Fizika

• Metode istraživanja u fizici


  Postoje dvije metode istraživaanja u fizici: eksperimentalna i teorijska.
• Eksperimentalna metoda

  temelj je pokus, odnosno pojava koja se može ponoviti u laboratorijskim uvjetima

  opažanje i mjerenje (kvantitativni opis opažanja)
• Teorijska metoda

  pronalaženje povezanosti između pojedinih fizikalnih veličina, fizikalni zakon

  >rečenice, tablice, grafički prikaz funkcijama

  >mora se potvrditi mjerenjima
• Fizikalne veličine

  Fizikalna veličina je mjerni broj množen mjernom jedinicom.
• SI sustav

  odnosno, međunarodni sustav jedinica je skup osnovnih veličina kojima su pridružene osnovne mjerne jedinice

  >vrijeme (s), duljina (m), masa (kg), električna struja (A), termodinamička temperatura (K), količina tvari (mol), svjetlosna jakost (C)
• Vektorska veličina

  Veličine određene intenzitetom, smjerom i orijentacijom

  (pr. sila, brzina, akceleracija, impuls,...)
• Operacije s vektorima

  Zbrajanje vektora (pravilo trokuta, paralelograma, mnogokuta)

  Množenje vektora skalarom-skalarni umnožak

  Množenje vektora - vektorski umnožak, mješovit umnožak

  i,j,k označuju pravce u trodimenzionalnom sustavu, odnosno u prostoru
• skalarni produkt

  a*b=ab cosL

  a=axi+ayj+azk, b=bxi+byj+bzk

  a*b=axbx +ayby+azbz
• Vektorski produkt

  rezultat je vektor

  rezultat je jednak umnošku vektora i sinusa kuta među njima

  Ia x bI=ab sin L

  Vektor a x b okomit je na vektore a i b, a njegov smjer određuje se pravilom desne ruke.

  ako su a i b paralelni vektorski umožak im je 0i tada je; Ia x bI=(aybz-azby)i+(azbx-axbz)j+(axby-aybx)k
• Materijalna točka

  zamišljen pojam, aproksimacija, odnosno tijelo u kojoemu je sva masa sadržana u jednoj točki
• Vektor položaja materijalne točke

  r= xi+ yj + zk

  govori nam gdje se točno nalazi materijalna točka u nekom prostoru
• Vektor pomaka materijalne točke

  $Δr=$$r2-r1$

  govori nam koliki je pomak napravila materijalna točka iz jednog trena u drugi
• Putanja

  skup svih točaka kroz koje prolazi materijalna točka dok se kreće

  r(t)= x(t)i+y(t)j+ z(t)k
• Put

  dio putanje koji čestica prijeđe u određenom vremenu

  x=x0 + vt
• Brzina v=s/t

  pri jednolikom pravocrtnom gibanju je granična vrijednost koja se ne mijenja odnosno konstantna je

  s=vt

  pri jednolikom ubrazanom pravocrtnom gibanju brzina se mijenja, svako takvo gibanje ima svoju početnu brzinu koje se onda prolaskom vremena mijenja

  s= v0t + a/2 t^2

  v=v0+ at

  
• Akceleracija

  ubrzanje je vektorska veličina

  granična vrijednost koja je uvijek u smjeru promjene brzine, no nije uvijek u smjeru gibanja

  pri jednolikom pravocrtnom gibanju ona je jednaka nuli

  pri ubrzano pravocrtom gibanju se ne mijenja, odnosno konstantna je

  a=v/t
• Prosječna brzina pri krivocrtnom gibanju

  v=rb-ra/t2-t1

  v=dr/dt
• Prava brzina pri krivocrtnom gubanju

  prava (trenutna) brzina je granična vrijednost srednje brzine

  
• Prosječna akceleracija pri krivocrtnom gibanju

  a= dv/dt
• Prava akceleracija pri krivocrtnom gibanju

  
• Slobodan pad

  gibanje s konstantnim ubrzanjem

  v=gt

  s=h=g/2t^2

  s=vt/2

  
• Kosi hitac

  krivocrtno gibanje u ravnini s konstantnim ubrzanjem
• Kosi hitackrivocrtno gibanje u ravnini s konstantnim ubrzanjem

  x=dˇ2x/dˇ2t=0

  y=dˇ2x/dˇ2t=-g

  
• Kosi hitac visina

  
• Kosi hitac domet

  
• Horizontalan htiac

  krivocrtno gibaje u vertikalnoj ravnini s konstantnim ubrzanjem g (akceleracijom sile teže)

  jednadžba staze je

  
• Horizontalni domet

  horizontalna udaljenost između polazne i udarne točke

  
• Centripetalna akceleracija

  • radijalna akceleracija
  • ima smjer prema središtu kružnice
  • materijalna točka se nalazi u trenutku t1 u toči A, a u trenutku t2 u točki B, pri tome se mijenja smjer brzine za delta v= v2 - v1
  • ako je r0 jedinični vektor okrenut prema središtu kružnice onda je acp= -rwˇ2r0=-vˇ2/r *r0= w x v
• Tangencijalna akceleracija

