Calculatoare Știință

Fizică, electricitate și mecanică – formule esențiale la un click distanță

Viteză, distanță, timp

v = d / t  |  d = v × t  |  t = d / v

Forță (Legea a 2-a Newton)

F = m × a

Energie cinetică

Ek = ½ × m × v²
Energie cinetică: – J

Energie potențială gravitațională

Ep = m × g × h  (g = 9,81 m/s²)
Energie potențială: – J

Densitate

ρ = m / V

Legea lui Ohm

U = I × R

Putere electrică

P = U × I  |  P = I² × R  |  P = U² / R

Presiune

P = F / A

Intrebari frecvente

Cum calculez viteza in fizica?

Viteza medie = spatiu / timp (v = d / t). Exemplu: un auto parcurge 150 km in 2 ore: v = 150 / 2 = 75 km/h. In SI, unitatea este m/s. Conversie: 75 km/h = 75 x 1000 / 3600 = 20,83 m/s. Viteza instantanee difera de viteza medie si se masoara intr-un interval de timp infinit mic (derivata spatiului in raport cu timpul).

Ce este legea lui Ohm?

Legea lui Ohm: tensiunea (U, in Volti) = intensitatea curentului (I, in Amperi) x rezistenta (R, in Ohmi). U = I x R. Derivat: I = U / R; R = U / I. Exemplu: un becusor cu rezistenta 60 ohmi conectat la 230V: I = 230 / 60 = 3,83 A. Puterea disipata: P = U x I = 230 x 3,83 = 881 W sau P = U^2 / R = 230^2 / 60 = 881 W.

Cum calculez energia cinetica?

Energia cinetica = 1/2 x masa x viteza la patrat (Ec = 0,5 x m x v^2). Masa in kg, viteza in m/s, energia in Jouli. Exemplu: masina de 1.200 kg la 90 km/h (25 m/s): Ec = 0,5 x 1.200 x 25^2 = 0,5 x 1.200 x 625 = 375.000 J = 375 kJ. De aceea frenarea de la 90 km/h necesita mai multa distanta decat de la 60 km/h: energia cinetica creste cu patratul vitezei.

Ce este densitatea si cum o calculez?

Densitatea = masa / volum (ro = m / V). Unitate SI: kg/m3 sau g/cm3. Exemplu: un bloc de otel cu masa 800g si volum 100 cm3: densitate = 800/100 = 8 g/cm3 (densitatea fierului/otelului este 7,8-8,0 g/cm3). Densitatea apei este 1 g/cm3 (1.000 kg/m3). Un obiect cu densitate mai mica decat apa pluteste, altfel se scufunda (principiul lui Arhimede).

Cum calculez forta conform legii lui Newton?

Forta = masa x acceleratie (F = m x a). Unitate: Newton (N). Exemplu: un obiect de 5 kg accelerat cu 3 m/s2: F = 5 x 3 = 15 N. Forta de greutate (G): G = m x g, unde g = 9,81 m/s2 (acceleratia gravitationala la suprafata Pamantului). Un om de 70 kg are greutatea G = 70 x 9,81 = 686,7 N (circa 70 kgf in sistemul tehnic).

Ce este puterea electrica?

Puterea electrica = tensiune x intensitate (P = U x I). Unitate: Watt (W). Exemple practice: bec incandescent 60W la 230V: I = P/U = 60/230 = 0,26 A. Bec LED echivalent 8W: I = 8/230 = 0,035 A (de 7 ori mai putin curent). Un calculator de 200W functionand 8 ore/zi consuma: E = P x t = 200W x 8h = 1.600 Wh = 1,6 kWh/zi. La 0,65 RON/kWh: cost = 1,6 x 0,65 = 1,04 RON/zi, 31,2 RON/luna.

Cum calculez energia potentiala?

Energia potentiala gravitationala = masa x acceleratie gravitationala x inaltime (Ep = m x g x h). Exemplu: un corp de 10 kg ridicat la 3 m inaltime: Ep = 10 x 9,81 x 3 = 294,3 J. Aceasta energie se transforma in energie cinetica la cadere. La impact cu solul (fara rezistenta aerului): tot Ep devine Ec, deci viteza la impact v = radical din (2 x g x h) = radical din (2 x 9,81 x 3) = 7,67 m/s = 27,6 km/h.

Ce este presiunea si cum se calculeaza?

Presiunea = forta / aria suprafetei (p = F / A). Unitate SI: Pascal (Pa = N/m2). Exemple: presiunea atmosferica la nivelul marii = 101.325 Pa = 1 atm = 1,013 bar = 760 mmHg. Presiunea apei creste cu 1 bar (aproximativ 10 m coloana de apa) la fiecare 10 m adancime. Un om de 70 kg cu suprafata talpilor 300 cm2 (0,03 m2): p = 70 x 9,81 / 0,03 = 22.890 Pa = 0,23 bar - mult mai mica decat presiunea unui toc de pantof ascutit pe aceeasi suprafata.

Calculatoare stiintifice: fizica si electricitate

Formulele fizicii clasice stau la baza intelegerii lumii din jurul nostru: de ce o masina are nevoie de spatiu mai mare de franare la viteze mari, de ce un bec LED consuma de 7-8 ori mai putina energie decat unul incandescent la acelasi flux luminos, sau de ce un pahar din metal se simte mai rece decat unul din plastic la aceeasi temperatura. Calculatoarele de mai sus permit aplicarea rapida a acestor formule pentru probleme concrete.

Legea lui Ohm, formulata de Georg Simon Ohm in 1827, descrie relatia dintre tensiune (V), curent (A) si rezistenta (Ohm) in circuitele electrice. Este fundamentala pentru electricieni, studenti si hobbyisti care lucreaza cu electronica. Calculatorul de legea lui Ohm permite calculul oricuia dintre cei 3 parametri cunoscand ceilalti doi, afisand si puterea disipata.

Aplicatii practice ale formulelor stiintifice

Energia cinetica explica de ce securitatea rutiera se concentreaza pe reducerea vitezei: la 90 km/h (25 m/s), energia cinetica a unui autoturism de 1.200 kg este 375.000 J, fata de 166.667 J la 60 km/h (16,67 m/s). Energia este de 2,25 ori mai mare, si distanta de franare creste proportional cu energia, adica de 2,25 ori mai mare. Aceasta relatie cuadratica justifica diferentele mari de risc intre viteze aparent apropiate (60 vs. 90 km/h).

Densitatea este folosita zilnic in materiale de constructii, in chimie si in fizica fluidelor. Principiul lui Arhimede (un corp scufundat partial sau total intr-un fluid este impins de jos in sus cu o forta egala cu greutatea fluidului dezlocuit) explica de ce navele din otel plutesc: desi otelul este de 8 ori mai dens decat apa, forma goala a navei dezlocuieste un volum de apa cu masa egala cu masa navei. Calculatorul de conversii permite conversia rapida a unitatilor de masura intre sistemele SI, britanic si american.