Transcript Uvod, kinematika - Odjel za fiziku

FIZIKA 1
LHC CERN
FIZIKA 1
2+1 I semestar
Izv. prof. dr. sc. Rajka Jurdana-Šepić
Odjel za fiziku Sveučilišta u Rijeci, Omladinska 14
(Pomorski fakultet, ured 435)
[email protected]
http://www.phy.uniri.hr/~jurdana/
Mr. sc. Jasminka Bonato
Pomorski fakultet Sveučilišta u Rijeci
Raspodjela ECTS bodova
Pohađanje i praćenje predavanja
Pohađanje i praćenje auditornih vježbi
Kontinuirana provjera znanja
Domaće zadaće
Završni ispit
0,5
1,5
1
0,5
1,5
---5 ECTS
Literatura
Obavezna (na koju se izravno oslanjaju predavanja)
J.Dobrinić, J. Bonato: Fizika, Pomorski fakultet, Rijeka, 2009
J. Bonato, J. Dobrinić: Zbirka odabranih riješenih primjera iz fizike, Pomorski
fakultet, Rijeka, 2001.
J. Dobrinić, Fizika (mehanika, titranje, toplina), Tehnički fakultet, Rijeka, 1998.
J. Dobrinić, L. Mandić: Fizika 1, Tehnički fakultet, Rijeka, 2002.
J. Dobrinić, L. Mandić: Zbirka riješenih primjera iz Fizike 1, Tehnički fakultet,
Rijeka, 2001.
Dodatna/ dopunska
sve knjige koje se zovu Osnove fizike, Fundamentals of physics, Uvod u fiziku…
Halliday Resnick, Walker, Fundamentals of physics, Wiley & Sons, 1997
Cutnell J.D., Johnson K.W., Physics, Wiley & Sons, 1997
Program kolegija
Predmet i podjela fizike: područja fizike. SI-jedinice.
Kinematika čestice: materijalna točka, brzina, ubrzanje,
jednoliko i nejednoliko pravocrtno gibanje
2. Kružno gibanje
3. Dinamika čestice: masa i sila, Newtonovi zakoni, inercijski sustavi,
impuls i količina gibanja, zakoni očuvanja, rad, energija, snaga
4. Statika: ravnoteža sila, momet sile, par sila
Rotacija krutog tijela: moment tromosti, moment količine gibanja
5. Gravitacija: gravitacijska sila, Newtonov zakon gravitacije,
polje, potencijal, ubrzanje sile teže, troma i teška masa
6. Harmonički oscilator: jednadžba idealiziranog oscilatora,
prigušeno titranje, prisilno titranje, rezonancija
7. Klasična relativnost: inercijski i ubrzani sustavi,
Galileijev princip relativnosti, inercijske sile
8. Specijalna relativnost: Lorentzove transformacije, posljedice specijalne th.
relativnosti, relativistička dinamika
9. Statika fluida: tlak, uzgon
10. Dinamika fluida: jednadžba kontinuiteta, Bernoullijeva jednadžba
1.
11. Djelovanje topline: toplina, toplinsko rastezanje, plinski zakoni
12. Prijenos topline: vođenje, strujanje i zračenje.
13. Termodinamika: funkcije procesa i funkcije stanja,
prvi i drugi zakon termodinamike
14. Kinetičko molekulska teorija: tlak, temperatura, toplinski kapaciteti
15. Unutarnja energija, promjena agregatnih stanja,
jednoatomski i dvoatomski plinovi
Što je fizika?
Što istražuje?
Što je spoznaja?
Što?
Kako?
Zašto?
Proces spoznaje sastoji se u stalnom prilagođavanju
našeg unutarnjeg svijeta pojmova na sve bolje istražen
vanjski pojavni svijet. (Platon)
Fizika i ostale znanosti
- piramida znanosti
biologija
kemija
fizika
matematika
Zašto je fizika znanost – znanstvena metoda
Stupnjevi znanstvene spoznaje
1. Opažanje prirode, traženje pravilnosti - ŠTO
2. Konstruiranje hipoteze koja bi objasnila opažanje
KAKO SE ZBIVA?
3. Konstruiranje predviđanja utemeljenog na hipotezi i
njegova eksperimentalna provjera, testiranje, ponovno opažanje
4. Modificiranje hipoteze ako se ne slaže s opažanjem
5. Povratak na 2 i ponavljati 2-4 dok se opažanje
i hipoteza ne podudaraju
Teorija
grč. theoria - način gledanja na stvar
Koncept
“začeće”, neoblikovana intuitivna ideja
Model
povezanost više koncepata
Znanstvena teorija
sadrži modele
Razvoj fizikalnih teorija
Arhimed
Galileo
Newton
Maxwell
Einstein
Područja fizike
v/ ms-1
10%c
Fizika elementarnih čestica
Brzina
c
Relativistička
kvantna fizika
Relativistička
fizika
Kvantna
fizika (QM)
Klasična fizika
-14
-10
20
10
10
10
Karakteristična dimenzija fizičkih objekata
d/m
4 interakcije
gravitacijska elektromagnetna
jaka
slaba
(nuklearna) (nuklearna)
nosilac
graviton (hip.)
djeluje na sve (masa)
karakter
privlačna
doseg

jakost
10-40
odgovorna
foton
nabijene čestice
gluon
kvarkove
privlačna i odbojna
električna i magnetna
privlačna i odbojna


10-2 do 10-3
planeta, zvijezda, atoma, molekula,
za postojanje galaksija….
tvari...
1
Zo,W+-
sve
-
10-18
10-6do 10-12
atomske jezgre raspada atoma
Povijest ujedinjenja fizikalnih teorija
Zemaljska
gravitacija
Nebeska
gravitacija
elektricitet magnetizam
Newton
1680
zračenje
Slabe
sile
Faraday, Ampere
1830
Maxwell
1878
Einstein
1917
Kaluza, Klein
1920
Fermi
1930
Glashow, Salam, Weinberg
1979
Elektronuklearna sila ?
Teorija struna
Jake
sile
Aproksimacije i apstrahiranja u opisivanju prirode
Fizički sistem i okolina
- odnosi među dijelovima sistema
- granice sistema tj. odnos prema
ostalome - okolini
Aproksimacije – dovoljna točnost
Apstrahiranja - zamenarivanja , ne opisujemo baš
sve odnose u sistemu
SI - međunarodni sustav mjernih jedinica
Osnovna fizička veličina
Osnovna SI jedinica
Naziv veličine
Znak
Naziv jedinice Znak
duljina
l, x, r, itd.
metar
m
masa
m
kilogram
kg
vrijeme, trajanje
t
sekunda
s
električna struja
I, i
amper
A
termodinamička
temperatura
T
kelvin
K
množina
(količina) tvari
n
mol
mol
svjetlosna jakost
Iv
kandela
cd
A  A A
Brojčana
vrijednost
Mjerna
jedinica
SI PREDMETCI
Faktor
Naziv
Znak
Faktor
Naziv
Znak
101
102
103
106
109
1012
1015
1018
1021
1024
deka
hekto
kilo
mega
giga
tera
peta
eksa
zeta
jota
da
h
k
M
G
T
P
E
Z
Y
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
10-21
10-24
deci
centi
mili
mikro
nano
piko
femto
ato
zepto
jokto
d
c
m
μ
n
p
f
a
z
y
http://www.dzm.hr/mjerne_jedinice/
Zakon o mjeriteljstvu (N.N. br. 163/03, 194/03, 111/07)
Mehanika
kinematika
Opis gibanja
ne uzroci gibanja
statika
dinamika
Uzroci gibanja:
sila, utjecaj okoline
KINEMATIKA
Gibanje čestice
Materijalna točka
Referentni sustav - odabir ishodišta
Položaj materijalne točke – vektor položaja u 3D
Promjena položaja - prijeđeni put
Brzina - srednja brzina,
trenutačna ili prava brzina
Ubrzanje – srednje ubrzanje,
trenutačno ili pravo ubrzanje
Gibanje
s obzirom na v
jednoliko
nejednoliko
(ubrzano, usporeno)
Gibanje
s obzirom na put/putanju
nepravocrtno
pravocrtno
(kružna gibanja)
(s obzirom na v)
jednoliko
nejednolikom brzinom
v = konst.
v = konst. tj. postoji a=0
(ubrzano/ usporeno)
jednoliko
ubrzano/usporeno
nejednoliko
ubrzano/usporeno
a= konst.
a= konst.
Pravocrtno gibanje
Jednoliko
v = konst.
Jednoliko ubrzano v= konst. a= konst.
x
Jednoliko, većom brzinom od B
A
D
C
miruje
nejednolikom brzinom
(ubrzano i usporeno)
B Jednoliko, manjom brzinom od A
t
v
Jednoliko ubrzano, većom a od B
A
C
jednolikom brzinom
D
nejednolikim ubrzanjem
B Jednoliko ubrzano, manjom a od A
t
a
nejednoliko ubrzano
A
C
jednoliko ubrzano
B nejednoliko ubrzano
t
D
nejednoliko ubrzano