AP Physics B - AP Exam Review Creative Commons License

Kinematics  Vf  = vi  + at  2  D = vit + ½ a t  2  2  Vf  = vi  + 2ad  V = d/t  Speed versus velocity????  ∆H = Hf  ­ Hi  Vectors ­ has magnitude and direction  Velocity  displacement  Acceleration  Force  Momentum  Electric field  Magnetic field  Scalars ­ has magnitude only  Speed  Distance  Time  Inertia  Area  Volume  Temperature  Mass  Resultant = sum of component vectors  Interia – resistance to change  st  Newton’s 1  Law  a) A body at rest tends to stay at rest tends to stay at rest, unless acted upon by an outside  force  b) a body in motion tends to stay in motion, in a straight line at constant speed, unless  acted upon by an outside force  nd  Newton’s 2  Law  F=ma  rd  Newton’s 3  Law  For every action there is an equal and opposite reaction  Projectile: an object which is thrown or launched and continues its motion under the  influence of its own inertia and gravity  2  1 N of Force Accelarates a single kilogram of mass at 1 m/sec  2  1N = 1 kgm/sec  μ= friction force / Normal force  f= μN μ=coefficient of friction (constant for each material/surface)  Work, Power, Energy, etc.  Work = (Force) (Distance)  Joules = (Newtons) (meters)  Power = W’ = rate at which work is done  Power = work / time = (Fd)/t = Fv  Watt = joules/sec = (newtons ∙ meters)/sec = newtons ∙ (meters/sec)  1 horsepower = 746 watts  Potential energy: stored energy  PE = U = mgh  PE = U = (kilograms) (m/sec) (meters) = (Newtons) (meters) = joules  Kinetic Energy  2  KE = ½ ∙ m ∙ v  2  KE = (.5)(kg)(m/sec)  = joules  2  (kg)(m/sec)  (meters)  (Newtons)(meters)  (joules)  ß always ????????? or only always for momentum  KE + U = KE + U  SPRINGS  Hookes Law = springs or other stretchy bendy things  F=­kx  K = Elastic constant  X= change in distance  F=­kx  K=F/x  K = (newtons)/(meters)  2  Us  = ½ kx  f = 1/(2π)•√(k/m)  T = 2π•√(m/k)  Do we need to know springs in vertical oscillation????  Pendulums  f = 1/(2π)• √(g/L)  T=2π•√(L/g) Momentum  P=mv  P = kg (m/sec)  Impulse = F∆T  Joules = (newtons) (sec)  ∆mv = F∆T  m∆v = F∆t  m (∆v/∆t) = F  ma=F  Elastic collision: no permanent change of shape – NO ENERGY LOSS  Inelastic Collision – permanent change of shape, loss of energy  MV + MV = MV + MV  ß Always (inelastic or elastic doesn’t matter)  Elastic (See pic below);  V1= [(m1­m2)/(m1+m2)] (v1i)  V2  = [(2m1)/(m1+m2)] (v1i)  Centrifugal Force – not a real force  Centripetal Force – a force that maintains an object goin in a circular path at constant  speed (real)  Centripetal Acceleration  2  Ac  = v  /r  2  Fc  = mv  /r Universal Gravitation:  2  F=G (m1  ∙ m2)/r  ­11  2  2  G=6.67 ∙ 10  Nm  /kg  2  mg = G (m1  ∙ m2)/r  2  g=GM/r  Torque – twisting effect of a force acting of a perpendicular distance  Torque = Fd  τ = FdsinΘ  PE = U = Fr = ­(GmM)/r  Fluid Continuity  FB  = pVg  p = density  V = volume displace  F/A = p  L/T = V  V = Area • Length  Flow Rate = (density) Area (L/t) = (density) Area (volume)  (density1)A1V1  = (density2)A2V2  AV = AV  Pressure = Force/Area  5  PAir  = 1.01 • 10  Pa = 14.7 psi = 1 atm  2  1 N/m  = 1 Pa  Volume Flow = Volume/t  Hydrostatic Pressure  Pressure = F/A = (density)gh  2  N/m  = Pascal  3  Densitywater  = 1000 