Sách toán ứng dụng kỹ sư

Từ testwiki
Phiên bản vào lúc 16:50, ngày 22 tháng 11 năm 2024 của 142.126.153.99 (thảo luận) (Mô hình nguyen tử vật chất)
(khác) ← Phiên bản cũ | Phiên bản mới nhất (khác) | Phiên bản mới → (khác)
Bước tới điều hướng Bước tới tìm kiếm

Vật

Tính chất vật lý và hóa học

Vật lượng

M=ρV

Chất lượng

ρ=MV

Thể tích vật chất

V=Mρ

Trạng thái vật chất

  1. Rắn
  2. Đặc
  3. Lỏng
  4. Khí

Thân nhiệt

  1. Rắn - 0oC
  2. Đặc - 25oC
  3. Lỏng - 75oC
  4. Khí - 100oC

Cấu tạo Vật

Vạt --> Nguyên chất --> Nguyên tố --> Nguyên tử

Mô hình nguyen tử vật chất

Mô hình Rutherford

Nguyen tử vật chất được tạo ra từ 2 mô hình

  • Mô hình Rutherford cho rằng
Hạt nhân chứa điẹn tử dương và điện tử trung hòa ở trong tâm cùng với các vòng tròn quỹ đạo chứa điện tử âm quay quanh Hạt nhân

Lực

Lực cơ bản

Dạng lực Công thức
/Lực chuyển động/ Fa=ma
/Động lực/ Fp=mvt=pt
/Trọng lực/ Fg=mg=mMGh2
/Phản lực/ F=F
/Áp lực/ FA=FA
/Lực ma sát/ Fμ=μFN
/Lực đàn hồi/ Fx=kx
Fy=ky
Fθ=lθ
/Lực ly tâm/ Fv=mv2r=pvr
/Lực hướng tâm/ Fr=mvr=pr
/Lực Ampere/ FE=QE
/Lực Coulomb/ FQ=KQ+Qr2
/Lực Lorentz/ FB=±QvB
/Lực điện từ/ FEB=FE+FB=Q(E±vB)
/Lực tương tác yếu/
/Lực tương tác mạnh/

Lực và chuyển động

Các định luật về Chuyển động của Newton là một hệ thống gồm 3 định luật đặt nền móng cơ bản cho cơ học cổ điển.

F = 0 Không có lực tương tác , không có chuyển động Vật sẽ đứng yên
F≠ 0 Lực tương tác với vật làm cho vật di chuyển tạo ra chuyển động Vật sẽ di chuyển
Σ F = 0 Tổng lực trên vật bằng không, vật ở trạng thái cân bằng Vật ở trạng thái cân bằng


Di chuyển tự do trên mặt phảng không bị cản trở

O →
Fp=ma=mvt=pt
p=mv=Ft
v=Ftm=pm
t=Ftm=pFp

Di chuyển tự do rơi xuống đất

O
Fg=mg=mMGh2
g=MGh2
h=mMGg

Di chuyển điện tích theo đường thẳng ngang

FQ=QE=QVl=Wl
W=QV=FQl
U=Wt=QVt=FQlt=IV=FQv
E=FQQ=Vl
l=WFQ
v=lt=WFQt=UFQt
t=lv=WU

Di chuyển điện tích theo đườn thẳng dọc

Chuyển động thẳng hàng của điện tích

FB=±QvB=QItB=QlB
W=FBl=Ql2B
U=Wt=Ql2Bt
l=FBIB
v=FBQB
t=lv=QI

Di chuyển điện tích theo đường thẳng nghiêng

FEB=FE+FB=QE±QvB=Q(E±vB)
lθ=lE2+lB2tan1lBlE
lE=QVFE
lB=FBIB
Chuyển động lực hút điện tích khác loại
FQ=kQ+Qr2=kQ2r2 Với Q+=Q
E=FQQ=kQr2
W=Edr=kQr
U=Wt=kQrt
r=kQ2FQ

Di chuyển trên mặt đất bị lực ma sát cản trở

Fp=Fμ
mvt=μFN
v=μFNtm
v=mvμFN


Wμ=Wp
μFNd=mgh
d=mghμFN
h=μFNdmg

Di chuyển tự do lơ lửng trên không trung

Fp=Fg
mvt=mg
a=g=MGh2
h=MGa
v=gt
t=vg


Wp=Wg
mv22=mgh
v=2gh
d=v22g


Di chuyển theo vòng tròn lơ lửng trong không trung

Fr=Fg
mvr=mg
v=gr
r=gv


Wr=Wg
mv2r=mgh
v=rgh
h=v2rg


Di chuyển theo hình cong rơi xuống đất với lực cản trở của không khí

F=Fp+Fg=Fpi+Fgj
Fθ=Fp2+Fg2Tan1FgFp
Fp=mvt=Fcosθ
Fg=mg=Fsinθ
F=Fpcosθ=Fpsecθ=mvtsecθ
F=Fgsinθ=Fgcscθ=mgcscθ
θ=cos1FpF=cos1mvtF
θ=sin1FgF=cos1mgF

