Tổng hợp Công thức Vật lý 10 Học kì 2 Đầy đủ, Chi tiết

I. Chương 4: Các định luật bảo toàn

1. Định luật bảo toàn động lượng

• Động lượng: $\vec{p} = m \cdot \vec{v}$ (đơn vị: $kg \cdot m/s$).

• Xung của lực: $\Delta \vec{p} = \vec{F} \cdot \Delta t$ (bằng độ biến thiên động lượng trong khoảng thời gian $\Delta t$).

• Định luật bảo toàn động lượng: Trong hệ cô lập, tổng vectơ động lượng được bảo toàn:

  $\vec{p}_1 + \vec{p}_2 + \dots = \text{const}$

Các dạng va chạm và chuyển động:

• Va chạm mềm: Sau va chạm 2 vật dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc $v$:

  $m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2 = (m_1 + m_2)\vec{v}$

• Va chạm đàn hồi: Sau va chạm 2 vật không dính vào nhau, chuyển động với vận tốc mới là $v'_1, v'_2$:

  $m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2 = m_1\vec{v}'_1 + m_2\vec{v}'_2$

• Chuyển động bằng phản lực:

  $m\vec{v} + M\vec{V} = 0 \Leftrightarrow \vec{V} = -\frac{m}{M}\vec{v}$

  • $m, \vec{v}$: khối lượng và vận tốc khí phụt ra.

  • $M, \vec{V}$: khối lượng và vận tốc tên lửa.

2. Công và Công suất

• Công: $A = F \cdot s \cdot \cos \alpha$

  • $F$: lực tác dụng; $s$: quãng đường dịch chuyển.

  • $\alpha = (\vec{F}, \vec{s})$: góc tạo bởi lực và phương chuyển dời.

  • Đơn vị: Jun (J).

• Công suất: $P = \frac{A}{t}$ (đơn vị: $W$). Lưu ý: $1 \text{ HP} = 746 \text{ W}$.

• Hiệu suất: $H = \frac{A'}{A}$ (tỉ số giữa công có ích $A'$ và công toàn phần $A$).

3. Động năng - Thế năng - Cơ năng

• Động năng: $W_d = \frac{1}{2}mv^2$

• Thế năng trọng trường: $W_t = mgh$ (hoặc $mgz$)

  • $m$: khối lượng ($kg$); $z$: khoảng cách đại số của vật so với gốc thế năng.

• Thế năng đàn hồi: $W_t = \frac{1}{2}k(\Delta l)^2 = \frac{1}{2}kx^2$

• Cơ năng: $W = W_d + W_t = \frac{1}{2}mv^2 + mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}k(\Delta l)^2$

  • Khi cơ năng bảo toàn: $W = W_{d(\text{max})} = W_{t(\text{max})}$.

4. Các định lý, định luật về năng lượng

• Lực thế: Là lực mà công của nó không phụ thuộc vào hình dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vị trí đầu và cuối (Ví dụ: Trọng lực, lực đàn hồi). Lực ma sát không phải lực thế.

• Định luật bảo toàn cơ năng: Trong hệ cô lập chỉ chịu tác dụng của lực thế, cơ năng tại mọi điểm được bảo toàn: $W_1 = W_2$.

• Định lý biến thiên động năng: $W_{d2} - W_{d1} = \sum A_{\text{ngoại lực}}$

• Định lý hiệu thế năng: $W_{t1} - W_{t2} = A_{\text{lực thế}}$

• Định lý biến thiên cơ năng: $W_2 - W_1 = A_{\text{lực không thế}}$ (thường là $A_{ms}$).

Với con lắc đơn:

• Thế năng: $W_t = mgl(1 - \cos \alpha)$

• Vận tốc tại A: $v_A = \sqrt{2gl(\cos \alpha - \cos \alpha_0)}$

• Lực căng dây: $T_A = mg(3\cos \alpha - 2\cos \alpha_0)$

II. Chương 5: Chất khí

1. Phương trình trạng thái khí lí tưởng

$\frac{p_1V_1}{T_1} = \frac{p_2V_2}{T_2} \Rightarrow \frac{pV}{T} = \text{const}$

• $T = t + 273$: Nhiệt độ tuyệt đối ($K$).

