Глосарій

Абсолютна похибка Δx — це модуль різниці між виміряним значенням величини та її істинним значенням. У навчальних задачах її часто оцінюють половиною ціни поділки шкали приладу. Абсолютна похибка має ту саму одиницю вимірювання, що й сама величина.

Процес, що відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем (Q = 0). За першим законом термодинаміки A = −ΔU: газ виконує роботу за рахунок внутрішньої енергії (розширення охолоджує, стиснення нагріває).

Одиниця вимірювання магнітного потоку в СІ. 1 Вб дорівнює магнітному потоку, який створює однорідне поле індукцією 1 Тл через плоску поверхню площею 1 м², розташовану перпендикулярно до ліній поля: 1 Вб = 1 Тл·м².

Відносна вологість повітря φ — це відношення парціального тиску водяної пари в повітрі до тиску насиченої пари за тієї самої температури, виражене у відсотках: φ = (p/p_нас)·100 %. Також може бути виражена через густину пари.

Відносна похибка ε — це відношення абсолютної похибки до модуля виміряного значення, виражене у відсотках: ε = Δx / |x| · 100 % для x ≠ 0. Вона показує, яку частку становить похибка від самого значення, і дає змогу порівнювати точність вимірювань різних величин.

Сума кінетичної енергії хаотичного (теплового) руху частинок тіла й потенціальної енергії їхньої взаємодії. Механічна енергія може переходити у внутрішню через роботу сил тертя (нагрівання). У замкненій системі повна енергія (механічна + внутрішня) зберігається.

Коливання, під час яких зміщення тіла змінюється з часом за законом косинуса або синуса: x = A·cos(ωt + φ₀). Мають сталу амплітуду й одну частоту.

Одиниця індуктивності в СІ. 1 Гн = 1 Вб/А = 1 В·с/А. Котушка має індуктивність 1 Гн, якщо під час рівномірної зміни струму на 1 А за 1 с у ній виникає ЕРС самоіндукції 1 В. Названа на честь американського фізика Джозефа Генрі.

Ситуація, у якій один або кілька параметрів набувають екстремальних значень (нуль, нескінченність, швидкість світла тощо); перевірка граничного випадку допомагає виявити хибні твердження, які не проходять таку перевірку.

Десятковий дріб — це запис дробового числа через кому (або крапку), наприклад 2,5 або 0,875. На НМТ заборонено записувати звичайні дроби (7/8) або формули — їх треба перетворювати на десяткові дроби.

Оптичний прилад, що складається з великої кількості вузьких паралельних щілин (штрихів), розділених непрозорими проміжками. Використовується для розкладання світла в спектр і точного визначення довжин хвиль.

Графік, на якому по вертикалі відкладено тиск p, а по горизонталі — об'єм V. Використовується для аналізу термодинамічних процесів: робота газу дорівнює площі під графіком або площі фігури, обмеженої циклом.

Відстань, на яку поширюється хвиля за один період коливань; найменша відстань між двома точками, що коливаються в однаковій фазі (наприклад, між двома сусідніми гребенями). Позначається λ, обчислюється за формулою λ = vT = v/ν.

Збірка формул, яку надають учаснику НМТ з фізики в електронній формі. Містить формули до всіх 17 тем програми, префікси SI, тригонометричну таблицю, проєкції вектора й геометричні формули. Не містить сталих, табличних даних речовин, правил напрямів і словесних формулювань законів.

Прискорення тіла, що рівномірно рухається по колу; напрямлене вздовж радіуса до центра кола, перпендикулярно до лінійної швидкості. Модуль обчислюють за формулами a = v²/R = ω²R = 4π²R/T².

Електроємність — фізична величина, що характеризує здатність провідника або системи провідників накопичувати електричний заряд. Для конденсатора визначається як відношення заряду однієї обкладки до напруги між обкладками: C = q/U.

Явище виникнення електричного струму в замкненому провідному контурі під час зміни магнітного потоку, що пронизує цей контур. Відкрите Майклом Фарадеєм у 1831 році.

Фізична величина, що дорівнює роботі сторонніх сил з переміщення одиничного додатного заряду всередині джерела струму. Позначається ℰ, одиниця — вольт (В). ЕРС є характеристикою самого джерела й дорівнює напрузі на його затискачах у розімкненому колі.

Мінімальна енергія, яку потрібно затратити, щоб повністю розщепити ядро на окремі вільні нуклони. Обчислюється за формулою Eзв = Δm·c², де Δm — дефект мас, c — швидкість світла у вакуумі.

Запис шуканої величини у вигляді формули, що містить тільки символи (позначення величин) без підстановки числових значень. Наприклад, t = √(2L/(g·sin α)) — це загальний вигляд для часу спуску по похилій площині.

