Medelhastighet
v = s / t
- v
- hastighetm/s
- s
- sträckam
- t
- tids
3,6 km/h = 1 m/s
Tillbaka till ämnen Newtons verkstad → Arkimedes verkstad → Joules verkstad → Voltas verkstad → Celsius verkstad → Curies verkstad →
Formelblad · Fysik åk 7–9
Formler i fysik
Varje formel med förklaring av alla storheter. Klicka in i verkstaden för att se varför den stämmer.
Krafter och rörelse
Kraft mäts i newton (N). En kraft kan ändra ett föremåls rörelse eller form.
Acceleration
a = Δv / Δt
- a
- accelerationm/s²
- Δv
- ändring i hastighetm/s
- Δt
- tiden ändringen tars
Newtons andra lag
F = m · a
- F
- resulterande kraftN
- m
- massakg
- a
- accelerationm/s²
Tyngdkraft
F = m · g
- F
- tyngdN
- m
- massakg
- g
- tyngdaccelerationen ≈ 9,82N/kg
Hävstångsregeln
F₁ · l₁ = F₂ · l₂
- F
- kraftN
- l
- hävarm, avstånd till vridpunktenm
Tänkarens minnen – krafter och rörelse
Newtons första lag – tröghetslagen
Ett föremål fortsätter rakt fram i samma fart om ingen resulterande kraft verkar. Att du «kastas framåt» vid inbromsning är din tröghet, inte en kraft.
Newtons tredje lag – kraft och motkraft
Trycker du på väggen trycker väggen tillbaka lika hårt. Krafterna verkar på olika föremål och tar därför aldrig ut varandra.
Minnesknep: en newton är ett äpple
1 N ≈ tyngden av 100 g – ungefär ett litet äpple. Då kan du gissa dig till rimliga krafter: en elev på 50 kg väger cirka 500 N.
Enheter avslöjar formeln
Ska svaret bli i newton (kg·m/s²) måste massa och acceleration multipliceras. Kontrollera enheten så hittar du rätt formel.
Densitet och tryck
Densitet säger hur tätt packat ett ämne är; tryck hur kraften fördelas på en yta.
Densitet
ρ = m / V
- ρ
- densitet (rå)kg/m³ eller g/cm³
- m
- massakg
- V
- volymm³
Vatten: 1 000 kg/m³ = 1 g/cm³
Tryck
p = F / A
- p
- tryckPa = N/m²
- F
- kraftN
- A
- aream²
Vätsketryck
p = ρ · g · h
- ρ
- vätskans densitetkg/m³
- g
- ≈ 9,82N/kg
- h
- djupm
Lyftkraft (Arkimedes princip)
F = ρ · V · g
- ρ
- vätskans densitetkg/m³
- V
- undanträngd volymm³
Lyftkraften = tyngden av den undanträngda vätskan.
Lufttryck
normalt ≈ 101,3 kPa
vid havsytan
Tänkarens minnen – densitet och tryck
Flyt eller sjunk – jämför densiteten
Lägre densitet än vatten (1 g/cm³) → flyter. Högre → sjunker. Is flyter eftersom is har lägre densitet än flytande vatten.
Samma kraft, mindre yta = högre tryck
Därför skär en vass kniv bättre och därför sjunker du inte genom snön med skidor. Trycket beror på kraft per yta, inte bara kraften.
Arkimedes princip i en mening
Lyftkraften är tyngden av den vätska föremålet tränger undan. Badar du väger du lika mycket som vattnet du trycker undan – minus din egen tyngd.
Energi, arbete och effekt
Energi kan inte förstöras, bara omvandlas. Energi och arbete mäts i joule (J).
Arbete
W = F · s
- W
- arbeteJ = Nm
- F
- kraft i rörelseriktningenN
- s
- sträckam
Lägesenergi
Eₚ = m · g · h
- m
- massakg
- g
- ≈ 9,82N/kg
- h
- höjdm
Rörelseenergi
Eₖ = m · v² / 2
- m
- massakg
- v
- hastighetm/s
Effekt
P = W / t
- P
- effektW = J/s
- W
- arbete eller energiJ
- t
- tids
Verkningsgrad
η = nyttig energi / tillförd energi
- η
- verkningsgrad (eta), anges ofta i procent
Tänkarens minnen – energi, arbete och effekt
Energiprincipen – energin försvinner aldrig
Energi omvandlas bara mellan former: lägesenergi → rörelseenergi → värme. «Förbrukad» energi har blivit värme någonstans.
Effekt är takt, inte mängd
Samma arbete på kortare tid kräver högre effekt. En 100 W-lampa och en 10 W-lampa kan ge samma energi – men lampan på 100 W gör det tio gånger snabbare.
Verkningsgraden är alltid under 100 %
Ingen maskin omvandlar all tillförd energi till nyttig energi – resten blir värme. Påstår ett svar över 100 % är det fel.
Elektricitet
Ström är laddningar i rörelse; spänningen driver dem genom kretsen.
Ohms lag
U = R · I
- U
- spänningV
- R
- resistansΩ
- I
- strömA
Elektrisk effekt
P = U · I
- P
- effektW
Elektrisk energi
E = P · t
- E
- energiJ eller kWh
- t
- tids eller h
1 kWh = 3,6 MJ
Seriekoppling
R = R₁ + R₂ · I lika överallt
Spänningen delas mellan komponenterna.
Parallellkoppling
1/R = 1/R₁ + 1/R₂ · U lika överallt
Strömmen delas mellan grenarna.
Laddning
Q = I · t
- Q
- laddningC (coulomb)
Tänkarens minnen – elektricitet
Vattenmodellen för kretsen
Spänning = trycket i ledningen, ström = flödet, resistans = en trång passage. Ohms lag säger: flödet = trycket delat med trångheten.
Serie delar spänning, parallell delar ström
I seriekoppling är strömmen lika överallt och spänningen fördelas. I parallellkoppling är spänningen lika överallt och strömmen fördelas.
Minnesknep: URI-triangeln
Skriv U över R · I i en triangel. Täck det du söker: U = R·I, I = U/R, R = U/I. Fungerar även för P = U·I.
Värme
Värme är energi som flödar från varmt till kallt.
Kelvin och Celsius
T = t + 273
- T
- temperaturK
- t
- temperatur°C
Värmeenergi
E = c · m · ΔT
- c
- specifik värmekapacitetJ/(kg·K)
- m
- massakg
- ΔT
- temperaturändringK eller °C
Vatten: c ≈ 4 200 J/(kg·K)
Tänkarens minnen – värme
Värme går alltid från varmt till kallt
Aldrig tvärtom av sig själv. Kylan «strömmar inte in» – det är värmen som lämnar. Därför isolerar en jacka: den bromsar värmeutflödet.
Vatten är ett värmemagasin
Vattens höga värmekapacitet (4 200 J/(kg·K)) gör att havet värmer och kylar långsamt – därför är kustklimatet mjukare än inlandets.
Kelvin börjar vid absoluta nollpunkten
0 K = −273 °C, den kallaste temperatur som kan finnas. Skillnaden på 1 K och 1 °C är lika stor – bara nollpunkten som flyttat.
Vågor, ljus och strålning
Ljud och ljus är vågor. Radioaktiva ämnen sönderfaller med en fast takt.
Våghastighet
v = f · λ
- v
- våghastighetm/s
- f
- frekvensHz
- λ
- våglängd (lambda)m
Frekvens och period
f = 1 / T
- T
- periodtid, tid för en svängnings
Ljudets hastighet
≈ 340 m/s
i luft
Ljusets hastighet
c ≈ 3,0 · 10⁸ m/s
Halveringstid
kvar = start · (½)ⁿ
- n
- antal halveringstider som har gått
Tänkarens minnen – vågor, ljus och strålning
Alfa, beta, gamma – stoppas av olika
Alfastrålning stoppas av papper, beta av aluminium, gamma kräver bly eller betong. Ju genomträngande, desto mer skydd behövs.
Halveringstiden är en kurva, inte en linje
Efter varje halveringstid återstår hälften: 100 → 50 → 25 → 12,5. Mängden når aldrig exakt noll – den närmar sig bara.
Ljus före åska – räkna avståndet
Ljudet tar 3 sekunder per kilometer. Ser du blixten och hör åskan 6 sekunder senare är ovädret cirka 2 km bort.
Har du prov på gång?