ФИЗИКА
ISBN 978-86-17-21016-6
за 1. разред четворогодишњих средњих стручних школа.
Обрађено је седам тематских целина:
1. Физика и њене методе проучавања
2. Кинематика
3. Динамика
4. Основе релативистичке механике
5. Основна физичка поља
6. Закони одржања
7. Молекуларна физика на крају сваке тематске целине
4.1.
6.5.
6.7.
7.8.
Земљиних сателита остварују се радио-везе
Дакле, открића у физици су основа технике. Физика и астрономија. истраживањима тајни космичког простора највише је допринела физика. Постоји и посебна грана физике – астрофизика –која је усмерена на проучавања космичког света. нове методе и нова техничка средства омогућила су
J кАнДЕлА cd
кОличинА суПсТАнЦЕ nm МОл mol
терије (механичко, топлотно, електромагнетно и
грађу материје и основна својства материје (инертност тела, електрична, магнетна итд.).
♣ Физика је фундаментална (основна) наука; њене
се и у другим природним наукама. Физика је експериментална, теоријска и примењена наука
♣ сазнања у физици
ПитАњА
1 Шта изучава физика?
2. Зашто се каже да је физика фундаментална наука?
3. Како физика утиче на развој других наука?
4. Која открића у физичким л абораторијама су довела до нових техничких остварења?
5. Како физика утиче на развој технике?
6. Које методе проучавања користи физика?
7. Како дефинишемо експеримент?
8. Шта је теорија?
9. Да ли су теорија и експеримент повезани?
10. Шта је физички закон?
11. Шта је физички принцип?
12. Шта су физичке величине?
13. Које су основне физичке величине?
14. Наведите неке изведене физичке величине.
15. Шта је мерење?
почетак и дату тачку; усмерен је од
тачке A(x, y, z), јесте, усмерена дијагонала квадра чије
Аналогно томе, ако посматрамо кретање вештачког сателита у односу на Земљу, путања му је кружница. у референтном систему везаном за сунце, путања сателита је завојница која обавија Земљину орбиту (слика 2.18).
из овога следи закључак: облик путање може се дефинисати само у оквиру одређеног система референције.
А шта је пут?
Пут је део путање који тело пређе у одређеном интервалу времена.
Према облику путање (пута), кретања могу да буду: праволинијска и криволинијска.
Праволинијско кретање може да буде равномерно или неравномерно (променљиво). код праволинијског равномерног кретања, тело за исте интервале времена прелази једнака растојања, а код праволинијског
ABCD v v v v
Слика 2.30. Тренутна брзина
Тренутна брзина карактерише кретање у једном (датом) тренутку, у једној тачки путање.
када је кретање равномерно, интензитет тренутне брзине је у свим тренуцима исти и једнак средњој вредности брзине
РАВнОмЕРнО
равномерно кружно кретање (слика 2.44).
Равномерно кружно кретање је
кружници брзином сталног интензитета.
код равномерног кружног кретања,
тачке)
Интензитет брзине материјалне тачке при равномерном кружном кретању једнак
има брзину (слика 2.45). Пошто су
та два вектора ( ).
вектори и имају правац тангенте у тачкама
разне врсте механичког кретања су: тело (материјална тачка), референтни систем, путања, пут, померај, брзина и убрзање.
Тело чије се димензије, облик
кинематика
ПитАњА
1. По чему се разликују скаларне и векторске величине? Наведите одговарајуће примере тих величина.
2. Постоји ли разлика између координатног (Декартовог) система у математици и референтног система у физици?
3. Дефинишите радијус-вектор (вектор положаја). Како се одређују његов правац, смер и интензитет?
4. Набројте величине у кинематици којима се описује механичко кретање.
5. Да ли од избора референтног система зависе: облик путање, пут, брзина, убрзање и померај?
6. Каква је разлика између пута и путање тела? А
7.
8. Може ли брзина криволинијског
9.
10. Дефинишите
11.
12.
15.
16.
17.
18. Како се дефинишу код кружног
19.
20.
21.
22.
1.
а) б)
3.2.
2.
3.
равномерног
тачке у функцији
12
m креће се убрзано иако
на њега не делује никаква сила, што је супротно Закону инерције. на тело масе m делује сила еластичности истегнуте опруге динамометра, али оно је у
Слика 3.14. Слика 3.15.
3.14.
3.15.
ТРАНСЛАТОРНО
Равномерно праволинијско
кретање (v = const)
пут: s = vt.
Равномерно убрзано праволинијско (a = const)
брзина: v =v0 + at,
Равномерно ротационо кретање (w = const)
описани угао: q = wt.