Di chuyển điện tích theo vòng tròn từ

FB=Fr
QvB=mv2r
v=QmBr
r=mv2QB


Di chuyển sóng dợn từ dao động đàn hồi của Lò xo

Theo chiều ngang

Fa=Fx(t)
ma=kx(t)
a=βx(t)=d2dt2x(t)
x(t)=Aest=Ae±jωt=Asinωt

Với

ω=β=λf
β=km

Theo chiều dọc

Fg=Fy
mg=ky(t)
g=βy(t)=d2dt2y(t)
y(t)=Aest=Ae±jωt=Asinωt

Với

ω=β=λf
β=km

Di chuyển sóng dợn từ dao động đong đưa của Con lắc đồng hồ

Fg=Fθ
mg=kθ(t)
g=βθ(t)=d2dt2theta(t)
θ(t)=Aest=Ae±jωt=Asinωt

Với

ω=β=λf
β=lm

Chuyển động

Tínhh chất

Dạng chuyển động

Động lượng

v < C
v=v
a=vt
s=vt
F=ma=mvt=pt
W=Fs=Pts=pv
E=Wt=pvt=pa
p=mv=Ft
m=pv=Ftv
v = C
v=C=λf
a=Ct
s=Ct
F=pt=hλt=hfλ
W=pv=pω=pC=pλf=hf
E=pa=pCt=hf2
p=hλ
λ=hp
h=pλ
v ≈ C
v=C=β
a=Ctβ
s=Ctβ
F=ptβ
W=pvβ
E=paβ
p=poγ
po=pγ

Di chuyển theo đường thẳng nghiêng

a=ΔvΔt=vvotto
v=vo+aΔt
s=Δt(vo+Δv2)=Δt(vo+aΔt2)=Δt(vaΔt2)=v2vo22a
F=ma=mΔvΔt=mvvotto
W=Fs=FΔt(vo+at22)
E=Wt=F(vo+at22)

Di chuyển theo đường cong

v=v(t)
a=dΔtv(t)
s=v(t)dt
F=ma=mdΔtv(t)
W=Fs=Fv(t)dt
E=Wt=Ftv(t)dt


s=s(t)
v=dΔts(t)
a=d2Δt2s(t)
F=ma=md2Δt2s(t)
W=Fs=Fvt=pv=pdΔts(t)
E=Wt=pvt=pa=pd2Δdt2s(t)

Di chuyển theo vòng tròn

s=2π
v=st=2πt=2πf=ω
a=vt=ωt
F=ma==mωt
W=Fs=Fvt=pv=pω
E=Wt=pvt=pa=pωt

Di chuyển theo cung tròn

s=rθ
v=rω
a=rα
F=ma=mrα
W=Fs=Fvt=pv=prω
E=Wt=pvt=pa=prωt

Với

α=ΔωΔt=ωωotto
ω=ωo+αΔt
θ=Δt(ωo+Δω2)

Di chuyển theo sóng sin

s=kλ
v=st=kλt=kλf=kω
a=vt=kωt
F=ma=kωt
W=Fs=Fvt=pv=pkω
E=Wt=pvt=pa=pkωt
k=sλ=vω
ω=λf=λt=vk
λ=ωf=ωt=sk
f=ωλ=1t
t=ωλ=1f

Vector chuyển động

Chuyển động định hướng là một loại chuyển động theo một hướng cố định . Chuyển động định hướng được biểu diển bằng vector chuyển động như sau

A=Aa
'Vector chuyển động Công thức toán
Vector chuyển động theo đường thẳng ngang X=Xi
Vector chuyển động theo đường thẳng dọc Y=Yj
Vector chuyển động theo đường thẳng nghiêng Z=Zk
Vector chuyển động theo đường tròn R=Rr=Z=X+Y=Xi+Yj

