Физические калькуляторы, формулы и расчёты
Физика в Dramtezi Calc — это рабочие формулы механики и электричества с единицами СИ и обратным расчётом. Страница не заменяет учебник, но позволяет проверить численный ответ, увидеть подстановку и не забыть перевод км/ч в м/с.
Хабы построены по той же вложенности, что и адреса: физика → механика → кинематика или энергия → конкретный калькулятор. Так кинетическая энергия стоит рядом с потенциальной, а закон Ома — в электрических цепях, а не в общем списке «всё подряд».
Пустые будущие разделы (оптика, волны) не выводим карточками-заглушками. Они появятся вместе с калькуляторами. Термодинамика уже открыта: первый закон, Карно, энтропия и изотерма.
Механика
Механика описывает движение и взаимодействие тел. Сейчас внутри неё:
- кинематика — скорость и ускорение;
- динамика — сила, наклонная, вираж, сопротивление, лифт, Атвуд, маятники;
- энергия — работа, мощность, кинетическая и потенциальная энергия, энергия пружины;
- импульс — количество движения, момент, окружность;
- свойства вещества — плотность;
- жидкости и давление — давление, гидростатика, Архимед.
Отдельно от механики, но рядом по смыслу — тяготение Ньютона: сила GMm/r², космические скорости, g по массе и радиусу, третий закон Кеплера. Это не страница F = mg: вес у поверхности остаётся в динамике. Тепло и циклы — термодинамика, не путать с теплотехникой стенки.
Кинематика
Кинематика отвечает на вопрос «как движется», не спрашивая о причине. Базовая связь скорости, пути и времени: v = s / t. Изменение скорости за время — ускорение a = (v − v₀) / t. Мгновенная производная dv/dt по графику в отдельный калькулятор не вынесена.
Перевод 72 км/ч = 20 м/с используется и в задачах на энергию: квадрат скорости чувствителен к единицам. Ошибка «подставить км/ч как м/с» завышает кинетическую энергию примерно в 13 раз.
Работа и энергия
Кинетическая энергия поступательного движения Eₖ = mv² / 2. Потенциальная энергия в однородном поле тяжести Eₚ = mgh. Работа постоянной силы — A = F s, средняя механическая мощность — P = A / t, упругий запас — kx²/2.
При свободном падении без сопротивления воздуха mgh = mv² / 2, откуда v = √(2gh). Это мост между двумя калькуляторами, а не повод заводить четвёртый URL на ту же формулу.
Термодинамика
Термодинамика держит баланс внутренней энергии ΔU = Q − W, предел Карно, факт цикла W/Qh, ΔS = Q/T и изотерму газа. Это не теплотехника Q = mcΔT через стенку.
Электричество
Электричество строится вокруг закона Ома U = I R, мощности P = U I и соединений резисторов: последовательно и параллельно. Делители, Кулон и энергия W = UIt вынесены в электрику.
Система СИ
Международная система единиц фиксирует основные величины и производные. Для механики достаточно метров, килограммов и секунд: от них получаются ньютон (кг·м/с²) и джоуль (Н·м). Для электричества к ним добавляются ампер, откуда вольт и ом.
Калькуляторы всегда считают в базе СИ, даже если на экране выбраны километры в час или килоджоули. Поэтому прямой и обратный ход совпадают после смены единиц — это и есть проверка перевода.
Основные физические величины
| Величина | Символ | Единица СИ |
|---|---|---|
| Длина, путь, высота | s, h | м |
| Время | t | с |
| Масса | m | кг |
| Скорость | v | м/с |
| Ускорение | a, g | м/с² |
| Сила | F | Н |
| Энергия | E | Дж |
| Плотность | ρ | кг/м³ |
| Напряжение | U | В |
| Сила тока | I | А |
| Сопротивление | R | Ом |
Популярные формулы
| Закон | Запись |
|---|---|
| Средняя скорость | v = s / t |
| Второй закон Ньютона | F = ma |
| Математический маятник | T = 2π √(L/g) |
| Кинетическая энергия | Eₖ = mv² / 2 |
| Потенциальная энергия | Eₚ = mgh |
| Плотность | ρ = m / V |
| Закон Ома | U = IR |
Популярные калькуляторы
Как пользоваться
Выберите величину, введите известные данные, проверьте единицы, нажмите «Рассчитать». Обратный ход включается переключателем «Что нужно рассчитать?». Для темы целиком сначала откройте механику, тяготение, термодинамику или электричество, затем конкретный калькулятор.
Частые вопросы
- С чего начать, если нужна скорость?
- Откройте калькулятор скорости: v = s / t. Это средняя скорость на участке. Для энергии движения затем удобен калькулятор кинетической энергии.
- Какие единицы использовать?
- Внутри расчёт идёт в СИ: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела и производные — ньютон, джоуль, вольт, ом. В полях можно выбрать км/ч, тонны, килоджоули — перевод выполняется до подстановки в формулу.
- Чем кинетическая энергия отличается от потенциальной?
- Кинетическая зависит от скорости: Eₖ = mv² / 2. Потенциальная вблизи Земли — от высоты: Eₚ = mgh. Обе страницы связаны: при падении без потерь убыль Eₚ даёт прирост Eₖ.
- Закон Ома применим к любой цепи?
- Калькулятор считает участок цепи постоянного тока: U = IR. Для полной цепи с ЭДС и внутренним сопротивлением, переменного тока и нелинейных элементов нужна другая модель.
- Почему скорость входит в энергию в квадрате?
- Работа силы при разгоне пропорциональна v dv, интеграл даёт mv²/2. Удвоение скорости учетверяет кинетическую энергию при той же массе.
- Где посмотреть механику целиком?
- Раздел механики собирает кинематику, динамику, энергию и свойства вещества. Всемирное тяготение и орбиты — в тяготении Ньютона. Электричество вынесено отдельно: электричество и цепи. Делители и закон Кулона — в электрике.
- Можно ли считать плотность воды?
- Да. 1000 кг/м³ или 1 г/см³ — типичные значения при комнатной температуре. Калькулятор плотности не подставляет справочник сам: массу и объём вводите вы.