CÔNG THỨC VẬT LÍ 12-CHUẨN

TÀI LIỆU HỌC TẬP MÔN VẬT LÍ LỚP 12 (CHÖÔNG TRÌNH CHUAÅN)  NGUYỄN HIỀN TRÍ – GV. THPT VÕ THỊ SÁU 1 CÔNG THỨC VẬT LÝ 12  DAO ÑOÄNG VAØ SOÙNG CÔ I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA: Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng: + Phương trình dao động: os( )x Ac t ω ϕ = + + Phương trình vận tốc: sin( )v A t ω ω ϕ = − + + Phương trình gia tốc: 2 2 os( )a Ac t x ω ω ϕ ω = − + = − + x: Li độ dao động (cm, m) + A: Biên độ dao động (cm, m) + ϕ : Pha ban đầu ( rad) + ω : Tần số góc (rad/s) + )( ϕω +t : Pha dao động (rad)  Hệ thức độc lập: 2 2 22 ω v xA += → 2 2 v A x ω = ± − +Tại VTCB: x =0, v max = A ω , a = 0 +Tại biên: x max = A, v = 0, a max = A 2 ω +Tốc độ trung bình trong 1 chu kì: 4A v T = + Liên hệ về pha: • v sớm pha 2 π hơn x; • a sớm pha 2 π hơn v; a ngược pha với x II. CON LẮC LÒ XO:  Tần số góc: m k = ω ⇒ 2 ω mk = , f πω 2 =  Chu kì: ω π 2 = T k m T π 2 = , Tần số: T f 1 = m k f π 2 1 = ,  Nếu m =m 1 + m 2 ⇒ 2 2 2 1 2 TTT +=  Nếu m =m 1 - m 2 ⇒ 2 2 2 1 2 TTT −= Nếu trong thời gian t vật thực hiện được N dao động: Chu kì N t T = Tần số N f t =  Cắt lò xo: 1 1 2 2 . . .k l k l k l = =  Ghép lò xo: 2 x max = A v max = A ω ( Tại VTCB) a max = A 2 ω ( Tại biên) + Nếu k 1 nối tiếp k 2 : 1 2 1 1 1 k k k = + ⇒ 2 2 2 1 2 TTT += + Nếu k 1 song song k 2 : 1 2 k k k= + ⇒ 2 2 2 1 2 1 1 1 T T T = +  Lập phương trình dao động điều hòa: Phương trình có dạng: cos( )x A t ω ϕ = + + Tìm A: 2 2 22 ω v xA += , l =2A, v max = A ω ,… + Tìm ω : ω π 2 =T , f πω 2= , m k = ω … + Tìm ϕ : Chọn t = 0 lúc vật qua vị trí x 0 ⇒ 0 osx Ac ϕ = ⇒ 0 cos cos x A ϕ θ = = ⇒ θϕ = Vật CĐ theo chiều (-) ϕ θ = − Vật CĐ theo chiều (+)  Năng lượng dao động điều hòa:  Động năng: d W = 2 2 2 1 1 sin ( ) 2 2 mv kA t ω ϕ = +  Thế năng: t W = 2 2 2 1 1 cos ( ) 2 2 kx kA t ω ϕ = +  Cơ năng: W = d W + t W = hs W = 2 2 1 kA = 22 2 1 Am ω = hs  Con lắc lò xo treo thẳng đứng: Gọi l 0 : Chiều dài tự nhiên của lò xo l∆ : Độ dãn của lò xo khi vật ở VTCB l b : Chiều dài của lò xo khi vật ở VTCB ⇒ lll b ∆+= 0 Khi vật ở VTCB: F đh = P ⇒ mglk =∆ l g m k ∆ == ω Chu kì của con lắc g l k m T ∆ == ππ 22 Chiều dài của lò xo ở li độ x: l = l b + x  Chiều dài cực đại 3 k m m (Khi vật ở vị trí thấp nhất) l max = l b + A  Chiều dài cực tiểu (Khi vật ở vị trí cao nhất) l min = l b - A ⇒ 2 minmax ll A − = ; 2 minmax ll l b + =  Lực đàn hồi của lò xo ở li độ x: F đh = k( l ∆ + x) Lực đàn hồi cực đại: F đhmax = k( l ∆ + A) Lực đàn hồi cực tiểu: F đhmin = k( l ∆ - A) nếu l ∆ > A F đhmin = 0 nếu l∆ ≤ A  Lực hồi phục: Là lực tổng hợp tác dụng lên vật ( có xu hướng đưa vật về VTCB) Độ lớn kxF hp = ⇒ Lực hồi phục cực đại: kAF hp = Lưu ý: Trong các công thức về lực và năng lượng thì A, x, l ∆ có đơn vị là (m). III. CON LẮC ĐƠN  Tần số góc: l g = ω  Chu kì: g l T π 2 = l(m), g(m/s 2 )  Tần số: l g f π 2 1 = (Hz) Phương trình dao động: Theo cung lệch: 0 cos( )s s t ω ϕ = + Theo góc lệch: 0 cos( )t α α ω ϕ = + Với α ls = l là chiều dài dây treo (m) 00 , s α là góc lệch , cung lệch khi vật ở biên + Công thức liên hệ: 2 2 2 0 2 v S s ω = + Và 2 2 0 v S s ω = ± − Vận tốc:  Khi dây treo lệch góc α bất kì: )cos(cos2 0 αα −= glv  Khi vật qua VTCB: )cos1(2 0 α −= glv  Khi vật ở biên: v = 0 Lực căng dây:  Khi vật ở góc lệch α bất kì: T = )cos2cos3( 0 αα −mg  Khi vật qua VTCB T = )cos23( 0 α −mg  Khi vật ở biên: T = 0 cos α mg Khi 0 10≤ α Có thể dùng 4 1- cos 0 α = 22 sin2 2 00 2 αα ≈ ⇒ T max = )1( 2 0 α +mg ; T min = ) 2 1( 2 0 α −mg  Năng lượng dao động: W = d W + t W = hs 2 0 0 1 (1 cos ) 2 W mgl mgl α α = − ≈  Chu kì tăng hay giảm theo %: 2 1 1 .100% T T T −  Chiều dài tăng hay giảm theo %: 2 1 1 .100% l l l −  Gia tốc tăng hay giảm theo %: 2 1 1 .100% g g g − IV. TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Xét 2 dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: 1 1 1 cos( )x A t ω ϕ = + và 2 2 2 cos( )x A t ω ϕ = + Độ lệch pha: 12 ϕϕϕ −=∆ Phương trình dao động tổng hợp có dạng: os( )x Ac t ω ϕ = + Với: )cos(2 1221 2 2 2 1 ϕϕ −++= AAAAA 2211 2211 coscos sinsin ϕϕ ϕϕ ϕ AA AA tg + + =  Nếu 2 dao động cùng pha: πϕ k2=∆  Nếu 2 dao động ngược pha: πϕ )12( +=∆ k + Nếu 1 2 A A⊥ r r thì 2 2 2 1 2 A A A = + + Nếu A r tổng là đường chéo hình thoi 0 120 ϕ ∆ = ⇒ 1 2 A A A = = + Nếu A r tổng là hình thoi 0 60 ϕ ∆ = ⇒ 1 2 3 3A A A = = V. SÓNG CƠ HỌC  Sóng do 1 nguồn Xét sóng tại nguồn O có biểu thức os o u Ac t ω = Biểu thức sóng tại M cách O khoảng d: 2 os( ) M d u Ac t π ω λ = − Với : 2 f ω π = + Bước sóng: Tv f v . == λ + Vận tốc truyền sóng: s v t = 5 Độ lệch pha giữa 2 điểm trên phương truyền sóng cách nhau 1 khoảng d: λ π ϕ d2 =∆  Nếu 2 dao động cùng pha: πϕ k2 =∆ ⇒ d k λ =  Nếu 2 dao động ngược pha: πϕ )12( +=∆ k ⇒ 1 ( ) 2 d k λ = +  Giao thoa sóng: Xét sóng tại 2 nguồn A và B là 2 sóng kết hợp có biểu thức: osu Ac t ω = + Xét điểm M cách nguồn A một khoảng d 1 , cách nguồn B một khoảng d 2 + Biểu thức sóng tại M do A truyền tới: 1 1 2 os( ) d u Ac t π ω λ = − + Biểu thức sóng tại M do B truyền tới: 2 2 2 os( ) d u Ac t π ω λ = − ⇒ Biểu thức sóng tổng hợp tại M : u M = u 1 + u 2  Biên độ: 2 1 2 cos . d d A A π λ −   =  ÷   + Cực đại giao thoa: A max = 2A ⇒ λ kdd =− 12 + Cực tiểu giao thoa: A min = 0 ⇒ λ ) 2 1 ( 12 +=− kdd Để tìm số cực đại giao thoa: πϕ k2=∆ ⇒ λ kdd =− 12 và d 1 + d 2 = S 1 S 2 Để tìm số cực tiểu giao thoa: πϕ )12( +=∆ k ⇒ λ ) 2 1 ( 12 +=− kdd và d 1 + d 2 = S 1 S 2 Trường hợp sóng phát ra từ hai nguồn lệch pha nhau ∆ϕ = ϕ 2 - ϕ 1 thì số cực đại và cực tiểu trên đoạn thẳng S 1 S 2 là số các giá trị của k (∈ z) tính theo công thức: Cực đại: 1 2 2 S S ϕ λ π ∆ − + < k < 1 2 2 S S ϕ λ π ∆ + . Cực tiểu: 1 1 2 2 2 S S ϕ λ π ∆ − − + < k < 1 1 2 2 2 S S ϕ λ π ∆ − + .  