kg/m  FBouyancy  = FB  = (density)(volume)(g) Bournoulli’s:  V=√(2g•∆y)  Volume/Time = A(length)/time = A(l/t) = AV  E = 1 – Qc/QH  E = 1 – Tc/TH  E = Wnet/QH  = (QH­QC)/QH  = 1 – Qc/QH  QH  = Heat in • ­1  Qc  = Heat Out  Wn  = QH­QC  Isobaric = Same Pressure  Isometric – same volume  Isothermal – Same Temperature  Adiabatic – Same Q (heat)  W= ­p ∆V  ∆U = 3/2 nRT  R = 8.31  T = Temperature in Kelvin  N = # of molecules (in moles)  ∆U = W + Q  W = Fd = F/A (d) (A)  (P) (volume) = Joules  if Temp doesn’t change then ∆U = 0  work done on gas = compression: W = (­)  work done by gas = expansion: W = (+)  Q = heat energy (joules)  U = Internal energy of system (joules)  Adiabatic: Q = 0  Heat into: +q  Heat exit: ­q Thermal Expanision  ∆l = l α ∆T  l is original length  α is linear thermal expansion coefficient  ∆T is temp. change in o C or Kelvin  Energy = Woutput/Winput  Electric Field  ­19  1 electron = ­ 1.6 • 10  colombs  ­19  1 proton = + 1.6 • 10  colombs  Induction = rearrangement of charge without contact  Conduction – by physical contact  Discharge – excess charge drains off  Colombs Law  2  F = K (q1q2)/r  9  2  2  K = 9 • 10  Nm  /C  ­9  1 nanometer = 1 • 10  m  2  E=Force/charge = F/q = Newtons/coloumbs = kq/r  E= potential (voltage)/distance = V/d = volts/meters  Work = (Force) (Distance) = V•q  Fluid Viscosity – the resistance to flow or resistance to shear forces  Voltage – “pressure” which “pushes” electrical charge through a conductor  Current – the rate at which fluid flows (gal/min)  Resistance – works against/inhibits flow, viscosity  Ohm’s Law  Voltage = Current • Resistance  V=IR  Volts = Amperes • Ohms  I= Q/T  Current = Amps = Colombs/sec  Electrical Power  Power = work/time = energy/time  2  2  P = IV = I (IR) = I  R = V  /R Energy = Power • Time  R= p (L/A)  Series  Voltage  Add up to Total  Current  All Same  Resistance  RE = R + R  Capacitors  1 /CE  = 1 /C1  + 1 /C2  Capacitor – a device that stores charge  Parallel  All Same  Add up to Total  1/RE = 1/R + 1/R  CE = C1  + C2  Capacitance = charge/voltage = q/V = coloumb/volts  1 Coloumb/ 1 volt = 1 Faraday  2  ½ VQ = ½ V(CV) = ½ C V  Q = CV  V= Q/C  2  ½ (a/c)(Q) = ½ Q  /C  C = εo  • (A/d)  εo = Epilsoon “naught”  εo  is permittivity of free space  ­12  2  2  εo = 8.85 • 10  C  /(Nm  )  ­6  1 μF = 1 • 10  F  Capacitors in Series  1  /CE  = 1 /C1  + 1 /C2  Capacitors in Parallel  CE = C1  + C2  Dielectric Constant  K = C/Co  = with dielectric /without dielectric  K > 1.00  ß no units  Magnetic Fields  1.  Magnet has polarity  2.  Unlikes attract, likes repel  3.  Materials that are easily magnetic , like iron, are called ferromagnetic  a.  Domain Theory – magnetic domains – regions that have the same M.F.  direction.  Magnetic domains are randomly arranged. 4.  A comparison is a small magnet that is free to rotate – imaginary lines of force  around a magnet are called Magnetic Flux (φ) measured in Webers  Magnetic flux density is the number of Flux lines per unit area:  2  B= φ/A = webers/m  = newtons/Amperes = Teslas  Stronger magnets = more flux lines  B = F /IL  Magnetic flux lines come out of North pole and go into south pole  F=BIL  Newtons = Teslas • Amps • Length (meters)  F=qVB  Newtons = coloumbs • velocity in m/sec • Teslas  F=qVB = BIL  Electromagnetic Induction  Current goes positive to Negative  Right hand Rule for proton  Left hand rule for e­  Other right hand rule for wire??  