(a = const)
брзина: w = w0 + at, пут: s = v0t + 1 2 at 2 , описани угао: q = w0t + 1 2 at 2 ,
ПитАњА
1. Шта је основни задатак динамике?
2. Које су величине карактеристичне у динамици?
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18. Како се дефинишу: момент инерције, момент силе и момент импулса?
19. Квалит ативно и квантитативно дефинишите механички рад. Какве вредности може имати
22.
се у истом математичком облику у свим инерцијалним референтним системима. То значи, да су сви инерцијални референтни системи равноправни, односно међусобно еквивалентни у односу на све физичке законе (а не само законе класичне механике).
2. Принцип константности брзине светлости: брзина
посматрача и отуда је
на инерцијални систем S (Земља). нека се у систему S (на Земљи) налази шипка (у стању
d0 = x2 – x1 (слика 4.1а). у систему S’ (космичком
Зато би, на пример, посматра-
чу поред којег прође кугла великом
брзином (упоредивом са брзином светлости) она изгледала спљоште-
на и то утолико израженије што је
брзина кугле већа (слика 4.2).
Треба истаћи да је скраћивање
дужине обострано за посматраче у
оба инерцијална система (S и S’), што је илустровано сликом 4.1.
За посматрача на Земљи свемирски брод у лету био би скраћен (слика 4.3). свакако, за посматрача у свемирском броду његова дужина, коју сам мери, увек је иста, без обзира на
вакууму.
За посматрача у
1.
2.
3.
4.
7.
16.
17.
18.
19. Израчунајте
20.
21.
22.
23.
својства тела. с макроскопског (феноменолошког) становишта,
Coulomb Charles (1736–1806)
електричног поља и скаларна је величина. карактерише је само бројна вредност и одговарајућа мерна јединица.
бити позитиван, ако је
(Aleksandar Volta, 1745–1827).
када у њеној близини нема других наелектрисаних тела, радијално су распоређене. у
пољу позитивног тачкастог
elektricnog polja
капацитивност
(тела) зависи само од његових геометријских димензија и од електричних својстава средине у којој се проводник (тело) налази.
Јединица електричне капацитивности је кулон по волту, названа
фарад [F]: F= C V .
капацитивно ст од 1 фарада је веома велика.
усамљена кугла полупречника 9 · 10 9 m, што је за око 1400 пута већи од полупречника Земље. у пракси се користе мање јединице: микрофарад (1mF = 10 –6F), нанофарад (1nF = 10 –9F) и пикофарад (1pF = 10 –12F).
чија
запремина одговарала запремини Земље, износила би око 700 m
-
је
зависности
узајамног
но, електрично (електростатичко), магнетно (електромагнетно).
свако физичко поље испољава се одређеном силом којом делује на друга тела која се у пољу налазе, а имају основно
2.
3.
4.
5.
6.
12.
18.
19.
20. Дефинишите
21.
22.
23.
27. Како су
29.
Слика 6.6.
Сл. 6.5.
Slika 2.1. Ilustracija prvog principa termodinamike
и не уништавају; они се само прераспоређују у оквиру самог
♣ скуп тела (честица) која узајамно делују само унутрашњим силама, а деловање спољашњих сила је одстрањено или се њихова деловања међусобно компензују (резултанта спољашњих сила једнака нули), чине изоловани физички
1.
2. Набројте основне
3. Уопштено дефинишите
4.
5. Каква разлика
система?
6.
7.
12.
13.
16.
17.
19.
20.
21.
22. Постоји
23.
24.
ким ракетама, такође, свој рад заснивају на законитостима топлотних појава. Закони којима се покоравају топлотне
(макроскопски, феноменолошки) и молекуларно-кинетички (микроскопски). у термодинамичком приступу
даје молекуларно-кинетичка теорија.
Топлотне појаве заједно са механичким кретањем тела
су
човекову пажњу. Оне играју велику улогу у људском животу, као и биљном и животињском свету. измена температуре нашег тела само за један степен наговештава здравствени поремећај. колико топлотне промене утичу на живи свет, најбоље се види по годишњим добима. Промене температуре утичу и на својства тела. Знамо да при загревању чврста тела повећавају димензије, а течности запремину. Значајно се мењају и механичка својства, на пример еластичност. Ако се гумено црево охлади испод – 100 ºC оно постаје ломљиво (крто) као стакло. све набројане
Молекуларно-кинетичка теорија приказује
као о елементарној честици.