2. Các định luật về đẳng quá trình

• Đẳng nhiệt (Bôilơ - Mariốt): $pV = \text{const} \Rightarrow p_1V_1 = p_2V_2$

• Đẳng tích (Sác-lơ): $\frac{p}{T} = \text{const} \Rightarrow \frac{p_1}{T_1} = \frac{p_2}{T_2}$

3. Phương trình Claperon - Mendeleev

$pV = nRT = \frac{m}{\mu}RT$

• Nếu $p$ ($atm$), $V$ ($lít$): $R = 0,082$.

• Nếu $p$ ($Pa$), $V$ ($m^3$): $R = 8,31 (J/K.mol)$.

III. Chương 6: Cơ sở của Nhiệt động lực học

1. Sự biến thiên nội năng

• Nhiệt lượng: $\Delta U = Q = m \cdot c \cdot \Delta t$

  • $c$: nhiệt dung riêng ($J/kg.K$); $\Delta t$: độ biến thiên nhiệt độ.

• Công của chất khí: $\Delta U = A = p \cdot \Delta V$

  • $p$: áp suất ($N/m^2$); $\Delta V$: độ biến thiên thể tích ($m^3$).

• Đổi đơn vị áp suất: $1 \text{ atm} = 1,013 \cdot 10^5 \text{ Pa} = 760 \text{ mmHg}$.

2. Nguyên lý 1 Nhiệt động lực học

$\Delta U = A + Q$

• Quy ước dấu:

  • $Q > 0$: nhận nhiệt; $Q < 0$: tỏa nhiệt.

  • $A > 0$: nhận công; $A < 0$: thực hiện công.

IV. Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể

1. Biến dạng của chất rắn

• Độ biến dạng tỉ đối: $\varepsilon = \frac{|\Delta l|}{l_0}$

• Ứng suất: $\sigma = \frac{F}{S}$ ($N/m^2$)

• Định luật Húc: $\sigma = E \cdot \varepsilon \Rightarrow \frac{F}{S} = E \frac{|\Delta l|}{l_0}$

• Lực đàn hồi: $F_{dh} = k|\Delta l| = E \frac{S}{l_0} |\Delta l|$ (với $E$ là suất đàn hồi).

2. Sự nở vì nhiệt

• Nở dài: $l = l_0(1 + \alpha \Delta t) \Rightarrow \Delta l = l_0 \alpha \Delta t$

• Nở khối: $V = V_0(1 + \beta \Delta t) = V_0(1 + 3\alpha \Delta t)$

• Nở diện tích: $S = S_0(1 + 2\alpha \Delta t)$

3. Hiện tượng căng bề mặt

• Lực căng bề mặt: $f = \sigma \cdot l$

  • $\sigma$: hệ số căng bề mặt; $l$: chu vi đường giới hạn mặt thoáng.

• Hệ số căng bề mặt: $\sigma = \frac{F_c}{\pi(D+d)}$

V. Bảng tra cứu đơn vị và cách đổi đơn vị nhanh

Để áp dụng đúng các công thức trên, các em cần đưa tất cả các đại lượng về hệ đơn vị chuẩn (SI). Dưới đây là bảng tổng hợp các đơn vị thường dùng trong Vật lý 10 Học kì 2:

1. Bảng đơn vị chuẩn (SI)

2. Các công thức đổi đơn vị "sống còn"

Học sinh cần đặc biệt lưu ý các cách chuyển đổi sau để không tính toán sai kết quả:

• Nhiệt độ: $T(K) = t(^\circ C) + 273$

• Áp suất:

  $1 \text{ atm} \approx 1,013 \cdot 10^5 \text{ Pa}$

  $1 \text{ atm} = 760 \text{ mmHg}$ (760 milimét thủy ngân)

• Thể tích:

  $1 \text{ lít} = 1 \text{ dm}^3 = 10^{-3} \text{ m}^3$

  $1 \text{ cm}^3 = 10^{-6} \text{ m}^3$

• Năng lượng & Công suất:

  $1 \text{ kJ} = 1000 \text{ J}$

  $1 \text{ kW} = 1000 \text{ W}$

  $1 \text{ HP (mã lực)} \approx 746 \text{ W}$

• Vận tốc:

  $1 \text{ km/h} = \frac{1}{3,6} \text{ m/s}$ (Ví dụ: $36 \text{ km/h} = 10 \text{ m/s}$)

Mẹo nhỏ từ HayHocHoi: Trước khi đặt bút tính toán, hãy dành 30 giây để kiểm tra xem tất cả các đại lượng đã ở đơn vị chuẩn ($kg, m, s, J, Pa$) chưa. Nếu chưa, hãy đổi ngay để tránh sai sót đáng tiếc!