Mehaanika ja soojuse valemid (0)

I. Mehaanika

I. Kinemaatika

Koordinaat
Nihe
Kiirus
Kiirendus
Ühtlane sirgjooneline
liikumine
Ühtlaselt muutuv
liikumine

II. Dünaamika

Newtoni I seadus
On olemas sellised taustsüsteemid, milles kehad liiguvad jääva kiirusega, kui neile ei mõju teised kehad.
Newtoni II seadus
Keha kiirendus on võrdeline temale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga.
a – keha kiirendus, F – kehale mõjuv resultantjõud, m – keha mass
Newtoni III seadus
Jõud, millega kehad teineteist mõjutavad, on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised.
Gravitatsiooniseadus
Kaks keha tõmbuvad teineteise poole jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga .
G – gravitatsioonikonstant
Impulsi jäävuse seadus
Suletud süsteemi moodustavate kehade impulsside summa ei muutu nende vastastikmõju tulemusel.
– keha impulss
Hooke’i seadus
Elastsusjõud on võrdeline pikenemisega.
k – keha jäikus (1N/m), x – keha deformatsioon e. pikenemine (1m)
Toereaktsioon
mg – raskusjõud, α – kaldenurk
Amontons’i-Coulomb’i seadus
Liugehõõrdejõud on võrdeline toereaktsiooniga.
μ – hõõrdetegur, N – toereaktsioon

III. Töö ja energia

Energia muutumise seadus
Keha energia muut võrdub väliste jõudude poolt tehtud tööga.
– keha energia muut, A – väliste jõudude töö
Kineetiline energia
m – keha mass, v – keha kiirus
Ülestõstetud keha potentsiaalne energia
m – keha mass, g – raskuskiirendus , h – keha kõrgus maapinnast
Deformeeritud keha potentsiaalne energia
k – keha jäikus, x – keha deformatsioon
Mehaanilise energia jäävuse seadus
Kui suletud süsteemis mõjuvad ainult gravitatsiooni- ja elastsusjõud, on süsteemi mehaaniline koguenergia jääv.
Mehaaniline töö
on ülekandunud ja muundunud energiat iseloomustav suurus, mis võrdub jõu- ja nihkemooduli ning jõu- ja nihkevektori vahelise nurga koosinuse korrutisega.
F – jõud, s – nihe, α – jõu- ja nihkevektori vaheline nurk
Võimsus
A – töö, t – kulunud aeg

IV. Perioodilised liikumised

Nurkkiirus
φ – pöördenurk, t – kulunud aeg, T – periood
v – joonkiirus, r – kõverusraadius
Kesktõmbekiirendus
v – joonkiirus, r - kõverusraadius
Pendli vabavõnkumise periood
Mat. pendel : l – pendli niidi pikkus, g - raskuskiirendus
Vedrupendel: m – keha mass, k – vedru jäikus
Võnkliikumise võrrand
x – hälve, x0 – amplituud , ω – nurkkiirus, t – aeg
Laine levimiskiirus
λ – lainepikkus , f – laine sagedus

II. Soojusõpetus

Pascali seadus
Vedelikule ja gaasile avaldatav rõhk antakse muutusteta edasi vedeliku või gaasi igasse puntki.
Rõhk vedelikus
p – vedeliku rõhk sügavusel h, g – raskuskiirendus, ρ – vedeliku tihedus
Üleslükkejõud
p – vedeliku või gaasi tihedus, V – keha poolt väljatõrjutud ruumala

I. Termodünaamika

Ideaalse gaasi
olekuvõrrand
m – gaasi mass, M – gaasi molaarmass ,
R – universaalne gaasikonstant
p – gaasi rõhk, V – gaasi ruumala, T – gaasi temperatuur
p, V, T on gaasi olekuparameetrid
Temperatuur
T – absoluutne temperatuur (1K), t – Celsiuse skaala temperatuur (1C)
Soojushulk
on siseenergia hulk, mis kandub soojusvahetuse teel ühelt kehalt teisele.
c – aine erisoojus , – temperatuuri muut
q – kütteväärtus (J/kg)
Termodünaa- mika I printsiip
Süsteemile ülekandunud soojushulga arvel suureneb süsteemi siseenergia ja süsteem teeb mehaanilist tööd.
Q – süsteemile antud soojushulk, – siseenergia muut, A – sisejõudude töö
Ringprotsess: 
Isotermiline protsess:  
Isohooriline protsess:  
Adiabaatiline protsess: 
Isobaariline protsess:  
A > 0  sisemised jõud teevad tööd, A Q > 0  süsteemile antakse soojushulk,
Q Termodünaa-mika II printsiip
Soojus ei saa iseenesest üle kanduda külmemalt kehalt soojemale. Teisiti öeldes, pole võimalik protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojendilt saadud soojushulga muundumine tööks.
Soojusmasin
on masin, kus siseenergia muundub mehaaniliseks energiaks.
Soojusmasina
kasutegur
A – masina poolt tehtud töö, Q1, Q2 – soojendilt saadud ja jahutile antud soojushulgad, – maksimaalne kasutegur, T1, T2 – soojendi ja jahuti temperatuurid

II. Molekulaarfüüsika alused

Ainehulk
– ainehulk (1mol), m – aine mass (1kg), M – molaarmass (1kg/mol),
N – molekulide arv, NA – Avogadro arv
Aine kontsentratsioon
N – molekulide arv, V – aine ruumala
Ideaalne gaas
Ideaalseks nimetatakse gaasi, mille molekulide vastastikmõju on tähtsusetult väike.
Gaasi temperatuur
– molekulide kulgliikumise keskmine kineetiline energia
k – Boltzmanni konstant, T – gaasi absoluutne temperatuur
Ideaalse gaasi siseenergia
m – gaasi mass, M – gaasi molaarmass,
R – universaalne gaasikonstant, T – gaasi temperatuur
Ideaalse gaasi rõhk
m0 – molekuli mass, n – molekulide kontsentratsioon, - molekulide kiiruse ruudu keskväärtus

III. Aine ehituse alused

Difusioon
on molekulide kaootilise liikumise tõttu toimuv ainete segunemine .
Pindpinevus
on nähtus, mis avaldub vedeliku pinnakihi omaduses võimalikult kokku tõmbuda.
Pindpinevusjõud
on vedeliku pinna piirjoonega risti mõjuv jõud, mille mõjul vedeliku pind väheneb. Pindpinevusjõu suund ühtib vedeliku pinna puutuja sihiga.
F – pindpinevusjõud, - pindpinevustegur, l – pinna piirjoone pikkus

IV. Faasisiirded

Sulamissoojus
Sulamissoojus on füüsikaline suurus, mis võrdub sulamiseks vajaliku soojushulga ja sulanud aine massi suhtega. Sulamissoojus näitab, kui suur soojushulk kulub 1 kg kristalltahkise sulatamiseks.
Aurustumis- soojus
Aurustumissoojus on füüsikaline suurus, mis võrdub aurustumiseks vajaliku soojushulga ja aurustunud aine massi suhtega. Aurustumissoojus näitab, kui suur soojushulk kulub 1 kg vedeliku aurustumiseks jääval temperatuuril ja normaalrõhul.