Фундаментальний фізичний принцип, згідно з яким певна величина (енергія, імпульс, електричний заряд) у замкненій або ізольованій системі залишається незмінною, хоч і може перетворюватися з однієї форми на іншу або перерозподілятися між тілами.

Фундаментальний закон природи: енергія не виникає з нічого й не зникає, вона лише перетворюється з однієї форми на іншу або передається від одного тіла до іншого. У комбінованих задачах механічна енергія зберігається лише тоді, коли непотенціальні сили (тертя, сили деформації під час удару) не виконують роботи.

У замкненій системі сумарний вектор імпульсу всіх тіл залишається незмінним: p1 + p2 = p1' + p2'. Внутрішні сили можуть змінювати імпульси окремих тіл, але не змінюють загальний імпульс системи.

Основний закон електростатики: сила взаємодії двох точкових нерухомих зарядів прямо пропорційна добутку модулів зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними, помноженому на діелектричну проникність середовища: F = k·|q₁|·|q₂|/(ε·r²), k = 9·10⁹ Н·м²/Кл².

Фізична величина, яка є результатом одного етапу комбінованої задачі й стає початковою умовою (даною) для наступного етапу. Наприклад, швидкість після удару, кінетична енергія фотоелектрона, теплота, виділена струмом.

Ізопроцес — це зміна стану ідеального газу, під час якої один із макропараметрів (тиск p, об'єм V або температура T) залишається сталим. Розрізняють ізохорний (V = const), ізобарний (p = const) та ізотермічний (T = const) процеси.

Міра енергії, яку тіло отримує або віддає в процесі теплопередачі. Позначають літерою Q, вимірюють у джоулях. На відміну від внутрішньої енергії U, яка характеризує стан тіла, кількість теплоти Q характеризує процес.

Коефіцієнт корисної дії, що дорівнює відношенню корисної роботи A до теплоти Qн, отриманої від нагрівника: η = A/Qн = (Qн − Qх)/Qн. Завжди менший за 100 %.

Замкнене електричне коло, що складається з конденсатора ємністю C і котушки індуктивністю L, у якому можуть виникати вільні електромагнітні коливання заряду й сили струму.

Задача, у якій два або три різні фізичні закони описують послідовні етапи одного процесу, а результат попереднього етапу є вхідною умовою для наступного.

Форма завдання НМТ, у якій учасник записує числовий результат розрахунку. У тесті з фізики це завдання 17–22. Кожна правильна відповідь дає 2 бали, неправильна — 0. Часткових балів немає.

Кратна одиниця — це одиниця вимірювання, утворена додаванням префікса SI (кіло-, мега-, гіга-) до вихідної одиниці (основної чи похідної). Наприклад, кілоджоуль (кДж) = 10³ Дж, мегаджоуль (МДж) = 10⁶ Дж. В умові НМТ можуть просити записати відповідь саме в кратній одиниці.

Форма завдання НМТ, у якій три елементи лівої колонки (позначені 1, 2, 3) треба зіставити з п'ятьма варіантами правої колонки (А–Д). Кожна правильна пара дає 1 бал, максимум — 3 бали за завдання.

Момент сили M — це міра обертальної дії сили відносно осі обертання. Обчислюють як добуток модуля сили F на плече сили d: M = F·d. Одиниця в СІ — ньютон-метр (Н·м). Момент сили — скаляр зі знаком, що залежить від напряму обертання (за годинниковою стрілкою або проти).

Напівпровідниковий прилад з одним p–n-переходом і двома виводами — анодом (від p-області) і катодом (від n-області). Пропускає струм лише в одному напрямку: від анода до катода (пряме вмикання). Використовується для випрямлення змінного струму, детектування сигналів і захисту від неправильної полярності.

Величина, що показує, як швидко змінюється значення на осі y відносно значення на осі x. Обчислюється як Δy/Δx = (y₂ − y₁)/(x₂ − x₁). За нахилом графіка x(t) визначають швидкість, за vₓ(t) — прискорення, за q(t) — силу струму.

Зіткнення, після якого тіла рухаються разом (зчіплюються). Для непружного удару закон збереження імпульсу має вигляд: m1·v1 + m2·v2 = (m1 + m2)·u, де u — спільна швидкість тіл після удару.

Одиниця вимірювання — еталонна величина, з якою порівнюють вимірювану фізичну величину. Основні одиниці SI: метр (м), кілограм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвін (К), моль (моль), кандела (кд).

Округлення — це зменшення кількості значущих цифр числа за правилом: якщо наступна цифра 5 або більше, попередню збільшують на 1; якщо менша за 5 — залишають без змін. На НМТ округлюють лише остаточний результат, якщо це вимагає умова.