Sóng dừng: Gọi l là chiều dài của dây, k số bó sóng: + Nếu đầu A cố định, B cố định: 2 l k λ = + Nếu đầu A cố định, B tự do: 1 ( ) 2 2 l k λ = + 6 DOØNG ÑIEÄN XOAY CHIEÀU I. ĐẠI CƯƠNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Biểu thức cường độ dòng điện và điện áp 0 cos( ) i i I t ω ϕ = + và 0 cos( ) u u U t ω ϕ = + độ lệch pha của u so với i: u i ϕ ϕ ϕ = − + ϕ > 0: u nhanh pha hơn i + ϕ < 0: u chậm pha hơn i + ϕ = 0: u, i cùng pha  Mạch chỉ có R: ϕ = 0, ⇒ u R , i cùng pha RIU R 00 = ; RIU R . =  Mạch chỉ có cuộn cảm L:  Cảm kháng LZ L ω = ϕ = 2 π ⇒ u L nhanh pha hơn i : 2 π LL ZIU . 00 = ; LL ZIU . =  Mạch chỉ có tụ điện C:  Dung kháng C Z C ω 1 = ϕ = - 2 π ⇒ u C chậm pha hơn i : 2 π CC ZIU . 00 = ; CC ZIU . =  Đoạn mạch R, L ,C nối tiếp:  Tổng trở: 22 )( CL ZZRZ −+= Độ lệch pha của u so với i: R ZZ tg CL − = ϕ  Định luật ohm : ZIU . 00 = ; ZIU . = Lưu ý: Số chỉ Ampe kế: 0 2 I I = Số chỉ vôn kế: 2 0 U U =  Công suất mạch RLC: ϕ cosUIP = ; P=RI 2 = U R .I Hệ số công suất mạch: Z R = ϕ cos  Mạch RLC cộng hưởng: Thay đổi L, C, ω đến khi CL ZZ = Khi đó Z min = R ⇒ min max Z U I = ⇒ R U IRP 2 2 maxmax . ==  Điều kiện cộng hưởng: + Công suất mạch cực đại 7 + Hệ số công suất cực đại + Cđdđ, số chỉ ampe kế cực đại + u, i cùng pha Cuộn dây có điện trở trong r:  Tổng trở cuộn dây: 22 Ld ZrZ +=  Độ lệch pha giữa u d và i: r Z tg L d = ϕ  Công suất cuộn dây: 2 .IrP d =  Hệ số công suất cuộn dây: d d Z r = ϕ cos Mạch RLC khi cuộn dâycó điện trở r:  Tổng trở: 22 )()( CL ZZrRZ −++=  Độ lệch pha của u so với i: rR ZZ tg CL + − = ϕ  Công suất mạch: P=(R+r).I 2  Hệ số công suất mạch: Z rR + = ϕ cos Ghép tụ điện: Khi C’ ghép vào C tạo thành C b + Nếu C b < C: ⇒ C’ ghép nt C ⇒ ' 111 CCC b += + Nếu C b > C: ⇒ C’ ghép // với C ⇒ C b = C + C’  Bài toán cực trị: Thay đổi R để P max : Công suất P=RI 2 = R ZZ R U ZZR U R CL CL 2 2 22 2 )( )( . − + = −+ Để P max ⇒ min 2 )(       − + R ZZ R CL ⇒ R ZZ R CL 2 )( − = ⇒ CL ZZR −= ⇒ R U P 2 2 max = Thay đổi L để U Lmax : LL ZIU .= = 22 )( . CL L ZZR ZU −+ = y U Z Z Z ZR U L C L C = +−+ 1 1 .2 1 )( 2 22 Để U Lmax thì y min ⇒ y’ = 0 ⇒ C C L Z ZR Z 22 + = ⇒ 22 max CL ZR R U U += Thay đổi C để U Cmax : Tương tự: L L C Z ZR Z 22 + = ; 8 22 max LC ZR R U U += II. LIÊN HỆ GIỮA CÁC ĐIỆN ÁP: + Hai đầu R có điện áp hiệu dụng U R + Hai đầu L có điện áp hiệu dụng U L + Hai đầu C có điện áp hiệu dụng U C  Điện áp hiệu dụng 2 đầu mạch: 22 )( CLR UUUU −+=  Độ lệch pha của u so với i: R CL U UU tg − = ϕ  Hệ số công suất mạch: U U R = ϕ cos Khi cuộn dây có điện trở trong: 22 )()( CLrR UUUUU −++= Cuộn dây có: 22 Lrd UUU += r L d U U tg = ϕ ; d r d U U = ϕ cos III. SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG  Máy phát điện xoay chiều 1 pha: Tần số: .f n p = với p: Số cặp cực của nam châm. n: Số vòng quay trong 1s  Suất điện động cảm