Bán kín Bohr

Qe=e
Qpn=Ze


FQ=Fr
kZe2r2=mv2r
r=kZe2mv2


ph=pr
nh=2πmvr
v=nmr


r=kZe2m(nmr)2

Cân bàng năng lượng

E=Ep+E=0

Vạch sáng

ΔE=EnEn1=nhf=nhCλ
f=ΔEnh
1λ=ΔEnhC

Lượng tử sáng của điện tử đi ra khỏ nguyên tử

hf=hfo+12mv2
h=mv22Δf
v=2hΔfm

Lượng tử tối đi vô trong nguyên tử

nhf=mvr2π
=h2π=mvrnf
v=nfmr

Nhiệt

Ánh sáng

Âm thanh

Điện

Điện nguồn

Điện DC được tạo ra từ các nguồn phát điện sau

v(t)=V || Bình ắc quy
|| v(t)=V || Pin cục
|| v(t)=V || Pin mặt trời
||
v(t)=V

Điện loại

Điện DC

Điện nguồn
Nguồn điện Hình Công thức Ứng dụng
Điện giải v(t)=V Bình ắc quy
Điện cực v(t)=V Pin cục
Quang tuyến nhiệt điện v(t)=V Pin mặt trời

Biến điện AC ra điện DC

v(t)=V
Tính chất

Ký hiệu

Công thức toán

v(t)=V

Tính toán điện DC

I=Qt
Q=It
V=WQ
W=QV
E=Wt=QVt=IV

Điện AC

Điện nguồn
Tính chất

Ký hiệu

Công thức toán

v(t)=Vsinωt

Tính toán điện AC

i(t)=ddtQ(t)
Q(t)=i(t)dt
v(t)=dW(t)Q(t)dt
W(t)=v(t)dQ(t)=v(t)i(t)dt=p(t)dt
E(t)=ddtW(t)=ddtp(t)dt

Định luật điện

Định luật Vôn V=IR
Định luật Ampe V=IR
Định luật Wat P=IV=I2R=V2R
Định luật Ôm R=VI

Điện từ

Điện từ là một hiện tượng của mọi vật dẩn điện mắc nối với điện tạo ra từ trường có khả năng hút các kim loại nằm kề bên khi có dòng điện đi qua vật dẩn điện nên được gọi là Nam châm điện

Nam châm điện

Nam châm điện thường

Thí nghiệm cho thấy, Nam châm điện thường được tạo ra từ mắc nối các dẩn điện như Cộng dây thẳng dẩn điện, Vòng tròn dẩn điện và Cuộn tròn dẩn điện với điện

Nam châm điện thường tạo ra từ các lối mắc trên đều có các tính chất sau

  • Từ sinh khi Nam châm điện thường dẩn điện
I ≠ 0 . B ≠ 0 = LI
  • Từ biến mất khi Nam châm điện thường không dẩn điện
I = 0 . B = 0
Nam châm điện vĩnh cửu

Thí nghiệm cho thấy, Nam châm điện vĩnh cửu được tạo ra bằng cách để một từ vật nằm trong các vòng tròn của cuộn tròn dẩn điện mắc nối với điện

Nam châm điện vỉnh cửu tạo ra từ lối mắc trên có các tính chất sau

  • Từ sinh khi Nam châm điện thường dẩn điện
I ≠ 0 . B ≠ 0 . H ≠ 0
  • Từ biến mất khi Nam châm điện thường không dẩn điện
I = 0 . B = 0 . H ≠ 0

Định luật Điện từ trường

Định luật Điện từ trường Ý nghỉa Công thức
/Định luật Gauss/ Mật độ điện trường và từ trường trong một diện tích ΦE=S𝐄d𝐀=1ϵoVρ dV=QAϵo
ΦB=S𝐁d𝐬=μ0Ienc
/Định luật Ampere/ Từ cảm của cuộn từ dẩn điện B=Li=μAi
/Định luật Lentz/ Từ cảm ứng của cuộn từ dẩn điện ϕ=NB=NLi
/Định luật Faraday/ Điện từ cảm ứng của cuộn từ dẩn điện ϵ=Edl=dϕBdt=NLdidt
/Định luật Maxwell/ Từ nhiểm của cuộn từ dẩn điện H=Bμ
/Định luật Maxwell-Ampere / Dòng điện i=C𝐇d𝐥=S𝐉d𝐀+ddtS𝐃d𝐀
S𝐁d𝐬=μ0Ienc+dΦ𝐄dt

Điện tích

Cường độ Điện lượng, Điện trường, Từ trường
EA=Qϵ
BA=μI
Q=ϵEA=DA
I=BAμ=HA
E=QϵA=Dϵ
B=μIA=μH
Tính chất

Vật tích điện bằng cách cho hay nhận điện tử âm trở thành điện tích dương hay điện tích âm . Mọi điện tích dương hay điện tích âm đều có các tính chất sau

Điện tích Ký hiệu Tích điện Điện lượng Điện trường Từ trường
Điện tích âm (-) Vật + e -Q →E← B
Điện tích dương (+) Vật - e +Q ←E↔ B
Tương tác Điện tích

