נוסחאות ונתונים בפיזיקה

מדינת ישראל משרד החינוך נוסחאות ונתונים בפיזיקה נספח לבחינות הבגרות ברמה של 5 יח"ל לשאלונים מס' 654,653,65,97553,97554,97555,98,3654,975,9753 )החל בקיץ תשס"ז( תוכן העניינים נוסחאות עמוד מכניקה אלקטרומגנטיות 3 קרינה וחומר 5 פעילויות מעבדה 6 נתונים עמוד קבועים בסיסיים 6 פירוש קיצורי היחידות 7 קשרים בין יחידות 7 נוסחאות מתמטיות 7 נתונים הקשורים בשמש ובירח 8 נתונים הקשורים בכוכבי הלכת 8 המסות של חלקיקים ואטומים אחדים 8

- - קינמטיקה - תנועה לאורך קו ישר x מהירות רגעית a תאוצה רגעית 0 + a x x0 + 0 + a 0 x x0 + + 0 + a(x - x 0 ) - B,A B A תנועה שוות-תאוצה מהירות של B ביחס ל- A דינמיקה משקל w mg חוק הוק )גודל כוח אלסטי(, kt F גודל כוח חיכוך f s m s סטטי N f k m k קינטי N החוק השני של ניוטון S F ma m ρ V צפיפות חומר עבודה, אנרגיה והספק עבודה הנעשית על גוף הנע לאורך ציר x על ידי כוח F הקבוע בכיוונו מכניקה עבודה של כוח הקבוע בגודלו ובכיוונו W F x Tx F cos θts כאשר Dx Ds E k m אנרגיה קינטית אנרגיה פוטנציאלית כובדית )שדה אחיד( U G mg (U G ( 0) 0) אנרגיה פוטנציאלית אלסטית Usp k( D,) )U sp )במצב רפוי 0 כוללת W DE k משפט עבודה-אנרגיה עבודת שקול הכוחות הלא-משמרים )E אנרגיה מכנית כוללת( לא משמרים W DE P T TW הספק ממוצע מתקף ותנע מתקף של כוח משתנה J # F J FT מתקף של כוח קבוע p m תנע כולל J Tp נוסחת מתקף-תנע שימור תנע m + m m u + m u A A B B A A B B בהתנגשות אלסטית חד-ממדית - - ( u - u B ) A B A מודל של גז אידאלי האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולת גז 3 E k kt אידאלי W x x # F x x

- 3 - מהירות φ) w Asi (w +! ω A - x תאוצה φ) a w Acos (w + a w x m T p c זמן המחזור, מטוטלת פשוטה )מתמטית( T p g 3 b r r l T o T משוואת המצב של גז אידאלי pv NkT החוק הראשון של התרמודינמיקה DU Q + W p ω pf T ω a Tθ T R r ω r תנועות מחזוריות תנועה מעגלית מהירות זוויתית ממוצעת תאוצה צנטריפטלית )רדיאלית( הקשר בין מהירות קווית ומהירות זוויתית wr תנועה הרמונית פשוטה כבידה החוק השלישי של קפלר mm F G r גודל כוח הכבידה אנרגיה פוטנציאלית כובדית GMm U G - r (U G (r ) 0) E k אנרגיה של לוויין במסלול מעגלי GMm UG r - קינטית GMm E - r כוללת gb ga - a B,A טרנספורמציית שדה כבידה משוואת התנועה cx ma ω m c נוסחת מקום-זמן φ) x A cos(w + אלקטרוסטטיקה אלקטרומגנטיות q q F k r חוק קולון )בריק( k 4 p 0 F E q שדה חשמלי גודל שדה חשמלי סביב מטען נקודתי q E k r גודל שדה חשמלי הנוצר על ידי לוח טעון E σ 0 4pk 0 פוטנציאל חשמלי סביב מטען נקודתי q V k r (U E (r ) 0) אנרגיה פוטנציאלית חשמלית של מטען U E נקודתי qv U אנרגיה של מוליך טעון QV

- 4 - V c 0 V RC Q הגדרת הקיבול C V A 0 r קיבול של קבל לוחות C V AB V A V B מתח חשמלי V E AB U גודל השדה החשמלי בין לוחות קבל אנרגיה של קבל טעון CVAB קיבול שקול C / C של קבלים המחוברים בטור T i C T SC i של קבלים המחוברים במקביל i זרם חשמלי q זרם רגעי V AB חוק אום RI R ρ A, התנגדות של תיל התנגדות שקולה מתח רגעי בפריקת קבל שדה מגנטי גודל כוח הפועל על מטען בשדה מגנטי F qb sia גודל כוח הפועל על תיל נושא זרם בשדה מגנטי F IlB sia גודל הכוח ליחידת אורך בין שני תילים F 0 II, m ארוכים מקבילים p m0-7 p $ 0 m0i B p r T m A גודל שדה מגנטי סביב תיל ישר וארוך NI Bm 0 R במרכז סליל מעגלי דק )בעל רדיוס R ו N כריכות( NI בתוך סילונית ארוכה Bm 0 L )בעלת אורך L ו N כריכות( כא"מ מושרה f B שטף מגנטי דרך משטח BAcosa - a הזווית בין השדה לנורמל למשטח R T SR i של נגדים המחוברים בטור R / R T i של נגדים המחוברים במקביל W A B V AB עבודת הזרם החשמלי I N φ B P V AB הספק I V AB מתח הדקים ri חוקי קירכהוף 0 SI S SIR מתח בין שתי נקודות במעגל חשמלי V AB SIR S RC 0 זרם רגעי בטעינת קבל כא"מ מושרה l B כא"מ מושרה בתיל מוליך l - היטל התיל על הכיוון הניצב למהירות B - רכיב השדה המגנטי בכיוון ניצב למישור התנועה כא"מ מושרה במחולל NBAw cos(w+f) N N שנאי אידאלי i I או בפריקתו RC V (- מתח רגעי בטעינת קבל ) קובץ זה נועד אך ורק לשימושם האישי c של מורי הפיזיקה ולהוראה בכיתותיהם. אין לעשות שימוש כלשהו

