Govorilne in konzultacijske ure 2014/2015

Transcript

1 FIZIKA

2 Govorilne in konzultacijske ure 2014/2015 Tedenske govorilne in konzultacijske ure: Klemen Zidanšek: sreda od 8.00 do 8.45 ure petek od 9.40 do ure ali po dogovoru v kabinetu D17 Telefon: 03/ klemen.zidansek@sc-celje.si

3 Literatura: R.Kladnik, Fizika za srednješolce 1, Gibanje sila snov, (DZS) R.Kladnik, Fizika za srednješolce 2, Energija toplota zvok, (DZS) R.Kladnik, Fizika za srednješolce 3, Svet elektronov in atomov, (DZS)

4 Poglavja razporejena glede na program in letnik:

5 Strojni tehnik SSI 1 letnik Gradbeni tehnik SSI 1 letnik Logistični tehnik SSI 1 letnik Kemijski tehnik SSI 1 letnik Elektrotehnik SSI 2 letnik Tehnik računalništva SSI 2letnik Elektrotehnik PTI 1 letnik Strojni tehnik SSI 2 letnik Gradbeni tehnik SSI 2 letnik Logistični tehnik SSI 2 letnik Kemijski tehnik SSI 2 letnik Elektrotehnik SSI 3 letnik Tehnik računalništva SSI 3letnik Elektrotehnik PTI 2 letnik Strojni tehnik PTI 1 letnik Avtoservisni tehnik PTI 1 letnik Gredbeni tehnik PTI 1 letnik 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. GIBANJE 3. SILA 4. MEHANIČNE LASTNOSTI SNOVI 5. DELO IN ENERGIJA 6. TOPLTA 7. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI 1. ELEKTRIČNO POLJE 2. ELEKTRIČNI TOK 3. MAGNETNO POLJE 4. MAGNETNA INDUKCIJA 5. ATOMIKA in JEDRSKA ENERGIJA 6. NIHANJE IN VALOVANJE 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. GIBANJE 3. SILA 4. MEHANIČNE LASTNOSTI SNOVI 5. DELO IN ENERGIJA 6. TOPLTA 7. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI

6 Tehnik mehatronike SSI 1 letnik Tehnik mehatronike SSI 2 letnik 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. DELO IN ENERGIJA 3. TOPLTA 4. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI 5. NIHANJE IN VALOVANJE 1. ZVOK AKUSTIKA 2. GEOMETRIJSKA OPTIKA 1. ATOMIKA 2. JEDRSKA ENERGIJA Tehnik mehatronike PTI 1 letnik 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. DELO IN ENERGIJA 3. TOPLTA 4. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI 5. NIHANJE IN VALOVANJE 1. ATOMIKA 2. JEDRSKA ENERGIJA

7 Medijski tehnik SSI 1 letnik 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. GIBANJE 3. SILA 4. MEHANIČNE LASTNOSTI SNOVI 1. DELO IN ENERGIJA 2. TOPLTA 3. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI Medijski tehnik SSI 2 letnik 1. NIHANJE IN VALOVANJE 2. ZVOK AKUSTIKA 3. GEOMETRIJSKA OPTIKA

8 Kozmetični tehnik PTI 1 letnik 1. FIZIKALNE KOLIČINE 2. DELO IN ENERGIJA 3. TOPLTA 4. TERMIČNE LASTNOSTI SNOVI

9 1. FIZIKALNE KOLIČINE -Zaokroževanje (rezultate zaokrožujemo na dve številski mesti). -Znanstveni zapis. -SI sistem. -Predpone. -Povprečna vrednost in napake. To so vsebine, ki jih je potrebno znati.

10 2. GIBANJE GIBANJE spreminjanje lege telesa v opazovalnem sistemu x 2 Δx = x 2 x 1 x 1 x [m] x 1 in x 2 sta legi opazovanega telesa. Razlika med končno x 2 in začetno lego x 1 je PREMIK. Δx = x 2 x 1 POT je dolžina tirnice telesa v opazovanem časovnem intervalu s.

11 2. GIBANJE HITROST Kvocient premika in časovnega intervala: v = x 2 x 1 = Δx t 2 t 1 Δt Enota [m/s = 3,6 km/h] POVPREČNA HITROSTI Kvocient (daljše) prepotovane poti in (večjega) časovnega intervala: v = s t

12 2. GIBANJE 1. Med polurnim sprehodom prehodimo dva kilometra dolgo pot. Izračunajte povprečno velikost hitrosti hoje in jo izrazi v m/s. 2. Kolesar vozi s povprečno hitrostjo 20km/h. Izračunajte, v kolikšnem času prekolesari 33km dolgo pot.