Solenoid  B = (μo  • I • N) / L = μo•n•I  ­7  μo  = 4π • 10  T/(mA) = magnetic Permiability  ß Solenoid??  n = loops / meter  N = loops in solenoid  L = length (meters)  B Field near a Wire  B = (μo  • I) / (2 π d)  Electronvolt (eV)  Unit of Energy  ­  1 e  accelerated through a potential diff of 1 Volt  ­19  ­19  U = qV = (1.6 • 10  C) (1 Volt) = 1.6 • 10  = 1 eV  o  Θ = Normal (Perpendicular or 90  ) – Flux Lines Induced EMF – electromotive force  ε = ­[N (∆φ)] / ∆T  ε = B • l • V  φ = BA cosΘ  Lenz’s Law – an induced current will flow in such a direction that the magnetic field it  produces will oppose the magnetic field whose motion produced it.  φ = B(∆A)cosΘ  ∆A = L(velocity) (∆t)  ∆φ =Bl (velocity) (∆t) cosΘ  ε = N(∆φ) / (∆t) = N•B•l•v•cosΘ  Electron:  ­31  Mass = 9.11 • 10  kg  ­19  q = ­1.6 • 10  C  Snell’s Law  n1sinΘ1  = n2sinΘ2  8  n = index of refraction = c/v = 3 • 10  / velocity  n > 1  Θ is angle from the normal  Less Dense to more Dense – Towards Normal  More Dense to less dense = Away from normal  Reflection  ΘI  = ΘR  As velocity decreases, frequency is constant and λ decreases  V= f λ  T = 1/f  f = 1/T  T = period (sec)  ­1  f = frequency = sec  = Hz  Transverse vs. Longitudal  Mechanical waves – vibration  Electromagnetic waves – do not require a vibrating mass, moves more efficiently through  vaccuum  8  C = 3.0 • 10  m/sec  Resonance for closed pipe is at ¼ λ Resonance: when frequency of vibration matches the natural frequency of the object and  dramatic increase in amplitude results  V = √(t/μ)  nλ = dsinΘ  Not as good: x/L = nλ/d  tmin  = λ/4n1  m= ­di/do  = hi/ho  1/f = 1/do  + 1/di  If do  > f Then real  If do  < f then virtual  Mirror  Outside focal length – real  If inside one focal length then virtual and inverted  Parallel goes through 1 F  Through radius reflects parallel  Draw line top of object through 2F (normal reflection)  Lens  Parallel then through 1F  Through center is straight line  Through 1F then parallel  E=hf ­34  ­15  h = planck’s constant = 6.63 • 10  Joules/sec = 4.14 • 10  eV/sec  Takes more energy to remove e­ from inner shell  ­19  1 eV = 1.6 • 10  VC  hf = KE + φ  hf is incident of photon energy  KE is kinetic energy of freed electron  φ is work function = minimum energy needed to free an e­ from a surface  p=mv =mc  p=h/λ  λ = h/p = h/mv  U = atomic mass of units (AMU)  Proton  1.007276 u  Neutron  1.008665 u  H atom  1.007825 u  ­4  Electron  5.4857 • 10  u  ­27  1 amu = 1.66054 • 10  kg  2  E=mc  931.5 MeV = 1 amu  We have to know that the area under which curves means wut???  Electric Potential:  ∆UE  = ­WE  capacitance = B/V = Flux / voltage  = Q/V = Charge/Voltage  Faraday = Coulombs / Volt


About this Document

This is a general review sheet before the AP Physics B exam. This includes topics from both mechanics and electromagnetism as outline in the tags.


Add a Comment

To comment please login.

-

Add this Document to:

To use this feature and save this document to your notebook, please register and login.


Other Actions & Info

-