  • nastaje zbog promjene smjera obodne brzine
  • komponenta je ukupne akceleracije u smjeru tangente odnosno jediničnog vektora t0 [rad/s]
  • at= L x r, L je kutna akceleracija, ako je L=0 onda je i a=0
  • pri nejednolikom kružnom gibanju postoje acp i at
  • radijalna akceleracija ima smjer prema središtu kružnice a atangencijalna u smjeru tangente (okomite su jedna na drugu)
• Ukupna akceleracija

  zbroj acp i at

  
• obodne brzina

  obodna se brzina računa po v= w x r

  uvijek je okomita na vektore w i r

  kut između w i r je pi/2 pa je sin L =1, tako da se ta relacija može zapisati kao v= w x r (mora se paziti na redoslijed radi predznaka)
• kutna brzina

  vektor koji ima smjer na pravcu osi rotacije određen s pravilom desne ruke w kutna brzina u rad/s, odnosno ona je prijeđeni kut phi u nekom vremenu t
• Rastavljanje sila ma komponente, pr kosine i njihala

  vektori su kolinearni ako su pravci paralelni, tada ih možemo translatirati

  zbrajamo ih po pravilu trokuta ili paralelograma

  
• Prvi Newtonov zakon mehanike

  Naziva se još i princip ustrajnosti, tromosti ili inercije

  Svako tijelo ostaje u stanju mirovanja ili jednolikog gibanja po pravcu sve dok ga vanjska sila ne prinudi da to stanje promjeni

  >uzrok promjene gibaja je djelovanje sile na tijelo

  >položaj tijela obzirom na neko drugo tijelo određujemo izborom referentnog sustava

  Inercijalni sustavi su sustavi u kojim vrijedi prvi newtonow zakon

  npr. heliocentrični susutav, Sunce predstavlja središe, a Zemlja predstavlja materijalnu točku
• Drugi Newtonov zakon mehanike

  Što je masa tijela veća, to je za ubrzanje tog tijela potrebna veća sila

  F=ma

  >opisuje ponašanje tijela kada na nj djeluje određena vanjska sila F

  >akceleracija je proporcionalna sili, te ima isti smjer kao i sila

  F=dp/dt, a p=mv pa je F=d(mv)/dt=ma

  >može se izraziti u dva oblika

  1. F=dp/dt (vrijedi u Newtonovoj i relativističkoj mehanici )
  2. F=ma (kao nerelativistički oblik vrijedi samo u Newtenovoj mehanici)
• Treći Newtonov zakon mehanike

  Svakom djelovanju uvijek je suprotno i jednako protudjelovanje (reakcija
• Atwoodov uređaj

  preko tog uređaja ispitujemo djelovanje sile na gibanje tijela

  >preko kolotura je bačena tanka žica na čijim krajevima vise dva utega jednaka po masi.Jedan je uteg razrezan prvi vrhu na kriške, kao matice, te se putem žice te matice/kriške mogu prebacivati ne drugi uteg .Kada su utezima mase jednake, sustav miruje, a kada su im nejednake sustave se giba po težini pretega

  (m2-m1)g
• Količina gibanja

  definirana je umnoškom mase i brzine

  p=mv

  >označava osobinu tijela koje se giba

  >tijelo s velikom količinom gibanja je teže zaustaviti (pr. kamion na autocesti)

  F= dp/dt = d(mv)/dt

  dp= d(mv) = Fdt
• Zakon očuvanja količine gibanja

  ukupna količina gibanja zatvorenog sistema konstantna je bez obzira na to kakvi se procesi i međudjelovanja odvijaju u sustavu

  p = suma mv= konst

  
• Povezanost količine gibanja i impulsa sile

  Relacija daje vezu po kojoj je impuls sile jednak promjeni količine gibanjetijela na koje djeluje ta sila

  >ako je tijelo na početku mirovalo tada je impuls sile jednak količini gibanja koju tijelo ima nakon djelovanja impulsa sile

  >povezanost s 2. NZ

  F=dp/dt=d(mv)/dt

  Fdt=dp