Каждый следующий год обучения в школе усложняет список используемых понятий, а также рассматривает явления, которые становятся все более развернутыми. В формулы по физике 8 класса входят криволинейное движение, давление, ускорение, импульс и различные виды энергии тела. Рассмотрим некоторые базовые формулы, которые относятся к механике и термодинамике.
Механика
Одними из важнейших понятий, которыми оперируют формулы по физике в 8 классе, являются давление и плотность. Они участвуют в расчетах многих процессов, которые относятся к области механики.
Давление может быть вычислено как отношение силы на площадь, где она действует.
P = F / S
Здесь
P — величина давления. В базовой системе измерения оно обозначается в Паскалях, единица названа по имени ученого физика, который впервые обосновал введение подобной оценки. В непереведенных единицах давление обозначается как «Ньютон / квадратный метр», что следует из формулы. Сила, деленная на площадь, обе величины — в стандарте СИ;
F — действующая сила;
S — площадь, на которую распространяется действие. Чтобы понять важность этого показателя, стоит вспомнить иголку и молоток. Если положить молоток на руку, человек ничего не почувствует, кроме тяжести и давления на кожу. Если же молоток при этом будет опираться на иглу, у которой площадь острия ничтожная — руку проткнет насквозь. Это следует из формулы давления — большая площадь молотка подразумевает низкое давление, тонкая игла — высочайший показатель.
Обратные формулы позволяют найти любую величину по двум известным другим.
- Действующая сила по известному давлению и площади: F = S * P
- Искомая площадь по силе и величине давления: S = F / P
Участвующие величины в системе измерения СИ
- Давление P — Паскаль, Па, Н/м.
- Сила — Ньютон, Н.
- Площадь — квадратные метры, м2.
Плотность вещества
Численный показатель плотности позволяет производить оценку массы, которую будет иметь тот или иной объем вещества. Базовой плотностью можно считать показатель воды. Один кубический метр имеет массу в 1 тонну. Это очень удобно, можно приводить такую величину в систему СИ без малейших усилий. 1 кубический метр = 1000 кг, 1000 литров = 1000 кг, 1 кубический дециметр — 1 кг и так далее.
В виде формулы плотность записывается так:
p=m/v
Здесь
— показатель плотности вещества, обычно берется из справочных таблиц;
m — масса исследуемого образца;
V — объем физического тела.
Аналогично, можно найти любую из участвующих в расчете величин.
- Масса объекта: m= p*V
- Объем тела по известной плотности и массе: V=m/p
Участвующие величины в системе измерения СИ
- Плотность — килограмм / кубический метр, кг/м3.
- Масса m — килограмм, кг.
- Объем V — кубические метры, м3.
Формула давления жидкости
Одна из первых точек, где проявляется сложность формул по физике в 8 классе, проявляется именно здесь. Вводится понятие базовой механики жидкости и газа. Давление этих веществ распределяется равномерно, во всех направлениях, независимо от площади стенок сосуда или занимаемого объема. По большому счету, влияет только высота «столба» вещества в направлении действия силы притяжения Земли. Формула давления жидкости или газа выглядит следующим образом:
P=p*g*h
Здесь
— плотность исследуемого вещества;
g — табличная величина ускорения свободного падения;
h — величина вертикального столба.
Формула пригодна для нахождения давления любых веществ, имеющих равномерную структуру. Например, с ее помощью можно определить давление муки на дне резервуара по известной средней плотности, а также ртути в колбе и других подобных веществ.
Аналогично всем формулам, можно найти неизвестные величины через другие.
- Плотность исследуемой жидкости или газа по известному давлению и высоте столба: p=P/(g*h)
- Толщина слоя вещества по показателям плотности и давления: h=P/(g*p)
Участвующие величины в системе измерения СИ
- Плотность — килограмм / кубический метр, кг/м3.
- Ускорение свободного падения g — метров за секунду в квадрате, м/с2.
- Высота столба вещества или толщина слоя h — метров, м.
Термодинамика
Основные формулы по физике 8 класса, характеризующие поведение газов, относятся к так называемым изохорным процессам и описывают поведение вещества при условии стабильности одного параметра. Рассмотрим кратко все три закона.
Применяемые величины в системе измерения СИ выглядят так:
- Давление Р — Паскаль, Па.
- Объем V — кубические метры, м3.
Температура Т — градусов Кельвина, К. Используется именно абсолютный показатель, при применении формул следует переводить градусы Цельсия в шкалу Кельвина по простому правилу. 0 градусов Цельсия соответствует 273 Кельвина, 0 К = -273 С.
Закон Гей-Люссака
Описывает поведение газа при условии стабильного давления. Он гласит, что соотношение объема и температуры газа постоянно, если его давление не изменялось. В виде формулы записывается так:
V/T=const, при P=const
Из формулы легко найти любую из величин, поскольку давление не изменяется.
- Объем, величина V=P*T
- Показатель абсолютной температуры T=P/V
Закон Шарля
Когда соблюдается условие постоянства занятого объема, давление находится в прямой зависимости от абсолютного показателя температуры. В формульном написании это выглядит так:
P/T=const, при V=const
Используемые величины аналогичны формулам по физике 8 класса для изохорных законов, как приведено в пояснении к единицам измерения формул Гей-Люссака.
Нахождение величин
- Давление газа, известны объем и температура: P = V*T;
- Температура: N = P/V
Закон Бойля-Мариотта
Соблюдение постоянного показателя температуры и неизменной массе газа вызывает явление, когда произведение двух величин, объема и давления вещества – также не изменяется.
PV=const, при T=const
Используемые характеристики и их обозначения в системе СИ приведены выше.
Все изохорные законы в рамках формул по физике 8 класса описывают поведение идеальной газовой среды. Однако, для описания очень многих физических ситуаций, все три закона вполне применимы. Они позволяют успешно решать задачи, которые отвечают на вопросы, как изменится состояние системы при нагревании и охлаждении, а также изменении объема.