Tương tác giửa điện tích với điện tích , với điện trường , với từ trường tạo ra các lực tương tác điện tích sau

Lực tương tác điện tích Hình Công thức lực tương tác
Lực điện động → O → O F=QE
Lực từ đông F=±QvB
Lực điện từ F=Q(E±vB)
Lực hút điện tích F=KQ+Qr2
Lực động điện

Lực động điện làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng ngang . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

FE=QE=QVl=Wl
WE=QV=FEl
FE=WEt=QVt=VI=FElt=FEv
l=WF
v=lt=Wlt=Ul
t=lv=WU
Lực động từ

Lực động từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng dọc . Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

Di chuyển điện tích theo đường thẳng không đổi

FB=QvB=ItvB=IBl
WB=FBl=IBl2
EB=WEt=IBl2t=IBlv=FBv
l=FIB
v=FQB
t=lv=QI

Di chuyển điện tích theo quỹ đạo vòng tròn

FB=Fp
QvB=mv2r
v=QmBr
r=mv2Qv
Lực điện từ

Lực điện từ làm cho điện tích đứng yên di chuyển theo đường thẳng nghiêng. Di chuyển của điện tích có các tính chất sau

FEB=FE+FB=FEi+FBj=Q(E±vB)

Từ trên

  • Khi, v=0
FEB=QE .
  • Khi, E=0
FEB=QvB .
  • Khi, E±vB=0
FEB=0
E=vB
B=1vE
v=EB
Lực hút điện tích

Lực hút của điện tích âm hút điện tích dương về hướng mình tạo ra chuyển động có các tính chất sau

FQ=KQ+Qr2

Với Q+=Q

FQ=KQ2r2
r=KQ2FQ

Điện từ và dẩn điện

Cộng dây thẳng dẩn điện

B=Li=μ2πri
i=BL=μ2πr

Vòng tròn dẩn điện

B=Li=μ2πi
i=BL=μ2π
ϕ=B=Li

N Vòng tròn dẩn điện

H ≠ 0
B=Li=Nμli
i=BL=Nμl
ϕ=B=Li
ϵ=ddtϕ=Lddti
ϕ=NB=NLi
ϵ=ddtϕ=NLddti
H=Bμ
F=Bl=Nμi
H = 0
B=Li=Nμli
i=BL=Nμl
ϕ=B=Li
ϵ=ddtϕ=Lddti
ϕ=NB=NLi
ϵ=ddtϕ=NLddti
F=Bl=Nμi

Sóng điện từ

Trong môi trường vật chất , H≠0

Phương trình vector dao động điện từ

Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường, E và Từ trường, B

E=0
×E=1TE
B=0
×B=1TB
T=μϵ
Phương trình và hàm sóng điện từ

Cho một Phương trình sóng điện từ

2E=βE
2B=βB
β=1T

Nghiệm của Phương trình sóng điện từ trên cho Hàm số sóng điện từ

E=ASinωt
B=ASinωt
ω=λf=1T=C
T=μϵ

Trong môi trường chân không , H=0

Phương trình vector dao động điện từ

Dao động điện từ được Maxwell biểu diển dưới dạng 4 phương trình vector đạo hàm của 2 trường Điện trường, E và Từ trường, B

E=0
×E=1ToE
B=0
×B=1ToB
To=μoϵo
Phương trình và hàm sóng điện từ

Cho một Phương trình sóng điện từ

2E=βoE
2B=βoB
ωo=1To

Nghiệm của Phương trình sóng điện từ trên cho Hàm số sóng điện từ

E=ASinωot
B=ASinωot
ωo=λofo=1To=C
To=μoϵo


Nhiệt điện từ, hiện tượng nhiệt tìm thấy từ các mạch điện tạo ra từ trường của cộng dây thẳng dẫn điện và cuộn từ dẫn điện

Nhiệt điện từ

≈≈≈ || ≈≈≈==|| ≈≈≈e
Nhiệt điện từ Nhiệt Nhiệt quang Nhiệt điện
Lối mắc Cộng dây thẳng dẫn điện Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện Cuộn tròn của N vòng tròn dẫn điện
với từ vật nằm trong các vòng quấn
Tần số thời gian f<fo f=fo f>fo
Năng lực nhiệt
W=pv=mCΔT

Wo=pv=pC=hfo

W=pv=pC=hf
Hằng số C
C=pvmΔT

C=1μoϵo=ωo=λofo

C=1μϵ=ω=λf
Khối lượng/Lượng tử m=pλ=pCΔTv h=pλo h=pλ
Động lượng
p=mλ=mvCΔT

p=hλo

p=hλ
Bước sóng λ=mp=CΔTv λo=Cfo=hp λ=Cf=hp