I zasada dynamiki (zasada bezwładności)

W układzie inercjalnym ciało, na które nie działają siły lub siły się równoważą, spoczywa albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym

Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają równe wartości i przeciwne zwroty

Kiedy pęd układu jest zachowany?

Gdy układ jest izolowany: wypadkowa sił zewnętrznych jest równa zeru

Kiedy energia mechaniczna jest zachowana?

Gdy działają tylko siły zachowawcze (ciężkości, sprężystości), bez tarcia i oporów

Zderzenie niesprężyste: co jest zachowane?

Pęd tak, energia kinetyczna nie

Od czego zależy czas lotu w rzucie poziomym?

Tylko od wysokości: nie zależy od prędkości poziomej

Czy cięższe ciało spada szybciej (bez oporu powietrza)?

Nie. Wszystkie ciała spadają z tym samym przyspieszeniem g

Czy siła dośrodkowa to osobny rodzaj siły?

Nie. To nazwa wypadkowej skierowanej do środka okręgu: może nią być grawitacja, naciąg nici, tarcie

Czy w stanie nieważkości na orbicie nie działa grawitacja?

Działa. Nieważkość to stan, w którym ciało porusza się tylko pod wpływem grawitacji (jak w spadku swobodnym)

Ciśnienie wywierane z zewnątrz na ciecz lub gaz w zamkniętym naczyniu rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkach

Od czego nie zależy okres wahadła matematycznego?

Od masy, a przy małych wychyleniach także od amplitudy

Gwałtowny wzrost amplitudy drgań wymuszonych, gdy częstotliwość siły wymuszającej jest równa częstotliwości drgań własnych

II zasada termodynamiki

Ciepło samorzutnie przepływa tylko od ciała cieplejszego do chłodniejszego; nie da się całego ciepła zamienić na pracę

Znak pracy w I zasadzie termodynamiki U = Q + W

W > 0, gdy siły zewnętrzne wykonują pracę nad gazem (sprężanie); W < 0, gdy gaz wykonuje pracę (rozprężanie)

Przemiana izotermiczna gazu doskonałego: co jest równe zeru?

Zmiana energii wewnętrznej: U = 0, więc Q = -W

Przemiana izobaryczna

Przy stałym ciśnieniu VT = const (prawo Gay-Lussaca)

Sposoby przekazywania ciepła

Przewodnictwo, konwekcja (przepływ płynu) i promieniowanie

Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających

Pojemność zastępcza kondensatorów połączonych równolegle i szeregowo

Równolegle: C = C1 + C2. Szeregowo: 1C = 1C1 + 1C2

Jak włącza się amperomierz, a jak woltomierz?

Amperomierz szeregowo (ma bardzo mały opór), woltomierz równolegle (ma bardzo duży opór)

Jak zmienia się opór półprzewodnika ze wzrostem temperatury?

Maleje, bo przybywa nośników ładunku

Dioda półprzewodnikowa

Przewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku (w kierunku przewodzenia)

Prąd indukcyjny ma taki kierunek, że jego pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia, która go wywołała

Czy siła Lorentza wykonuje pracę nad ładunkiem?

Nie. Jest prostopadła do prędkości, więc zmienia tylko kierunek ruchu, nie wartość prędkości

Reguła prawej dłoni dla prostoliniowego przewodnika z prądem

Kciuk wzdłuż kierunku prądu, zgięte palce pokazują kierunek linii pola magnetycznego

Kierunek linii pola elektrycznego i magnetycznego magnesu

Elektryczne: od ładunku dodatniego do ujemnego. Magnetyczne: na zewnątrz magnesu od N do S, linie są zamknięte

Substancje silnie wzmacniające pole magnetyczne (żelazo, kobalt, nikiel)

Fala poprzeczna a podłużna

Poprzeczna: drgania prostopadłe do kierunku rozchodzenia się. Podłużna: drgania wzdłuż tego kierunku

Czy dźwięk rozchodzi się w próżni?

Nie. Fala mechaniczna potrzebuje ośrodka; światło (fala elektromagnetyczna) rozchodzi się w próżni

Co się nie zmienia, gdy fala przechodzi do innego ośrodka?

Częstotliwość. Zmieniają się prędkość i długość fali

Fale elektromagnetyczne od najkrótszych do najdłuższych

Gamma, rentgenowskie, nadfiolet, światło widzialne, podczerwień, mikrofale, radiowe

Warunki całkowitego wewnętrznego odbicia

Światło przechodzi z ośrodka optycznie gęstszego do rzadszego i pada pod kątem większym od granicznego

Obraz w soczewce skupiającej, gdy przedmiot jest dalej niż 2f

Rzeczywisty, odwrócony, pomniejszony

Obraz w soczewce rozpraszającej

Zawsze pozorny, prosty, pomniejszony

Obraz w zwierciadle płaskim

Pozorny, prosty, tej samej wielkości, symetryczny względem zwierciadła

Jakie soczewki korygują krótkowzroczność, a jakie dalekowzroczność?

