Wahadło fizyczne

Wahadło fizyczne jest ciało sztywne dowolnego kształtu zawieszone na osi poziomej ponad środkiem ciężkości i wahające się wokół niej.

Oscylator harmoniczny, wyidealizowany układ fizyczny - punkt materialny o masie m, na który działa siła proporcjonalna do chwilowego wychylenia x od pewnego położenia równowagi. Klasyczne równanie ruchu oscylatora harmonicznego ma postać:

jego ogólnym rozwiązaniem jest funkcja:

co oznacza, że punkt materialny wykonuje drgania harmoniczne o częstości kołowej

Biota-Savarta prawo, prawo określające natężenie pola magnetycznego H powstającego w punkcie O o współrzędnych (x₀,y₀,z₀) w wyniku przepływu prądu elektrycznego o gęstości j(x,y,z):

H(x₀,y₀,z₀) = k∫(R^-3)j(x,y,z)×R dxdydz

gdzie całkowanie odbywa się po całym obszarze przepływu prądu.

R jest różnicą wektorów wodzących dla punktu O i bieżącego punktu (x,y,z), R =|R|, stała k zależy od wyboru układu jednostek, w układzie SI k= (4π)^-1.

Dla prostego przypadku nieskończenie cienkiego przewodu prawo Biota-Savarta można wyrazić wzorem:

H=kI∫(R^-3)(dl×R),

gdzie R, H, R, k zdefiniowane jak powyżej, dl - nieskończenie mały wektor styczny w danym miejscu do przewodu, I - natężenie prądu, całkowanie wykonuje się wzdłuż przewodu.

Polaryzacja fali, uporządkowanie kierunków drgań poprzecznych - dla fali mechanicznej jest to kierunek przesunięć, dla fali elektromagnetycznej - kierunek wzajemnie prostopadłych pól: elektrycznego i magnetycznego (polaryzacja światła).

Dyfrakcja to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.

Prawo Gaussa dla elektryczności w fizyce, zwane również twierdzeniem Gaussa, to prawo wiążące pole elektryczne z jego źródłem, czyli ładunkiem elektrycznym. Natężenie pola elektrycznego jest polem wektorowym i spełnia twierdzenie Gaussa-Ostrogradskiego:

Strumień natężenia pola elektrycznego, przenikający przez dowolną powierzchnię zamkniętą w jednorodnym środowisku o bezwzględnej przenikalności dielektrycznej ε, jest równy stosunkowi całkowitego ładunku znajdującego się wewnątrz tej powierzchni do wartości tejże przenikalności.

Interferencja fal, zjawisko wzajemnego nakładania się fal (elektromagnetycznych, mechanicznych, de Broglie itd.). Zgodnie z tzw. zasadą superpozycji fal, amplituda fali wypadkowej w każdym punkcie dana jest wzorem:

gdzie: A₁, A₂ - amplitudy fal cząstkowych, φ - różnica faz obu fal.

Fala płaska - jest to fala, której powierzchnie falowe (powierzchnie o jednakowej fazie) tworzą równoległe do siebie linie proste, gdy fala rozchodzi się po powierzchni, i płaszczyzny, gdy rozchodzi się w przestrzeni.

Matematycznie funkcja opisująca falę płaską jest rozwiązaniem równania falowego. Funkcja ta ma postać

gdzie:

• i - jednostka urojona,

• k - wektor falowy,

• ω - częstość kołowa,

• A - amplituda fali.

Fala kulista - fala, której powierzchnie falowe mają kształt współśrodkowych powierzchni kulistych. Środek tych powierzchni nazywamy środkiem fali. Tego typu fale wzbudzane są w jednorodnym ośrodku izotropowym przez pojedyncze źródło punktowe. Funkcja opisująca drgania dla skalarnej fali kulistej jest postaci: