Układ odniesienia - punkt lub układ punktów w przestrzeni, względem którego
określa się położenie lub zmianę położenia (ruch) badanego ciała. Wyboru
układu często dokonuje się poprzez wskazanie przedmiotu, z którym układ
jest związany. Wybór układu odniesienia jest koniecznym warunkiem opisu
ruchu bądź spoczynku, wyboru tego możemy dokonać dowolnie, tak aby opis
ruchu był dla nas wygodny.

Punkt materialny - ciało fizyczne obdarzone masą, ale mające nieskończenie
małe rozmiary (będące punktem). Punkt materialny nie jestem obiektem,
który istnieje w rzeczywistości, ale jego stosowanie znacznie upraszcza
opis ruchu danego ciała.

Skalar - wielkość fizyczna całkowicie określona przez podanie jej wartości
(wymiaru), np: temperatura, długość, masa.

Wektor - wielkość zorientowana w przestrzeni, wymagająca do jej
jednoznacznego opisu podania wartości (wymiaru), kierunku i zwrotu.
W większości przypadków istotny jest również punkt przyłożenia. Wektor
jest przedstawiany graficznie za pomocą strzałki, któej długość jest
proporcjonalna do jej wartości, strzałka leży na kierunku działania
wielkości fizycznej reprezentowanej przez dany wektor, zaś ostrze
strzałki wskazuje zwrot wektora i jednocześnie jego kniec.

Iloczyn wektorowy dwóch wektorów:







Iloczyn skalarny dwóch wektorów:







Prędkość średnia - jest to przesunięcie wypadkowe dzielone przez czas,
w jakim ono nastąpiło, Vśr=(X-Xo)/T , gdzie X - położenie po czasie T,
Xo - położenie początkowe.

Prędkość chwilowa - niech deltaX będą bardzo małymi wartościami
wypadkowego przesunięcia w bardzo małych odstępach czasu deltat.
Prędkość chwilowa jest wtedy granicą deltaX/deltat gdy deltat-->0.
V=lim(deltat-->0)[deltaX/deltat]. Prędkość chwilowa jest więc
pierwszą pochodną przesunięcia względem czasu t: V=dX/dt.

Przyśpieszenie średnie - przyśpieszenie, jakiego doznało ciało w
trakcie całego ruchu. Innymi słowy: przyrost prędkości dzielony
przez czas w jakim ten przyrost nastąpił: aśr=(Vk-Vp)/T, gdzie:
Vk - prędkość końcowa, Vp - prędkość początkowa, T - czas.

Przyśpieszenie chwilowe - jeżeli przyśpieszenie zmienia się w czasie
musimy wtedy mierzyć zmianę prędkości (deltaV) w ciągu krótkiego
odstępu czasu (deltat). Wówczas a=lim(deltat-->0)[deltaV/deltat], czyli:
a=dv/dt.

Droga w ruchu jednostajnie przyśpieszonym wyraża się następująco:



Prędkość w ruchu jednostajnie przyśpieszonym wyraża się następująco:



I Zasada Dynamiki Newtona - prawo bezwładności: ciało nie poddane
oddziaływaniu żadnych innych ciał pozostaje w spoczynku albo porusza się
ruchem jednostajnym prostoliniowym.

II Zasada Dynamiki Newtona - Siła działająca na ciało jest równa
iloczynowi przyśpieszenia i masy tego ciała. W przypadku więc gdy na ciało
działa stała siła, udziela mu przyśpieszenia odwrotnie proporcjonalnego do
masy bezwładnej tego ciała.

III Zasada Dynamiki Newtona - zasada akcji i reakcji: jeżeli ciało A
działa na ciało B siłą F, to ciało B działa na ciało A siłą -F o takiej
samej wartości i kierunku jak siłą F lecz o przeciwnym zwrocie.

Energia kinetyczna - dla prędkości V<kinetyczna wyraża się wzorem Ek=(mV^2)2, natomiast dla prędkości
zbliżonych do c Ek=Ec-Espoczynkowa.

Energia potencjalna - w dowolnym punkcie jest to praca jaką musi wykonać
siła, by przemieścić cząstkę z nieskończoności do danego punktu.

Siła zachowawcza - siła jest siłą zachowawczą, jeśli praca wykonana przez
tą siłę nie zależy od przebiegu drogi (toru ruchu) i prędkości
przemieszczenia ciała.

Siła rozpraszająca - siła jest siłą rozpraszającą (niezachowawczą), jeśli
praca wykonana przez tą siłę zależy nie tylko od położenia początkowego i
końcowego ciała, ale również od kształtu toru i od sposobu ruchu.

Wzór na siłę działającą w polu grawitacyjnym wyraża się następująco:




Zasada zachowania energii mechanicznej - Ep1+Ek1=Ep2+Ek2=const: jeżeli
wszystkie siły działające na cząstke są zachowawcze, to całkowita energia
cząstki w każdym jej położeniu jest wielkością zwaną całkowitą energią
mechaniczną.

Zasada zachowania energii całkowitej - jeśli uwzględnimy wszystkie siły,
zarówno zachowawcze jak i niezachowawcze to praca wykonana przez siły
niezachowawcze pojawi się zawsze w postaci jakiejś formy energii. Jeżeli
np siła niezachowawcza jest siła tarcia to energia powstała w wyniku jej
działania jest energią wewnętrzną. Możemy więc sformułować ogólną zasadę
zachowania energii, która brzmi: energia układu izolowanego może
przekształcać się z jednej postaci w inną, jednak energia całkowita w jej
różnorodnych formach nie może być ani stworzona z niczego, ani też
unicestwiona.