ứng: 0 cose E t ω =  Với SĐĐ cực đại: ω NBSE = 0  Từ thông cực đại: BS= 0 φ Nếu cuộn dây có N vòng: NBS = 0 φ + Mắc hình sao: 3 d p U U = và d p I I = + Mắc hình tam giác: d p U U = và 3 d p I I = Máy biến thế: Gọi: N 1 , U 1 , P 1 : Số vòng, hđt, công suất ở cuộn sơ cấp N 2 , U 2 , P 2 : Số vòng, hđt, công suất ở cuộn thứ cấp 1111 cos ϕ IUP = ; 2222 cos ϕ IUP =  Hiệu suất của máy biến thế: 1 1 2 ≤= P P H (%)  Mạch thứ cấp không tải: 2 1 2 1 U U N N k ==  Mạch thứ cấp có tải: 1 2 2 1 2 1 I I U U N N k === Truyền tải điện năng:  Độ giảm thế trên dây dẫn: dd IRU =∆  Công suất hao phí trên đường dây tải điện: 9 2 2 2 . U P RIRP dd ==∆ Với R d : điện trở tổng cộng trên đường dây tải điện I d : Cường độ dòng điện trên dây tải điện + Hiệu suất tải điện: 1 1 1 2 P PP P P H ∆− == % Với: P 1 : Cơng suất truyền đi P 2 : Cơng suất nhận được nơi tiêu thụ P∆ : Cơng suất hao phí DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ  Tần số góc: LC 1 = ω Chu kì riêng: LCT π 2= Tần số riêng: LC T f π 2 11 == Bước sóng điện từ: . .2 c c T c LC f λ π = = = Với C s = 3.10 8 m/s: Vận tốc ánh sáng Năng lượng mạch dao động:  Năng lượng điện trường: 2 2 1 1 1 2 2 2 C q W Cu qu C = = = ⇒ Năng lượng điện trường cực đại: 2 2 0 max 0 0 0 1 1 1 2 2 2 C Q W CU Q U C = =  Năng lượng từ trường: 2 1 2 L W Li = ⇒ Năng lượng từ trường cực đại: 2 max 0 1 2 L W LI =  Năng lượng điện từ: W = W C + W L 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 W Cu Li q qu Li Li C = + = + = + ⇒ 2 max max 0 2 2 0 0 0 0 1 2 1 1 1 2 2 2 C L W W W CU Q Q U LI C = = = = = =  Năng lượng điện trường và năng lượng từ trường biến thiên điều hòa với tần số gấp đơi của dòng điện và điện tích: (2f, 2 ω , 2 T ) GIAO THOA ÁNH SÁNG: I) Với Anh Sáng Đơn Sắc: Gọi : + a: Khoảng cách giữa 2 khe S 1 S 2 + D: Khoảng cách từ 2 khe tới màn 10 [...]... Banme: Nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần ở vùng tử ngoại +Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại 12 VẬT LÝ HẠT NHÂN Cấu tạo hạt nhân: A + Hạt nhân Z X , có A nuclon; Z prơtơn; N = (A – Z) nơtrơn +Liên hệ giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2 + Độ hụt khối của hạt nhân : Chú ý: Trong cơng thức về độ phóng xa, T tính bằng giây ; 1Ci = 3,7.1010 Bq N0 = m m0 N A N = N A A A Khối lượng hạt nhân mẹ . TÀI LIỆU HỌC TẬP MÔN VẬT LÍ LỚP 12 (CHÖÔNG TRÌNH CHUAÅN)  NGUYỄN HIỀN TRÍ – GV. THPT VÕ THỊ SÁU 1 CÔNG THỨC VẬT LÝ 12  DAO ÑOÄNG VAØ SOÙNG CÔ I. DAO ĐỘNG ĐIỀU. hồi phục: Là lực tổng hợp tác dụng lên vật ( có xu hướng đưa vật về VTCB) Độ lớn kxF hp = ⇒ Lực hồi phục cực đại: kAF hp = Lưu ý: Trong các công thức về lực và năng lượng thì A, x, l ∆ . lệch , cung lệch khi vật ở biên + Công thức liên hệ: 2 2 2 0 2 v S s ω = + Và 2 2 0 v S s ω = ± − Vận tốc:  Khi dây treo lệch góc α bất kì: )cos(cos2 0 αα −= glv  Khi vật qua VTCB: )cos1(2 0 α −= glv 