Krótkowzroczność: rozpraszające. Dalekowzroczność: skupiające

Fizyka spoza karty wzorów CKE: prawa, jednostki, fiszki

Wszystkie karty

Jednostki pochodne SI

Niuton (N) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,N = 1\,\dfrac{kg \cdot m}{s^2}}$ Z II zasady dynamiki: F = ma.
Dżul (J) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,J = 1\,N \cdot m = 1\,\dfrac{kg \cdot m^2}{s^2}}$
Wat (W) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,W = 1\,\dfrac{J}{s} = 1\,\dfrac{kg \cdot m^2}{s^3}}$
Paskal (Pa) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,Pa = 1\,\dfrac{N}{m^2} = 1\,\dfrac{kg}{m \cdot s^2}}$ 1 hPa = 100 Pa; ciśnienie atmosferyczne to ok. 1013 hPa.
Kulomb (C) w jednostkach podstawowych SI1 C = 1 A ⋅ s
Wolt (V) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,V = 1\,\dfrac{W}{A} = 1\,\dfrac{kg \cdot m^2}{A \cdot s^3}}$ Też $\mathrm{1\,V = 1\,\dfrac{J}{C}}$ .
Om (Ω) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,\Omega = 1\,\dfrac{V}{A} = 1\,\dfrac{kg \cdot m^2}{A^2 \cdot s^3}}$
Tesla (T) w jednostkach podstawowych SI $\mathrm{1\,T = 1\,\dfrac{N}{A \cdot m} = 1\,\dfrac{kg}{A \cdot s^2}}$ Weber, jednostka strumienia: 1 Wb = 1 T ⋅ m².
Farad (F) $\mathrm{1\,F = 1\,\dfrac{C}{V}}$ To ogromna pojemność; w praktyce µF, nF, pF.
Herc (Hz) $\mathrm{1\,Hz = 1\,\dfrac{1}{s}}$
Ile dżuli to 1 kWh?3,6 ⋅ 10⁶ J1000 W ⋅ 3600 s. Kilowatogodzina to jednostka energii, nie mocy.

Mechanika

I zasada dynamiki (zasada bezwładności)W układzie inercjalnym ciało, na które nie działają siły lub siły się równoważą, spoczywa albo porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym
III zasada dynamikiSiły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają równe wartości i przeciwne zwrotyDziałają na RÓŻNE ciała, więc się nie równoważą.
Kiedy pęd układu jest zachowany?Gdy układ jest izolowany: wypadkowa sił zewnętrznych jest równa zeruPodczas krótkiego zderzenia lub wybuchu siły zewnętrzne zwykle można pominąć.
Kiedy energia mechaniczna jest zachowana?Gdy działają tylko siły zachowawcze (ciężkości, sprężystości), bez tarcia i oporówPraca sił oporu zamienia energię mechaniczną na wewnętrzną.
Zderzenie niesprężyste: co jest zachowane?Pęd tak, energia kinetyczna nieW zderzeniu sprężystym zachowane są oba. Całkowicie niesprężyste: ciała dalej poruszają się razem.
Od czego zależy czas lotu w rzucie poziomym?Tylko od wysokości: nie zależy od prędkości poziomejRuch to złożenie ruchu jednostajnego w poziomie i spadku swobodnego w pionie.
Czy cięższe ciało spada szybciej (bez oporu powietrza)?Nie. Wszystkie ciała spadają z tym samym przyspieszeniem g
Czy siła dośrodkowa to osobny rodzaj siły?Nie. To nazwa wypadkowej skierowanej do środka okręgu: może nią być grawitacja, naciąg nici, tarcieNa rysunku nie dorysowuj jej obok sił, z których się składa.
Czy w stanie nieważkości na orbicie nie działa grawitacja?Działa. Nieważkość to stan, w którym ciało porusza się tylko pod wpływem grawitacji (jak w spadku swobodnym)Na wysokości stacji kosmicznej grawitacja jest tylko o ok. 10% słabsza niż przy powierzchni.
Prawo PascalaCiśnienie wywierane z zewnątrz na ciecz lub gaz w zamkniętym naczyniu rozchodzi się jednakowo we wszystkich kierunkachNa tym działa prasa i hamulec hydrauliczny.
Od czego nie zależy okres wahadła matematycznego?Od masy, a przy małych wychyleniach także od amplitudyZależy od długości wahadła i od g.
Rezonans mechanicznyGwałtowny wzrost amplitudy drgań wymuszonych, gdy częstotliwość siły wymuszającej jest równa częstotliwości drgań własnychDlatego wojsko nie maszeruje krokiem w rytm po moście.

