Notesale: Turn your study into money

Document Preview

Extracts from the notes are below, to see the PDF you'll receive please use the links above

---

Physics  1A  Final  Study  Guide    
(mathematical  and  visual  examples  are  in  the  documents  attached)  

Introduction  
A
...
deals  with  the  behavior  and  structure  of  matter  and  energy    
B
...
Model:  useful  idea  to  explain  what  we  observe  
b
...
Law:  concise,  general  statement  about  how  nature  behaves  
d
...
If  not  specified,  it  is  assumed  to  be  1  or  a  few  units  in  the  last  digit  specified  
e
...
Adding  or  subtracting:  round  to  the  least  significant  place  
ii
...
Leading  zeroes  don’t  count    
iv
...
Scientific  notation:  write  in  powers  of  ten  
i
...

iii
...

v
...

vii
...


Tetra  T  1012  
Giga  G  109  
Mega  M  106  
Kilo  K  103  
Centi  c  10-­‐2  
Milli  m  10-­‐3  
Micro  u  10-­‐6  
Nano  n  10-­‐9  

g
...
Kinematics  and  Dynamics    
a
...
Dynamics:  forces  and  why  objects  move  the  way  they  do    
B
...
Space  and  time  
b
...
Example:  
C
...
Scalars:  completely  specified  by  numerical  value  (magnitude)  
b
...
Tensors:  type  of  vector  
d
...


E
...

G
...

I
...
Velocity  and  displacement  are  vectors  because  in  order  to  find  them,  we  must  
take  direction  into  account    
Reference  Frame:  freedom  to  specify  your  coordinate  system  
a
...
The  laws  of  mechanics  cannot  distinguish  between  constant  velocity  reference  
frames  (standing  on  a  train  platform  watching  it  go  by  vs
...
Average  velocity:  vector,  can  be  calculated  using  displacement  and  time  elapsed  
b
...
Velocity  quantifies  how  position  changes  over  time    
d
...
 t,  essentially  the  
secant  line)  
e
...
V!=dx!/dt  
g
...
I  
i
...
Average  acceleration:  (vf-­‐vi)/(tf-­‐ti)  
k
...
Velocity  changes  linearly  over  time  
b
...
v(t)=v0+at  
b
...
v2=vo2+2a(xf-­‐xi)  
Application:  Free  Fall    
a
...
Mass  does  not  matter  and  gravity  is  constant    
Vectors:  Example  3    

Trigonometry  Review    
1
...
sin=(opposite/hypotenuse)  
3
...
tan=(opposite/adjacent)  
5
...
 θ=cos-­‐1(adjacent/hypotenuse)  
7
...
given  55m/s  at  angle  of  53  degrees  
a
...
velocity  in  the  y  direction=  55sin(53)  
Projectile  Motion  

1
...
define  your  coordinate  system  
3
...
vx=vox  
b
...
y  direction  equations  
a
...
y(t)=yo+voyt-­‐(1/2)gt2  
Dynamics:  why  things  move  the  way  they  do    
A
...
Is  a  vector  quanitity  because  it  has  a  magnitude  and  a  direction    
b
...
Newton’s  Laws    
a
...
Inertia:  tendency  of  an  object  to  maintain  its  state    
b
...
Direction  of  acceleration=  direction  of  force    
ii
...
Mass  becomes  an  objects  resistance  to  accelerate    
c
...
Weight  and  the  Force  of  Gravity    
a
...
Fg=mg  
c
...
Gravity:  long  range  force,  objects  do  not  have  to  be  physically  touching  the  earth’s  
surface  to  experience  an  interaction    
D
...
Contact  forces  (perpendicular  to  the  surface  of  contact)  
b
...
Types  of  Forces  
a
...
Friction:  opposing  motion  between  2  surfaces  in  contact    
c
...
Strategy  
a
...
Define  your  system  
c
...
Choose  a  coordinate  system    
e
...
Apply  Newton’s  second  law    
g
...
Summary  of  Newton’s  Laws    
a
...
Fnet=ma  
c
...
Larger  mass=more  inertia    
B
...
Gravitational:  mg,  acts  downwards    
b
...
Normal:  perpendicular  to  surface,  FN  or  N  
d
...
Friction  
a
...
Static  friction:  keeps  objects  stationary  when  sliding  would  otherwise  occur    
c
...
Force  is  always  in  the  direction  that  opposes  motion  or  potential  motion    
e
...
Is  NOT  a  vector  equation  
D
...
Static  friction  varies  in  magnitude  so  the  object  stays  stationary  
b
...
For  most  cases  uk  will  be  less  than  us  
d
...
Intro  
a
...
Velocity  is  always  tangential  to  the  circle    
c
...
The  change  in  velocity  will  always  point  towards  the  center  of  the  circle    
B
...
Objects  are  kept  on  a  circular  path  
b
...
Acceleration  will  always  point  towards  the  center  of  the  circle    
d
...
Velocity  and  acceleration  are  always  perpendicular    
C
...
Period-­‐T:  time  it  takes  for  one  complete  revolution  around  the  circle    
b
...
Are  always  inverses  of  each  other    
d
...
Calculating  Speed  
a
...
The  Dynamics  of  Uniform  Circular  Motion  

