IB physics formula sheet, Cheat Sheet of Physics

Download IB physics formula sheet and more Cheat Sheet Physics in PDF only on Docsity! IB  Physics  Formula  Sheet  (from  the  Physics  Data  Booklet)   _____________________________________________________________________________________   Topic  1:  Measurement  and  uncertainties     1.1.  Measurements  in  physics       1.3.Vectors  and  scalars     AH  =  A  cosθ   1.2.  Uncertainties  and  errors   AV  =  A  sinθ   If  y  =  a  ±  b    then  ∆y  =  ∆a    +  ∆b           If  y  =  ab/c    then  ∆y/y  =  ∆a/a    +  ∆b/b  +  ∆c/c       If  y  =  an  then  ∆y/y  =    |n  ∆a/a|   _____________________________________________________________________________________   Topic  2:  Mechanics     2.1.  Motion     2.2.  Forces   2.3.  Work,  energy  and  power   2.4.  Momentum  and  impulse     v  =  u  +  at   F  =  ma   W  =  Fs  cosθ   p  =  mv     s  =  ut  +  (1/2)at2   Ff  ≤  µsR   EK  =  (1/2)mv2   F  =  Δp/Δt     v2  =  u2  +  2as   Ff  ≤  µdR   EP  =  (1/2)kΔx2   EK  =  p2/2m     s  =  (1/2)(v  +  u)/t   ΔEP  =  mgΔh         power  =  Fv       Efficiency  =  Wout/Win  =  Pout/Pin         _____________________________________________________________________________________   Topic  3:  Thermal  concepts     3.1.  Thermal  concepts       3.2.  Modelling  a  gas   Q  =  mcΔt   p  =  F/A   Q  =  mL   n  =  N/NA     pV  =  nRT     EK  =  (3/2)kBT  =  (3/2)RT/NA   _____________________________________________________________________________________   Topic  4:  Waves     4.1.  Oscillations     4.2.  Travelling  waves     4.3.  Wave  characteristics     T  =  1/f   c  =  λf   I  ∝  A2         I  ∝  x-­‐2   4.4.  Wave  behaviour       4.5.  Standing  waves     I  =  I0  cosθ   _____________________________________________________________________________________   Topic  5:  Electricity  and  magnetism     5.1.  Electric  fields   5.2.  Electric  currents   5.3.  Electric  cells   5.4.  Magnetic  effects     I  =  Δq/Δt   ΣV  =  0  (loop)   ε  =  I(R  +  r)   F  =  qvB  sinθ     F  =  kq1q2/r2   ΣI=  0  (junction)     F  =  BIL  sinθ     k=  1/(4πε0)   R  =  V/I     V  =  W/q   P  =  VI  =  I2R  =  V2/R     E  =  F/q   Rtotal  =  R1  +  R2  +  …     I  =  nAvq   1/Rtotal  =  1/R1  +  1/R2  +  …       ρ  =  RA/L   _____________________________________________________________________________________   AH   AV   A   _____________________________________________________________________________________   Topic  6:  Circular  motion  and  gravitation     6.1.  Circular  motion     6.2.  Newton’s  law  of  gravitation     v  =  ωr   F  =  GMm/r2     a  =  v2/r  =  4π2r/T2   g  =  F/m     F  =  mv2/r  =  mω2r   g  =  GM/r2   _____________________________________________________________________________________   Topic  7:  Atomic,  nuclear  and  particle  physics     7.1.  Discrete  energy  and  radioactivity     7.2.  Nuclear  reactions     E  =  hf   ΔE=  Δm  c2     λ  =  hc/E     7.3.  The  structure  of  matter   Charge   Quarks   Baryon  number   (2/3)e   u   c   t   1/3   -­‐(1/3)e   d   s   b   1/3   All  quarks  have  a  strangeness  number  of  0  except  the   strange  quark  that  has  a  strangeness  number  of  -­‐1             _____________________________________________________________________________________   Topic  8:  Energy  production     8.1.  Energy  sources       8.2.  Thermal  energy  transfer     Power  =  energy/time   P  =  eσAT4     Power  =  (1/2)  Aρv3     λmax  =  2.90×10-­‐3/T       I  =  power/A       albedo  =  total  scattered  power  /  total  incident  power   _____________________________________________________________________________________   Topic  9:  Simple  harmonic  motion     9.1.  SHM     9.2.  Single-­‐slit     9.3.  Interference           ω  =  2π/T   θ  =  λ/b   nλ  =  d  sinθ     a  =  -­‐ω2x   Constructive  interference:  2dn  =  (m  +  ½)λ     x  =  x0  sin  ωt;    x  =  x0  cos  ωt;     Destructive  interference:  2dn  =  m  λ     v  =  ωx0  cos  ωt;  v  =  -­‐ωx0  sin  ωt;       v  =  ±ω  sqrt  (x02  –  x2)     9.4.  Resolution     9.5.  Doppler  effect     EK  =  (1/2)m  ω2  (x02  –  x2)   θ  =  1.22  λ/b   Moving  source:  f  ‘  =  fv/(v  ±  us)     ET  =  (1/2)m  ω2x02     R  =  (λ/∆λ)  =  mN   Moving  observer:  f  ‘  =  f(v  ±  uo)/v     Pendulum:  T  =  2π  sqrt  (l/g)     ∆f/f  =  λ/∆λ   ≈  v/c     Mass-­‐spring:  T  =  2π  sqrt  (m/k)   _____________________________________________________________________________________   Charge   Leptons   -­‐1e   e   µ   τ   0   ν  e   νµ   ντ   All  leptons  have  a  lepton  number  of  1   and  antileptons  have  a  lepton   number  of  -­‐1     Gravitational   Weak   Electromagnetic   Strong   Particles  experiencing   All   Quarks,  leptons   Charged   Quarks,  gluons   Particles  mediating   Graviton   W+,  W-­‐,  Z0   γ   Gluons