Међутим, молекул није недељива честица, састављена је од атома, а и атоми су изграђени од ситнијих честица: електрона у атомском омотачу
неутрона у атомском језгру (што нам је познато
ове силе су уравнотежене: молекули (њихови центри)
ПОВРШинСки нАПОн
на површини која раздваја течност и гас настаје сила, условље-
на различитим молекулским узајамним деловањем у тим срединама. сваки молекул A у унутрашњости течности равномерно је окружен суседним молекулима (слика 7.6).
Резултанта међумолекулских сила, које на њега
једнака је нули. Међутим, молекул B на површини течности,
молекулских
случају могу занемарити силе које делују између молекула,
хелијум, аргон итд.).
Један од тих закона открио је почетком прошлог века италијански
на стање гаса, Авогадров закон има следећи облик: на истим температурама и притиску, једнаке запремине различитих гасова садрже исти број молекула.
Ако неки узорак (гас у суду) садржи N молекула,
ДРуГи ПРинЦиП тЕРмОДинАмикЕ
свакодневно искуство показује да топлота спонтано прелази са тела више на тело ниже температуре. Међутим, Први принцип термодинамике не би био нарушен ако би, обрнуто, топлота прелазила и од тела ниже на тело више температуре, под условом да укупна енергија изолованог система остаје неизмењена (константна). Пракса показује да се такав процес спонтано никад не дешава.
Према томе, може се закључити да се смер топлотних процеса, њихова неповратност, не може објаснити помоћу Првог принципа термодинамике. смер топлотних процеса одређује Други прицип термодинамике. Он
Slika 2.11. Toplota spontano prelazi sa
Slika 2.11. Toplota spontano prelazi sa tela više na telo niþe temperature
Slika 2.12. Toplota ne moþe spontano da prelazi satela niþe na telo više
честица (молекула,
ма и др.)
се паралелно: макроскопска термодинамика
молекуларно – кинетичка теорија супстанце. у термодинамици се проучавају топлотна својства тела (система) као целине, запостављајући при томе структуру супстанције. Међутим, у молекуларно-кинетичкој теорији, управо, полази се од својстава и понашања саставних честица (молекула, атома, јона и др.) и на основу тога се изводе закључци о топлотним својствима и понашању тела (атома) као целине. Макроскопска (феноменолошка) термодинамика и
ПитАњА
1. Наведите чињенице које потврђују молекулску структуру супстанције као и примере којима се илуструје њихово непрекидно (хаотично кретање).
2. Шта је количина супстанције и којим јединицама се изражава?
3. Колика је количина супстанције једног литра воде?
4. Чему је једнака маса једног мола? Како се
5. Шта је Авогадров број?
6. Како се може наћи број
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15. Чему је једнак рад
16.
изражава?
19.
20.
21.
22.
23.
24.
26.
1. М. Распоповић, Физика за 1. разред гимназије, Завод за уџбенике, Београд, 2006.
2. група аутора, Физика са збирком задатака и приручником за лабораторијске вежбе за 1. разред средње школе, Завод за уџбенике и наставна средства, Београд, 2005.
3. М. О. Распоповић, Ј. шетрајчић, З. Распоповић Физика за 2. разред гимназије природно-математичког смера, Завод за уџбенике и наставна средства, Београд, 2005.
4. М. Распоповић, Б. Цвeтковић, г кековић,
Физика – збирка задатака са лабораторијским вежбама за 1. разред гимназије, Завод за уџбенике и наставна средства, Београд 2006.
5. М. Распоповић, Ј. шетрајчић, З. Распоповић Физика –
зије природно-математичког смера, Завод
средства, Београд, 2005.
6. наташа чалуковић, Физика – збирка задатака и тестова за 2. разред гимназије, круг, Београд, 2003.
7. Д. илић, М. Џомбасевић, Д. лазић, с. Милојевић, Физика за војне академије Југословенске народне армије, Завод за издавање уџбеника и наставна средства, Београд, 1967.
8. Атлас физике, грађевинска књига, Београд, 2007.
9. Б. никић, н чалуковић, За радозналог
10. Р. иванковић, Б. Бошковић,
11. Andrew Robinson, Sto godina relativnosti, Školska knjiga, Zagreb, 2005.
12. М. Ждрале, АБЦ...
2005.
13. I. Supek, Povijest fizike, Školska knjiga, Zagreb, 2004.
Београд, 2006.
2001.
1.
Лектор Слободанка Предојевић
Коректор
Графичка припрема Абрака-Дабра, Нови Сад
Формат: 20,5 × 26,5 cm
Обим: 22,5 штампарских табака Тираж: 2.500 примерака
Рукопис предат у штампу јуна
