فهرست فرمول‌های مقدماتی فیزیک

این مقاله می‌کوشد فهرستی از فرمول‌هایِ اولیه‌یِ فیزیک را ارائه کند، فرمول‌هایی که در دوره‌هایِ مقدماتیِ دبیرستانی و دانشگاهی، تدریس می‌شوند. در این مقاله، اصل‌ها به رنگ سبز، تعریف‌ها به رنگ آبی و قضیه‌ها به رنگِ سیاه، مشخص شده‌اند

قوانینِ پایه‌ایِ مکانیک

معادله‌های مکانیکیِ پایه برایِ هر دو حالتِ حرکتِ انتقالی و حرکتِ دورانی.

کمیت	انتقال	دوران
زمان	$t$	$t$
مکان	$x$	$\theta$ به رادیان
جرم	$m$	$m$
مدت زمان	$\Delta t$	$\Delta t$
جابه‌جایی	$\Delta x$	$\Delta \theta$
پایستگی جرم	$\Delta m=0$	$\Delta m=0$
پایستگی	$\Delta E=0$	$\Delta E=0$
پایستگی تکانه	$\Delta P=0$	$\Delta L=0$
سرعت	$v=dx/dt$	$\omega =d\theta /dt$
شتاب	$a=dv/dt$	$\alpha =d\omega /dt$
تکان	$j=da/dt$	$j=d\alpha /dt$
تغییرِ انرژی پتانسیل	$\Delta U=-W$	$\Delta U=-W$
تکانه	$P=mv$	${\color {Blue}L=I\omega }=||\mathbf {r} \times \mathbf {P} ||=m||\mathbf {r} \times \mathbf {v} ||$
نیرو	${\color {blue}f=dP/dt}=ma=-dU/dx$	${\color {blue}\tau =dL/dt}=I\alpha =||\mathbf {r} \times \mathbf {f} ||=m||\mathbf {r} \times \mathbf {a} ||$
لختی	$m=\int dm=\Sigma m_{i}$	$I=\int r^{2}dm=\Sigma r^{2}m_{i}$
ضربه	${\color {blue}J=\int fdt}$	${\color {blue}J=\int \tau dt}$
کار	${\color {blue}W=\int fdx}=\mathbf {d} \cdot \mathbf {f}$	${\color {blue}W=\int \tau d\theta }$
توان	${\color {blue}P=dW/dt}=fv$	${\color {blue}P=dW/dt}=\tau \omega$
انرژی جنبشی	$K=mv^{2}/2=P^{2}/2m$	$K=I\omega ^{2}/2$
قانون دوم نیوتون	$f_{ab}=-f_{ba}$	$\tau _{ab}=-\tau _{ba}$

به هر نیرویِ پایستار، یک انرژیِ پتانسیل منسوب می‌کنیم. برایِ آن‌که خودِ انرژیِ پتانسیل (و نه تغییرِ آن) را به شکلی مستقل به دست آوریم از قاعده‌یِ زیر استفاده می‌کنیم:

هر کجا که نیرو صفر است، انرژیِ پتانسیل را هم صفر در نظر می‌گیریم. این نقطه را مبدا گرفته و انرژیِ پتانسیلِ سایرِ نقطه‌ها را نسبت به آن به دست می‌آوریم.

شتاب ثابت

معادله‌هایِ حرکت در هر دو حالتِ انتقال و دوران، برای حالتی که شتاب ثابت است:

کمیت	انتقال	دوران
جابه‌جایی	$\Delta v=at$	$\Delta \omega =\alpha t$
مستقل از زمان	$\Delta v^{2}-v_{0}^{2}=2a\Delta x$	$\Delta \omega ^{2}=2\alpha \Delta \theta$
شتاب	$\Delta x=t\Delta v/2$	$\Delta \theta =t\Delta \omega /2$
سرعت نهایی	$\Delta x=-at^{2}/2+v_{2}t$	$\Delta \theta =-\alpha t^{2}/2+\omega _{2}t$
سرعتِ اولیه	$\Delta x=+at^{2}/2+v_{1}t$	$\Delta \theta =+\alpha t^{2}/2+\omega _{1}t$