Termodynamika

II zasada termodynamikiCiepło samorzutnie przepływa tylko od ciała cieplejszego do chłodniejszego; nie da się całego ciepła zamienić na pracęDlatego sprawność silnika cieplnego jest zawsze mniejsza od 1.
Znak pracy w I zasadzie termodynamiki ΔU = Q + WW > 0, gdy siły zewnętrzne wykonują pracę nad gazem (sprężanie); W < 0, gdy gaz wykonuje pracę (rozprężanie)Tak samo Q > 0, gdy gaz pobiera ciepło.
Przemiana izochoryczna: co jest równe zeru?Praca: W = 0, więc ΔU = QStała objętość; $\dfrac{p}{T} = \text{const}$ (prawo Charles’a).
Przemiana izotermiczna gazu doskonałego: co jest równe zeru?Zmiana energii wewnętrznej: ΔU = 0, więc Q = −WStała temperatura; pV = const (prawo Boyle’a-Mariotte’a).
Przemiana adiabatyczna: co jest równe zeru?Ciepło: Q = 0, więc ΔU = WSzybkie sprężanie ogrzewa gaz (pompka rowerowa), szybkie rozprężanie go ochładza.
Przemiana izobarycznaPrzy stałym ciśnieniu $\dfrac{V}{T} = \text{const}$ (prawo Gay-Lussaca)Temperatura zawsze w kelwinach.
Sposoby przekazywania ciepłaPrzewodnictwo, konwekcja (przepływ płynu) i promieniowanieW próżni ciepło przenosi tylko promieniowanie.

Elektryczność i magnetyzm

I prawo KirchhoffaSuma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływającychWynika z zasady zachowania ładunku. Na karcie jest tylko II prawo.
Pojemność zastępcza kondensatorów połączonych równolegle i szeregowoRównolegle: C = C₁ + C₂. Szeregowo: $\dfrac{1}{C} = \dfrac{1}{C_1} + \dfrac{1}{C_2}$ Odwrotnie niż oporniki.
Jak włącza się amperomierz, a jak woltomierz?Amperomierz szeregowo (ma bardzo mały opór), woltomierz równolegle (ma bardzo duży opór)
Jak zmienia się opór półprzewodnika ze wzrostem temperatury?Maleje, bo przybywa nośników ładunkuOpór metalu rośnie (wzór jest w karcie).
Dioda półprzewodnikowaPrzewodzi prąd praktycznie tylko w jednym kierunku (w kierunku przewodzenia)Służy do prostowania prądu przemiennego.
Reguła LenzaPrąd indukcyjny ma taki kierunek, że jego pole magnetyczne przeciwdziała zmianie strumienia, która go wywołałaTo jest minus we wzorze na SEM indukcji z karty.
Czy siła Lorentza wykonuje pracę nad ładunkiem?Nie. Jest prostopadła do prędkości, więc zmienia tylko kierunek ruchu, nie wartość prędkościŁadunek wpadający prostopadle do jednorodnego pola porusza się po okręgu.
Reguła prawej dłoni dla prostoliniowego przewodnika z prądemKciuk wzdłuż kierunku prądu, zgięte palce pokazują kierunek linii pola magnetycznegoLinie pola to okręgi wokół przewodnika.
Kierunek linii pola elektrycznego i magnetycznego magnesuElektryczne: od ładunku dodatniego do ujemnego. Magnetyczne: na zewnątrz magnesu od N do S, linie są zamknięte
FerromagnetykiSubstancje silnie wzmacniające pole magnetyczne (żelazo, kobalt, nikiel)Paramagnetyki wzmacniają je słabo, diamagnetyki nieznacznie osłabiają.

Fale i optyka

Fala poprzeczna a podłużnaPoprzeczna: drgania prostopadłe do kierunku rozchodzenia się. Podłużna: drgania wzdłuż tego kierunkuDźwięk w powietrzu to fala podłużna. Polaryzować można tylko fale poprzeczne.
Czy dźwięk rozchodzi się w próżni?Nie. Fala mechaniczna potrzebuje ośrodka; światło (fala elektromagnetyczna) rozchodzi się w próżni
Co się nie zmienia, gdy fala przechodzi do innego ośrodka?Częstotliwość. Zmieniają się prędkość i długość fali
Fale elektromagnetyczne od najkrótszych do najdłuższychGamma, rentgenowskie, nadfiolet, światło widzialne, podczerwień, mikrofale, radiowe
Która barwa światła ma najkrótszą falę i najsilniej się załamuje w pryzmacie?FioletowaCzerwona ma najdłuższą falę i załamuje się najsłabiej. Rozszczepienie światła to dyspersja.
Warunki całkowitego wewnętrznego odbiciaŚwiatło przechodzi z ośrodka optycznie gęstszego do rzadszego i pada pod kątem większym od granicznegoNa tym działają światłowody.
Obraz w soczewce skupiającej, gdy przedmiot jest dalej niż 2fRzeczywisty, odwrócony, pomniejszonyMiędzy f a 2f: rzeczywisty, odwrócony, powiększony (rzutnik).
Obraz w soczewce skupiającej, gdy przedmiot jest bliżej niż fPozorny, prosty, powiększonyTak działa lupa. W ognisku obraz nie powstaje.
Obraz w soczewce rozpraszającejZawsze pozorny, prosty, pomniejszony
Obraz w zwierciadle płaskimPozorny, prosty, tej samej wielkości, symetryczny względem zwierciadła
Jakie soczewki korygują krótkowzroczność, a jakie dalekowzroczność?Krótkowzroczność: rozpraszające. Dalekowzroczność: skupiająceW krótkowzrocznym oku obraz powstaje przed siatkówką.
Które zjawiska świadczą o falowej, a które o korpuskularnej naturze światła?Falowej: interferencja, dyfrakcja, polaryzacja. Korpuskularnej: zjawisko fotoelektryczneŚwiatło ma naturę dwoistą (dualizm korpuskularno-falowy).

Fizyka atomowa, jądrowa i relatywistyczna

Jak zmieniają się liczby A i Z w rozpadzie alfa?A maleje o 4, Z maleje o 2Jądro emituje jądro helu $\ce{^4_2He}$ .
Co zachodzi w rozpadzie beta minus?Neutron zamienia się w proton, elektron i antyneutrino: Z rośnie o 1, A się nie zmienia
Jak zmieniają się A i Z przy emisji promieniowania gamma?Nie zmieniają się: jądro przechodzi ze stanu wzbudzonego do niższego, emitując foton
Co zatrzyma promieniowanie alfa, beta i gamma?Alfa: kartka papieru. Beta: kilka milimetrów aluminium. Gamma: gruba warstwa ołowiu lub betonu (tylko osłabia)
Od czego zależy czas połowicznego rozpadu?Tylko od rodzaju izotopu: nie zależy od temperatury, ciśnienia, ilości substancji ani związku chemicznego
IzotopyAtomy tego samego pierwiastka o tej samej liczbie protonów, a różnej liczbie neutronów
Defekt masyMasa jądra jest mniejsza od sumy mas tworzących je nukleonów; różnica odpowiada energii wiązania (ΔE = Δmc²)
Dla jakich jąder energia wiązania na nukleon jest największa i co z tego wynika?Dla jąder w okolicy żelaza; energię uwalnia synteza jąder lekkich i rozszczepienie jąder ciężkichGwiazdy świecą dzięki syntezie, elektrownie jądrowe korzystają z rozszczepienia uranu.
Od czego zależy energia kinetyczna elektronów w zjawisku fotoelektrycznym?Od częstotliwości światła, nie od jego natężeniaNatężenie zmienia tylko liczbę elektronów. Poniżej częstotliwości granicznej efekt nie zachodzi.
Postulaty BohraElektron krąży po dozwolonych orbitach i wtedy nie promieniuje; foton emituje lub pochłania przy przejściu między nimiDlatego widmo atomowego wodoru jest liniowe.
Kiedy powstaje widmo liniowe, a kiedy ciągłe?Liniowe: świecące gazy atomowe. Ciągłe: rozgrzane ciała stałe i cieczeWidmo absorpcyjne: ciemne linie w widmie ciągłym, w tych samych miejscach co linie emisyjne gazu.
Postulaty szczególnej teorii względnościPrawa fizyki są takie same we wszystkich układach inercjalnych; prędkość światła w próżni jest w nich jednakowa, niezależna od ruchu źródła
Dylatacja czasu $\Delta t = \dfrac{\Delta t_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$ : zegar poruszający się względem obserwatora chodzi wolniejΔt₀ to czas własny, mierzony w układzie, w którym zegar spoczywa.

Sprawdź się na prawdziwych zadaniach: zadania z matury z odpowiedziami z klucza.