Процес перетворення значень фізичних величин із позасистемних або кратних одиниць (км/год, г, см, хв, кПа) в одиниці Міжнародної системи одиниць — основні (кг, м, с) і похідні (м/с, Па). Виконується одразу після запису «Дано».

Спосіб контролю правильності розв'язку: у фінальну формулу замість символів підставляють одиниці вимірювання (м, кг, с, А тощо) і перевіряють, чи збігається отримана одиниця з тією, яку просять в умові задачі.

Векторна величина, що з'єднує початкову й кінцеву точки траєкторії руху тіла. Модуль переміщення — найкоротша відстань між цими точками, напрям — від початку до кінця.

Час, за який розпадається половина наявних радіоактивних ядер. Позначають T. Залежить лише від виду ізотопу й не залежить від зовнішніх умов (температури, тиску, хімічного зв'язку).

Закон збереження енергії для теплових процесів: кількість теплоти Q, передана газу, витрачається на зміну його внутрішньої енергії ΔU та на виконання газом роботи A: Q = ΔU + A.

Фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, необхідної для плавлення 1 кг кристалічної речовини, взятої за температури плавлення. Позначається літерою λ (лямбда), одиниця в СІ — Дж/кг.

Площа фігури між графіком y(x), віссю x і межами проміжку, узята зі знаком (ділянки під віссю x дають від'ємний внесок); відповідає накопиченій фізичній величині. Для vₓ(t) дає переміщення, для Fₓ(x) і p(V) — роботу, для I(t) — перенесений заряд. Одиниця площі — добуток одиниць осей.

Фізична величина, що дорівнює відношенню швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в даному середовищі: n = c/v. Показує, у скільки разів швидкість світла в середовищі менша, ніж у вакуумі. Входить у закон заломлення: sin α / sin β = n₂/n₁.

Наближена оцінка значення фізичної величини, що дає змогу визначити, чи є результат реалістичним. Наприклад, швидкість автомобіля має порядок десятків м/с, а маса людини — десятків кілограмів.

Два фундаментальні твердження, сформульовані Нільсом Бором у 1913 році: перший постулат — атом перебуває лише в стаціонарних станах з дискретними енергіями; другий постулат — під час переходу між станами атом випромінює або поглинає фотон, енергія якого дорівнює різниці енергій цих станів.

Похідна одиниця СІ — одиниця, утворена множенням або діленням основних одиниць. Наприклад, ньютон (Н = кг · м/с²), джоуль (Дж = Н · м), паскаль (Па = Н/м²).

Правило для визначення напряму сили Ампера (або сили Лоренца): ліву руку розташовують так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, чотири витягнуті пальці вказували напрям струму (або руху позитивного заряду), тоді відігнутий на 90° великий палець покаже напрям сили.

Префікс одиниці вимірювання Міжнародної системи одиниць (SI), що позначає степінь 10. У довідці НМТ наведено префікси від фемто (10⁻¹⁵) до пета (10¹⁵), зокрема мілі (10⁻³), санти (10⁻²), кіло (10³), мега (10⁶) тощо.

Зв'язок між двома величинами, за якого зміна однієї спричиняє передбачувану зміну іншої: пряма (y ~ x), обернена (y ~ 1/x), квадратична (y ~ x²) або коренева (y ~ √x).

Один із трьох етапів виконання тесту: перший прохід — прості завдання з вибором і відповідність, другий — розрахункові задачі, третій — перевірка відповідей. Кожен прохід має окрему мету.

Векторна сума всіх сил, що діють на тіло. Визначає напрям прискорення тіла згідно з другим законом Ньютона.

Фундаментальне рівняння, що описує енергетичний баланс зовнішнього фотоефекту: енергія поглинутого фотона hν дорівнює сумі роботи виходу Aвих та максимальної кінетичної енергії фотоелектрона mv²max/2: hν = Aвих + mv²max/2.

Робота, яку виконує газ під час зміни свого об'єму, переміщуючи поршень або інші зовнішні тіла. Чисельно дорівнює добутку тиску на зміну об'єму A = pΔV для ізобарного процесу або площі під графіком p(V) в загальному випадку. Додатна під час розширення, від'ємна під час стиснення.

Вираз одиниці фізичної величини через основні одиниці SI (метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін, моль, кандела). Перевірка розмірності допомагає виявити хибні формули без обчислень.

Завдання з фізики, для розв'язання якого потрібно застосувати один або кілька фізичних законів, виконати обчислення й подати числову відповідь. На НМТ це завдання 17–22 з короткою відповіддю, які оцінюють у 0 або 2 бали.