a
...
Centripetal  Force:  point  towards  center  Fr=mar=mv2/r  
a
...
Misconceptions  
a
...
Centrifugal  force  is  just  a  myth    
c
...
Gravity    
a
...
8  but  it  changes  as  you  get  closer/further  from  the  earth  
(higher  elevation=less  gravity)  
b
...
Fg=Gm1m2/r2  
d
...
67x10-­‐11Nm2/kg2  
e
...
Gravity  Near  the  Earth’s  Surface  
a
...
ME=  mass  of  the  earth    
c
...
Kepler’s  Laws  (laws  of  planetary  motion)  
a
...
Each  planet  moves  so  that  an  imaginary  line  drawn  from  the  sun  to  the  planet  
sweeps  out  equal  areas  in  equal  periods  of  time    
c
...
(T1/T2)2=(S1/S2)3  
Energy    
A
...
Symmetries    
a
...
Time-­‐translation  invariance=  conservation  of  energy    
c
...
Rotation  invariance=  conservation  of  angular  momentum    
C
...
Cannot  be  created  nor  destroyed    
b
...
Can  be  converted  between  forms    
d
...
SI  units  are  Joules  (J)  
D
...
Energy  associated  with  motion,  dependent  on  mass  and  speed    
b
...
ΔKE=(1/2)mΔv2=1/2m(v2i-­‐v2f)  
E
...
Energy  associated  with  relative  positions  of  particles    
b
...
PEg=mgy  
d
...
Spring  mass  potential:  compression  or  expansion  of  spring  relative  to  its  
equilibrium  position    
f
...
We’re  only  focused  on  the  changes  in  PE  because  PE  has  no  physical  meaning  
(dependent  on  coordinate  system)  
h
...
Conservation  of  Energy    
a
...
E=  total  energy  within  a  system  
c
...
W=energy  that  enters  sytem  in  the  form  of  work    
e
...
If  no  work  enters  or  leaves  the  system,  then  ΔE=O,  system  is  conserved  
Momentum    
A
...
Momentum  is  a  quantity  of  motion    
b
...
Can  be  written  as  Newton’s  second  law    
d
...
Conservation  law  for  momentum  
f
...
No  external  impulses=  momentum  is  conserved    
h
...
Elastic:  energy  is  conserved    
ii
...
Perfectly  inelastic:  subcase  of  inelastic  where  objects  stick  together  after  
collision    
iv
...
Change  in  direction=  change  in  momentum    
B
...
we  still  only  use  one  energy  equation  but  the  momentum  equation  can  broken  
down  into  components    
b
...
Δp!tot,y=Fnet,ext,yΔt  
d
...
M1v1iy+m2v2iy=m1v1fy+m2v2fy  
f
...
Center  of  Mass  
a
...
Translational  motion  of  the  center  of  mass  of  the  object    
ii
...
X!center  of  mass  =maxa+mBxB+…/ma+mB=+…    
c
...
There  will  always  be  an  equal  amount  of  mass  on  either  side  of  the  center  as  well  
as  above  and  below  it  
Angular  Momentum  and  Rotational  Invariance    
1
...

3
...


extended  objects=center  of  mass  and  roation  aroud  the  center  of  mass  
translational  motion=  x,  v  and  a    
rotational  motion  has  matching  ideas  to  x,  v  and  a    
Rotational  Kinematics    
a
...
Often  the  axis  perpendicular  to  the  center  of  mass    
c
...
Θ=l/r  
e
...
ω!=  Δθ/Δt  (units  are  radiancs/second)  
g
...
ω  =dθ/dt  
i
...
ω  points  along  the  axis  of  rotation,  positive  direction=counter  clockwise,  negative  
direction=  clockwise  
B
...
How  an  object  accelerates  around  axis  of  rotation    
b
...
units=  radians/s2  
d
...
α=d  ω/dt    
Linear/Type  
X,  displacement    
Vtan,  velocity    
Atan  acceleration    

Rotational  
θ  
ω  
α  

Relation    
X=r  θ  
V=r  ω  
A=r  α  

 
C
...
ω=  ω0+  αt    
b
...
ω2=  ω02+2α  θ  
d
...
Rotational  Dynamics  
a
...
T=net  torque  
c
...
α=angular  acceleration    
E
...
A  rotational  force    
b
...
Sometimes  it  will  equal  the  radius  but  not  always    
d
...
This  θ  is  the  angle  between  the  r!  and  F!  when  placed  tail  to  tail    
F
...
Rotational  equivalent  to  mass  
b
...
for  continuous  objects  this  becomes  an  integral  and  will  be  given  to  you    
d
...
Conservation  of  Angular  Momentum  
a
...
ΔL/  Δt=Tnet    
c
...
If  net  torque=0,  ΔL=0  so  Li=Lf  
H
...
Torques  do  work  when  an  object  is  displaced  angularly    
b
...
P=W/  Δt  
 



---