E p E k אפקט פוטואלקטרי + B - 5 - אופטיקה גאומטרית קרינה וחומר האטום והגרעין הנחות בוהר m r p E E E E R p f * i רמות אנרגיה באטום מימן - R (U 0) 4 4 p k m m 3. 6 V 8 * 0 siθ siθ חוק סנל u + נוסחת העדשות f H m i H o u הגדלה קווית C f עוצמת עדשה גלים מכניים ואלקטרומגנטיים מהירות גל מחזורי lf רדיוסי המסלולים המותרים של האלקטרון באטום המימן r r r 0. 59 Ac 4p m k l m p נוסחת דה ברויי TxTpH 4p עקרון אי הוודאות שקילות מסה-אנרגיה DE Dmc דעיכה של מקור רדיואקטיבי N l N קבוע הדעיכה l N N 0 -l פעילות של מקור רדיואקטיבי R ln T/, l זמן מחצית החיים siθ siθ, l חוק השבירה גל עומד במיתר שקצותיו קשורים קווי מקסימום בהתאבכות משני מקורות (ויותר( שווי מופע X l siθ L קווי מינימום בהתאבכות משני מקורות שווי מופע X l siθ L ( - ) D L X l נוסחת יאנג קווי מקסימום בהתאבכות בסריג עקיפה si θ N* l l siθ קווי צומת בעקיפה בסדק יחיד X l L w E p אנרגיה של פוטון f 400 40 E(V) l ^Å l (m)

- 6 - פעילויות מעבדה x. x + T + a T. + _ a + a i + + + T x + x + D + + a D הקירוב הסטנדרטי של אוילר: הקירוב של טיילור מסדר שני: קבועים בסיסיים )ערכי הקבועים רשומים בדיוק נמוך מהדיוק הניסיוני הידוע, ומשמשים לבחינת בגרות.( שם הקבוע סימון יחידות ערך.38 0 3 J K k קבוע בולצמן 6.67 0 N m kg G קבוע הגרביטציה 9 0 9 N m C k המקדם בחוק קולון 3 0 8 m s c מהירות האור בריק.57 0 6 H m m 0 פרמיאביליות הריק 8.85 0 F m 0 דיאלקטריות הריק מטען האלקטרון.60 0 9 C 6.63 0 34 J s V s קבוע פלאנק מסת אלקטרון 0 9. kg m 4.4 0 5.67 0 7 kg m p מסת פרוטון.67 0 7 kg m מסת נויטרון קבוע אבוגדרו 6.0 0 3 mol N A

- 7 - יחידה סימן מטר m אנגסטרם Å קילוגרם kg גרם gr יחידת מסה אטומית u שנייה s שעה ניוטון N פירוש קיצורי היחידות יחידה סימן ג'אול J אלקטרון וולט V מיליון אלקטרון וולט MV וט W מול mol מעלות צלזיוס C מעלות קלווין K קולון C יחידה סימן פרד F אמפר A אום W וולט V טסלה T הנרי H הרץ Hz פסקל Pa אורך קשרים בין יחידות אנרגיה V.6 0 9 J Å 0 0 m m 0 9 m מסה u 93.494 MV.66 0 kg c $ -7 תנע kg$ m MV s.87 $ 0 - c לחץ נוסחאות מתמטיות N.0$ אטמוספרה 05 m מעבר ממעלות קלווין למעלות צלזיוס C T K - 73 היקף מעגל pr שטח עיגול pr שטח פני כדור 4pR 4 3 p R 3 נפח כדור si q g q לזוויות קטנות לזוויות קטנות ברדיאנים si q q

- 8 - מסה (kg) נתונים הקשורים בשמש ובירח רדיוס (m) שמש רדיוס מסלול ממוצע (m) זמן מחזור )יממות( ------ 7.3 ------ 3.84 x 0 8 6.96 x 0 8.74 x 0 6.99 x 0 30 ירח 7.35 x 0 כוכב לכת נתונים הקשורים בכוכבי הלכת זמן מחזור )שנים( 0.408 רדיוס מסלול ממוצע (0 6 km) 57.9 רדיוס (0 6 m).44 מסה (0 4 kg) 0.330 כוכב חמה )Mrcury( 0.65 08. 6.05 4.869 נוגה )Vus(.00 49.6 6.38 5.974 ארץ )Ear(.88 7.9 3.4 0.64 מאדים )Mars(.86 778.3 7.4 899. צדק )Jupir( 9.46 47.0 60.0 568.6 שבתאי )Saur( 84.0 87.0 6. 86.98 א ורנ וס )Uraus( 64.8 4497. 4.3 03 נפט ון )Npu( המסות של חלקיקים ואטומים אחדים החלקיק המסה ב u המסה ב האטום המסה ב u MV c.00785 מימן H 0.5 אלקטרון 0.000549.040 דויטריום H 938.7 פרוטון.00776 4.0060 הליום 4 H 939.566 נויטרון.008665 7.060 ליתיום 7 Li.00000 פחמן C