Електричний розряд у газі, який триває без зовнішнього іонізатора завдяки ударній іонізації (електронній лавині) та вибиванню електронів із катода позитивними йонами.

Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом. Модуль обчислюють за формулою F = BIl·sin α, де α — кут між напрямом струму і вектором магнітної індукції. Напрям визначають за правилом лівої руки.

Виштовхувальна сила, що діє на тіло, занурене в рідину або газ. Обчислюється за формулою F_A = ρ·g·V, де ρ — густина рідини, g — прискорення вільного падіння, V — об'єм зануреної частини тіла.

Тепловий баланс — це рівність кількості теплоти, відданої гарячими тілами, і кількості теплоти, отриманої холодними тілами в теплоізольованій системі: Q_віддане = Q_отримане.

Напівпровідниковий резистор, опір якого сильно залежить від температури. Найчастіше має від'ємний температурний коефіцієнт опору: під час нагрівання опір різко падає. Застосовують у термометрах, датчиках пожежі, автоматиці.

Одиниця магнітної індукції в СІ. 1 Тл = 1 Н/(А·м). Поле з індукцією 1 Тл діє з силою 1 Н на кожний метр прямого провідника зі струмом 1 А, розташованого перпендикулярно до ліній поля.

Бал, який учасник НМТ отримує за виконання завдання, зарахований у суму сирих балів. Максимальна сума тестових балів за весь тест з фізики — 32. Тестові бали потім переводять у шкалу 100–200.

Прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями, товщина якого значно менша за радіуси кривини поверхонь. Описується формулою 1/F = 1/d + 1/f, де F — фокусна відстань, d — відстань до предмета, f — відстань до зображення. Буває збиральною (F > 0) і розсіювальною (F < 0).

Обмеження, за яких фізична формула є справедливою. Наприклад, рівняння Клапейрона–Менделєєва застосовне лише для ідеального газу, формула тонкої лінзи — лише для тонкої лінзи, закон збереження імпульсу — лише для замкненої системи. У довідці НМТ ці умови не вказано, тому їх треба перевіряти самостійно.

Величина, значення якої вважають незмінним і наводять як табличне: гравітаційна стала G, стала Планка h, швидкість світла c, елементарний заряд e, стала Авогадро N_A, універсальна газова стала R. Прискорення вільного падіння g біля поверхні Землі теж подають як довідкове значення (≈ 9,8 м/с²), але воно залежить від висоти й географічної широти. У довідці НМТ таблиці сталих немає — потрібні значення наводять в умові завдання.

Елементарна частинка, квант електромагнітного випромінювання. Фотон не має маси спокою, існує лише під час руху зі швидкістю світла, має енергію E = hν та імпульс p = h/λ.

Напівпровідниковий прилад, опір якого зменшується зі збільшенням освітлення. Використовується в датчиках світла, системах автоматичного ввімкнення освітлення.

Записування часу, витраченого на виконання кожного завдання тесту. Хронометраж пробних тестів допомагає побачити, які завдання забирають найбільше часу, і скоригувати стратегію.

Замкнена послідовність термодинамічних процесів, після якої газ повертається в початковий стан. На діаграмі p–V робота газу за цикл дорівнює площі фігури, обмеженої циклом. Напрям обходу за годинниковою стрілкою відповідає додатній роботі газу.

Значення однієї найменшої поділки шкали вимірювального приладу, тобто зміна вимірюваної величини між двома сусідніми штрихами. Обчислюють як різницю двох сусідніх підписаних значень, поділену на кількість проміжків між ними.

Числова відповідь на НМТ з фізики — це ціле число або десятковий дріб, який уводять у поле відповіді без одиниць, пробілів і пояснень. Одиницю, у якій треба записати відповідь, указано в умові задачі.

Упорядкований перелік усіх діапазонів електромагнітного випромінювання — від найдовших хвиль (радіохвилі) до найкоротших (гамма-випромінювання). Діапазони не мають чітких меж і плавно переходять один в одного.

Перетворення атомних ядер, яке відбувається під дією інших частинок (протонів, нейтронів, α-частинок) або γ-фотонів, унаслідок чого змінюється склад ядра й утворюються нові ядра або частинки.

Завдання з фізики, у якому не треба обчислювати числове значення величини, а треба пояснити причину явища, передбачити напрям зміни величини або вибрати правильне твердження на основі фізичного закону.

Контактна область між напівпровідниками p-типу (з надлишком дірок) і n-типу (з надлишком електронів). Має односторонню провідність: пропускає струм у прямому напрямі й майже не пропускає у зворотному. Лежить в основі роботи діода.