13 2. GIBANJE POSPEŠEK Kvocient spremembe hitrosti in časovnega intervala, v katerem pride do spremembe hitrosti: a = v 2 v 1 = v t 2 t 1 t Enota [m/s 2 ]

14 2. GIBANJE PREMO ENAKOMERNO GIBANJE Hitrost je stalna.. v = konst. Pospešek je enak nič. x v x 0 0 t 0 Pot pri premem enakomernem gibanju pa je enaka: s = vt t

15 Primer: Ali kaže graf na sliki enakomerno gibanje? Opiši to gibanje. x v x 0 0 t 0 t 2. Skiciraj graf hitrosti za to gibanje.

16 Primer: Ledenik drsi s hitrostjo 1, m/s. Koliko časa potrebuje, da se premakne približno z 1,0 km? a. 3,0 meseca. b. 3,0 leta. c. 30 let. d. 300 let.

17 2. GIBANJE PREMO ENAKOMERNO POSPEŠENO GIBANJE a = Δv Δt v = v 0 + at v v 2 = v as s = v 0 t at2 v 0 0 t

18 Tekač prvi dve sekundi po startu enakomerno pospešuje in doseže hitrost 10 ms 1. Izračunajte njegov pospešek in pot, ki jo v tem času opravi.

19 2. GIBANJE Prosti pad je PREMO ENAKOMERNO POSPEŠENO GIBANJE z pospeškom v = gt g = 9,81 m s 2 h = gt2 2 v 2 = 2gh Začetna lega je nič. Začetna hitrost je nič. t je časovni interval padanja. h je premik telesa ali globina. v je hitrost ob koncu intervala.

20 Primer: Kolikšna je globina vodnjaka, če zaslišimo pljusk kamna 3,0s po tem, ko kamen spustimo? Zanemarite čas, ki ga zvok potrebuje, da pride do vrha. t = 3,0s g = 9,8m/s 2 h =? h = gt2 2 h = 9,8m/s2 3,0s 2 2 h = 44 m

21 2. GIBANJE KROŽENJE Je gibanje telesa po krožnici. Lok: s= φr [m] Frekvenca: ν = N t = 1 t 0 1 s = Hz r(t) φ(t) r(0) trenutna lega prepotovana pot - lok izhodišče Kotna hitrost: ω = Δφ Δt = 2π t 0 = 2πν = v r 1 s

22 Primer: Telo kroži okrog središča krožnice s polmerom 20m tako, da v eni minuti opravi kot 1,5 rad. Kakšno pot opravi v tem času?

23 2. GIBANJE Radialni pospešek: a r = v2 r = ω2 r Usmerjen je od krožečega telesa proti središču kroženja. v a r

24 Primer: Kolikšna je velikost radialnega pospeška za delček, prilepljen na konec 30cm dolge lopatice ventilatorja, ki se vrti z 200 obrati v minuti.

25 3. SILA Vpliv telesa iz okolice na telo, ki ga opazujemo (opazovano telo): Sila vpliva na hitrost, ali obliko telesa. Količina: Sila, F. Enota: Newton, 1N = 1kg m s 2.

26 3. SILA Vrste sil: Elektromagnetna sila, Gravitacijska sila, Šibka jedrska sila, Močna jedrska sila. F g Prijemališče sile je točka, v kateri deluje sila, s katero nadomestimo vpliv porazdeljene sile. Nosilka sile je premica na kateri je prijemališče sile in ima enako smer kot sila.

27 3. SILA Količina: Teža, F g. Enota: Newton, N. F g = mg Težni pospešek: g = 9,8 m/s 2

28 Sila kot vektor Sila je vektor ima smer in velikost. F

29 Seštevanje vzporednih sil F R = F 1 + F 2 + F 3 + Seštevanje vzporednih sil, ki delujejo v enaki smeri: F 2 F 1 F 1 F R F 2 F R F1 F 2 Seštevanje vzporednih sil, ki delujejo v nasprotnih smereh: F 2 F 1 F R F 2 F F1 F2 R F 1

30 Seštevanje pravokotnih sil F 2 F 2 F R F R 2 F 1 F 2 2 F 1 F 1

31 Sila F 1 ima velikost 15N, sila F 2 ima velikost 10N. Kolikšna je velikost vsote teh dveh sil ko sta: a) Vzporedni v isti smeri b) Vzporedni v nasprotnih smereh c) Pravokotni.

32 Seštevanje poljubnih sil F 2 F R F 2 F 1 F 1

33 Seštevanje več sil F 1 F 2 F 2 F 3 F 3 F R F 1

34 Razstavljanje sile na pravokotne komponente F y F F x = F cos (α) F y = F sin (α) F x Sila zapisana s koordinatama: F = (F x, F y )

35 Z vrvjo, ki oklepa z vodoravnico kot 30, vlečemo sani po vodoravni podlagi s silo 100N. Razstavi silo vrvice na vodoravno in navpično komponento.

36 Z vrvjo, ki oklepa z vodoravnico kot 60, vlečemo voziček po vodoravni podlagi s silo 400N. Razstavi silo vrvice na vodoravno in navpično komponento.

