opačného směru. Velikost elektrické síly Fe je přímo úměrná součinu velikosti nábojů Q1, Q2 a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti r.

Ohmův zákon - pro část obvodu

  • Elektrický proud I v kovovém vodiči je přímo úměrný elektrickému napětí U, které naměříme mezi konci tohoto vodiče.

Ohmův zákon - pro uzavřený obvod

  • Proud v uzavřeném elektrickém obvodu je roven podílu elektromotorického napětí zdroje a součtu odporu ve vnější a vnitřní části obvodu.

1. Kirchhoffův zákon (věta uzlová)

  • Algebraický součet proudů v libovolném uzlu elektrického obvodu je roven nule.

2. Kirchhoffův zákon (věta obvodová)

  • V libovolném uzavřeném obvodu, který je částí elektrické sítě, je algebraický součet elektromotorických napětí Ue zdrojů zapojených v obvodu roven algebraickému součtu úbytků napětí RKIK na jednotlivých rezistorech.

1. Faradayův zákon elektrolýzy

  • Hmotnost látky vyloučené na elektrodě při elektrolýze je přímo úměrná prošlému náboji, který přenesly ionty při této elektrolýze.

2. Faradayův zákon elektrolýzy

  • Hmotnosti různých prvků (nebo radikálů) vyloučených při elektrolýze týmž celkovým nábojem jsou chemicky ekvivalentní.

Faradayův zákon elektromagnetické indukce

  • Indukované elektromotorické napětí Ui je rovno záporně vzaté časové změně magnetického indukčního toku.

Lenzův zákon

  • Indukovaný proud působí svými účinky proti změně, která ho vyvolala.

Optika

Zákon odrazu

  • Velikost úhlu odrazu α´ se rovná velikosti úhlu dopadu α. Přičemž odražený paprsek zůstává v rovině dopadu. Rovina dopadu je určena dopadajícím paprskem a kolmicí dopadu.

Zákon lomu

  • Podíl sinu úhlu dopadu a sinu úhlu lomu je roven podílu rychlostí, kterými se světlo šíří v prvním a druhém prostředí. Lomený paprsek zůstává v rovině dopadu.

Elektromagnetické záření

Wienův posunovací zákon

  • Vlnová délka λmax, při které nastává maximum vyzařování, je nepřímo úměrné termodynamické teplotě T.

Stefaův-Boltzmannův zákon

  • Intenzita vyzařování černého tělesa vzrůstá se čtvrtou mocninou termodynamické teploty.

Speciální teorie relativity

Zákon zachování relativistické hmotnosti

  • Úhrnná relativistická hmotnost izolované soustavy těles zůstává při všech dějích probíhajících v této soustavě konstantní.
  • Celková relativistická hmotnost částic před srážkou je rovna celkové relativistické hmotnosti částic po srážce.

Zákon zachování reletivistické hybnosti

  • Úhrnná relativistická hybnost izolované soustavy těles zůstává při všech dějích probíhajících v této soustavě konstantní.
  • Celková relativistická hybnost částic před srážkou je rovna celkové relativistické hybnosti částic po srážce.

Zákon zachování energie

  • Celková energie izolované soustavy zůstává při všech dějích probíhajících uvnitř soustavy konstantní.

Jaderná fyzika

Zákony platné při jaderných přeměnách

  • Zákon zachování hybnosti
  • Zákon zachování elektrického náboje
  • Zákon zachování počtu nukleonů
  • Zákon zachování reletivistické hmotnosti + Zákon zachování energie (představují vlastně jeden zákon)

Zákon radioaktivní přeměny


PRINCIPY

Princip nezávislosti pohybů

  • Koná-li hmotný bod současně dva nebo víc pohybů, je jeho výsledná poloha taková, jako kdyby konal tyto pohyby po sobě, a to v libovolném pořadí.

Mechanický (Galileiho) princip relativity

  • Zákony mechaniky jsou stejné na všech IVS. Rovnice, které je vyjadřují, mají stejný tvar.
  • Všechny IVS jsou pro popis mechanických dějů rovnocenné.

Princip superpozice

  • Jestliže hmotný bod koná současně několik harmonických kmitavých pohybů téhož směru s výchylkami y1, y2, ... yn, je výchylka y výsledného kmitání y = y1 + y2 + ... + yn. Výchylky mohou mít v určitém okamžiku kladnou i zápornou hodnotu. Proto se při superpozici sčítají a odečítají.
  • Probíhá-li prostředím současně několik vlnění, je výsledné vlnění prostředí dáno algebraickým součtem původních vlnění prostředí.

Huygensův princip

  • Každý bod vlnoplochy, do něhož dospělo vlnění v určitém okamžiku, můžeme pokládat za zdroj elementárního vlnění, které se z něho šíří v elementárních vlnoplochách. Vlnoplocha v dalším časovém okamžiku je vnější obalová plocha všech elementárních vlnoploch.

Princip nezávislosti chodu světelných paprsků

  • Ve stejnorodém optickém prostředí se světlo šíří přímočaře v rovnoběžných, rozbíhavých nebo sbíhavých svazcích světelných paprsků. Jestliže se tyto paprsky navzájem protínají, neovlivňují se a postupují prostředím nezávisle jeden na druhém.

Základní principy Speciální teorie relativity:

1) PRINCIP RELATIVITY

  • Ve všech inerciálních vztažných soustavách platí stejné fyzikální zákony.
  • Všechny IVS jsou si navzájem rovnocenné.

2) PRINCIP KONSTANTNÍ RYCHLOSTI SVĚTLA

  • Ve všech IS má rychlost světla ve vakuu stejnou velikost. (c = 300 000 km/s)