Відповідність: фізичне явище або процес ↔ закон, поняття чи його характеристика

📌 Про що ця тема

У завданнях на відповідність тобі дають перелік фізичних явищ (процесів) і перелік законів, понять чи характеристик — треба скласти 3 правильні пари. Перевіряють не обчислення, а розуміння: яке явище яким законом описується. Ключове вміння — упізнати «маркер» явища й згадати його теоретичну основу.

📖 Головне

• Механіка. Вільне падіння, рух під дією сили тяжіння ↔ другий закон Ньютона (a = F/m), закон всесвітнього тяжіння. Взаємодія тіл ↔ третій закон Ньютона. Рух за інерцією ↔ перший закон Ньютона.

• Збереження. Пружний/непружний удар, віддача, реактивний рух ↔ закон збереження імпульсу (p = mv). Коливання маятника, рух гірки без тертя ↔ закон збереження механічної енергії.

• Тиск. Гідравлічний прес, передача тиску рідиною ↔ закон Паскаля. Плавання тіл, виштовхування ↔ закон Архімеда (F = ρgV).

• МКТ і гази. Ізопроцеси ↔ газові закони: ізотермічний (Бойля–Маріотта, pV=const), ізобарний (Гей-Люссака, V/T=const), ізохорний (Шарля, p/T=const). Загалом — рівняння Клапейрона–Менделєєва.

• Теплота. Нагрівання/охолодження ↔ Q = cmΔt. Плавлення/кристалізація ↔ Q = λm. Пароутворення/конденсація ↔ Q = rm. Згоряння палива ↔ Q = qm. Теплові процеси загалом ↔ перший закон термодинаміки.

• Електрика. Взаємодія зарядів ↔ закон Кулона. Струм у колі ↔ закон Ома (I = U/R). Теплова дія струму ↔ закон Джоуля–Ленца (Q = I²Rt). Електроліз ↔ закон Фарадея.

• Магнетизм. Дія поля на провідник ↔ сила Ампера. Дія на заряд ↔ сила Лоренца. Виникнення струму при зміні потоку ↔ закон електромагнітної індукції Фарадея. Напрям індукційного струму ↔ правило Ленца.

• Оптика. Заломлення на межі середовищ ↔ закон заломлення (n = sinα/sinβ). Відбивання ↔ закон відбивання (кут падіння = куту відбивання). Фотоефект ↔ рівняння Ейнштейна (hν = Aвих + Ek).

🔢 Як це працює на прикладі

Дано явища: А) човен відпливає, коли з нього стрибають; Б) лампа розжарення світиться; В) компас реагує на дріт зі струмом.

Закони: 1) закон Джоуля–Ленца; 2) закон збереження імпульсу; 3) сила Ампера/магнітна дія струму.

Міркуємо: «стрибок з човна» — це віддача → імпульс → А–2. «Лампа світиться» бо нагрівається струмом → Б–1. «Компас біля дроту» — магнітна дія струму → В–3.

⚠️ Типові помилки

• Плутають закон збереження імпульсу і енергії: удар/віддача — це імпульс, а рух без тертя по висоті — енергія.

• Плутають газові закони: дивись, яка величина стала (T, p чи V), і за нею обирай закон.

• Плутають силу Ампера (діє на провідник) і силу Лоренца (діє на окремий заряд).

• Плутають Q=cmΔt (зміна температури) з Q=λm/rm (фазовий перехід при сталій температурі).

• Забувають правило Ленца для НАПРЯМУ струму — його часто підміняють законом Фарадея (він про величину ЕРС).

🎯 Що завчити напамʼять

• Формули: F=ma, p=mv, F=ρgV, pV/T=const, Q=cmΔt, Q=λm, Q=rm, Q=qm, I=U/R, Q=I²Rt, hν=A+Ek.

• Три ізопроцеси й що в кожному стале.

• Ампер ↔ провідник, Лоренц ↔ заряд.

• Ленц ↔ напрям, Фарадей ↔ величина ЕРС.

🧠 Перевір себе

1. Реактивний рух ракети — який закон?

2. Тане лід при 0 °C — яка формула теплоти?

3. Виникнення струму в котушці при внесенні магніта — який закон?

4. Плавання дерева на воді — який закон?

Відповіді: 1 — закон збереження імпульсу; 2 — Q=λm (плавлення); 3 — закон електромагнітної індукції Фарадея; 4 — закон Архімеда.