37 OPAZOVALNI SISTEM OPAZOVALNI SISTEM: Telo ali skupina teles, ki jih opazujemo. OKOLICA: Telesa, ki niso del sistema. ZUNANJE SILE: Vpliv teles iz okolice na telesa sistema. NOTRANJE SILE: Vpliv teles iz opazovalnega sistema na druga telesa v sistemu.

38 1. NZ, zakon vztrajnosti: F = 0 a = 0 2. NZ, zakon gibanja: F = ma 3. NZ, zakon o vzajemnem učinku: F 12 = F 21

39

40

41 Sila trenja F F l F t Trenje je posledica privlačnih sil med delci snovi, ki se dotikata. t

42 Lepenje(statično trenje) je sila med dotikajočima telesoma, ki se ne premikata eden glede na drugega. Trenje(dinamično trenje) je sila med dotikajočima telesoma, ki se premikata eden glede na drugega.

43 Kotalilni upor: Valj se začne premikati ob manjšem kotu naklona strmine z večjim pospeškom v primerjavi s klado. Kotalilni upor je manjši kot lepenje in trenje.

44 Eksperimentalno proučevanje sile trenja da naslednje rezultate: 1) Vektor sile trenja je vzporeden s stičnima ploskvama in je usmerjen v negativni smeri glede na gibanje. 2) Velikost sile trenja ni odvisen od velikosti površine stičnih ploskev in je odvisen od materiala stičnih ploskev. 3) Velikost sile trenja je odvisen od normalne sile na podlago(normalne-pravokotne sile na stično površino).

45 Če povzamemo je velikost sile trenja enaka: F t = k t F n F l = k l F n k - koeficient trenja in lepenja je konstanta odvisna od stičnih materialov ni pa odvisen od hitrosti gibanja stičnih ploskev. (koeficient nima enote)

46 Primer: Klada z maso 5,0kg leži na ravni mizi. Koeficient lepenja med klado in podlago je 0,30. Najmanj kolikšna mora biti velikost sile, usmerjenje vzporedno s podlago, da se klada premakne.

47 NAVOR (ne bo na preverjanu)

48 Gibanje večjega telesa opišemo z: Translacijo vse točke telesa se gibljejo v enaki smeri z enako hitrostjo Rotacija vse točke se gibljejo po krožnicah s središčem na skupni premici, ki se imenuje os vrtenja.

49 Navor opiše vpliv sile na rotacijo!!! Primer: zavore povzročajo navor in ustavijo rotacijo kolesa

50 Navor (M) je enak produktu sile F in ročice r : M = F r [N m] O r r b) F r ročica ali najkrajša razdalja med osjo vrtenja in nosilko sile r razdalja med osjo vrtenja in prijemališčem sile M = F r sin φ je kot med nosilko sile in r.

51 Nekaj primerov navora: Navor O O O r = r r r F F a) b) c) r, r = 0 M = F r M = F r sinφ M = 0 F

52 Predznak navora: + Navor, ki vrti v smeri nasproti urinega kazalca je pozitiven. - Navor, ki vrti telo v smeri urinega kazalca je negativen.

53 Primer: Vrata široka 1m odpiramo s silo 10N. S kakšnim navorom delujemo na vrata: a) če je sila pravokotna na ravnino vrat? b) če je sila pod kotom 60 o glede na ravnino vrat? Rešitev: r = 1 m F = 10 N a) = 90 o b) = 60 o M = F r sin M = F r sin = 10 N 1 m sin 90 o = 10 N 1 m sin 60 o M = 10 N m M = 8,66 N.

54 Naloga 1: S silo 2N delujemo na disk s polmerom 0,5 m kot prikazujejo slike a) b) in c). Izračunaj navore za vse primere? Rešitev: F = 2 N r = 0,5 m a) = 0 o M = 0 N m b) = 45 o M = F r sin = 2 N 0,5 m sin 45 o M = 0,7 N m c) = 0 o M = 0 N m

55 TLAK

56 Učinek isto velike sile na različno velike površine ni enak

57 Zato definiramo novo količino tlak p. Tlak je enak kvocientu pravokotne komponente sile in površine na katero sila deluje. F S p F S Enota: pascal Pa = N m 2 Pogosto uporabljamo tudi enoto [1bar = Pa]

58 Tlak ima drugačen učinek na trdna telesa kot tekočine V trdnih snoveh se tlak širi samo v smeri sile, ki tlak povzroča. V tekočinah se sila širi v vseh smereh in deluje pravokotno na vse površine.

59 Primer uporabe tlaka v tekočinah hidravlika: S 1 F 1 F 2 S 2 p F S 1 1 p F S 2 2

60 S 1 S 2 Pascalov zakon: F1 S 1 F S 2 2 ali: p p 1 2

61 Bat premera 1,0 cm pritisnemo s silo 100 N. Bat je s cevjo povezan z batom premera 10 cm. Kolikšno silo zadrži drugi bat? Za koliko se premakne drugi bat, če se prvi premakne za 10 cm?