Zasada zachowania pędu - całkowity pęd izolowanego układu cząstek
pozostaje stały: m1*V1+m2*V2+...+mn*Vn=const.

Moment pędu - zwany też krętem cząstki o pędzie p i znajdującej się
względem początku układu odniesienia w punkcie określonym wektorem
wodzącym r (zwanym wektorem położenia) jest wektorem zdefiniowanym
następująco L = r x mV = Iw , gdzie I - moment bezwładności,
w - prędkość kątowa.

Moment siły - Moment siły (moment obrotowy) siły F względem punktu O
jest to iloczyn wektorowy promienia wodzącego r, o początku w punkcie O
i końcu w punkcie przyłożenia siły, oraz siły F. M = r x F (Nm)

Moment bezwładności - to miara bezwładności ciała w ruchu obrotowym
względem określonej, ustalonej osi obrotu. Im większy moment, tym
trudniej zmienić ruch obrotowy ciała, np. rozkręcić dane ciało
lub zmniejszyć jego prędkość kątową. Innymi słowy chrakteryzuje on
rozkład masy układu względem wybranej osi obrotu. I=mr^2 (kg*m^2)

Energia kinetyczna w ruchu obrotowym - jest równa połowie iloczynu
momentu bezwładności i kwadratu prędkości kątowej. Warto podkreślić,
że gdy mamy doczynienia z toczącą się bryłą, jest to ruch złożony
z ruchu postępowego środka masy bryły i obrotowego wokół osi
przechodzącej przez jej środek masy. Całkowita energia kinetyczna
toczącej się bryły jest sumą energii związanej z ruchem postępowym
i energii związanej z ruchem obrotowym.

I Zasada dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego - bryła sztywna nie
poddana działaniu momentu siły pozostaje nieruchoma lub wykonuje ruch
obrotowy jednostajny.

II Zasada dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego - moment siły
działający na bryłę jest równy iloczynowi momentu bezwładności I tej
bryły i jej przyspieszenia kątowega epsilon.

III Zasada dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego - jeżeli na bryłę A
działa bryła B pewnym momentem siły Mab, to bryła B działa na A
momentem Mba równym co do wartości, lecz przeciwnie skierowanym
(Mab=-Mba).

Inercjalne układy odniesienia - układy odniesienia, względem których
każde ciało, niepodlegające zewnętrznemu oddziaływaniu z innymi ciałami,
porusza się bez przyspieszenia (tzn. ruchem jednostajnym prostoliniowym
lub pozostaje w spoczynku). Istnienie takiego układu jest postulowane
przez pierwszą zasadę dynamiki Newtona. Zgodnie z zasadą względności
Galileusza wszystkie inercjalne układy odniesienia są równouprawnione i
wszystkie prawa mechaniki i fizyki są w nich identyczne.
Inercjalny układ odniesienia można również zdefiniować jako taki układ,
w którym nie pojawiają się pozorne siły bezwładności.

Wzory na transformacje Galileusza:





Postulaty szczególnej teorii względności:
1) Prędkość światła jest taka sama we wszystkich układach odniesienia
i wynosi c=2,998*10^8m/s.
2) wszystkie prawa fizyki muszą być takie same we wszystkich układach
inercjalnych poruszających się względem siebie ruchem jednostajnym
prostoliniowym.

Wzory na transformacje Lorenza:











Wzór na relatywistyczne dodawanie prędkości:








Wzór na skrócenie długości i dylatacje czasu:












Masa relatywistyczna - masa ciała nie jest w ogólności stała ani taka sama
dla wszystkich obserwatorów, ale jest wielkością która:
1) wyraża się następującym wzorem:
,
2) zależy od układu odniesienia z jakiegos jest obserwowana
3) jest równa m0 kiedy ciało jest w spoczynku w układzie odniesienia,
z którego jest obserwowane

Energia relatywistyczna - jest to suma energii kinetycznej i spoczynkowej:



Łatwo stąd wywnioskować, że energia kinetyczna ciała równa się Ec-Es, oraz,
że każda zmiana energii ciała pociąga za sobą zmianę jego masy. Ciało, które
spoczywa ma energię spoczynkową proporcjonalną do masy, gdzie stałą
proporcjonalności jest czynnik c^2.

Drganie - każde zjawisko fizyczne odznaczające się powtarzalnością w czasie,
podczas którego wielkości fizyczne na przemian maleją i rosną.

Drganie harmoniczne - drganie, które przebiega sinusoidalnie.

Równanie drgań tłumionych:






Logarytmiczny dekrement tłumienia - jest to wielkość charakteryzująca drgania
tłumione, będąca logarytmem naturalnym stosunku dwóch amplitud w chwilach t
i t+T:




Rezonans - gdy siła wymuszająca działa na drgające ciało z odpowiednią
częstotliwością, to amplituda drgań tego ciała może osiągać bardzo dużą
wielkość nawet przy niewielkiej sile wymuszającej. Zjawisko to nazywamy
rezonansem, a częstotliwość podczas której to zjawisko wystąpi jest
nazywana częstotliwością własną oscylatora.

Fala podłużna - fala, której kierunek drgań jest równoległy do kierunku
propagacji.

Fala poprzeczna - fala, której kierunek drgań jest poprzeczny do kierunku
propagacji.