Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku"

Antonina Sobolewska
6 lat temu
Przeglądów:

1 w poprzednim odcinku 1

2 Nauka - technika 2

3 Metodologia Problem Hipoteza EKSPERYMENT JAKO NARZĘDZIE WERYFIKACJI 3

4 Fizyka wielkości fizyczne opisują właściwości obiektów i pozwalają również ilościowo porównać te właściwości prawa fizyczne formułuje się na podstawie doświadczeń wielkością fizyczną jest każda wielkość, która daje się mierzyć czyli porównywać ze wzorcem jednostki tej wielkości w definicji wielkości fizycznej zawarte są informacje dotyczące jej pomiaru fizyka stosuje matematyczny opis zjawisk ( matematyka jest językiem fizyki ) empirycznie wielkości fizyczne dokładnie ( ściśle ) zdefiniowane Fizyka jest nauką ścisła i empiryczną 4

5 Podstawowe wielkości Układ SI (Systeme International) Wielkość Nazwa Symbo l Długość metr m Masa kilogram kg Czas sekunda s Natężenie prądu elektrycznego amper A Temperatura Kelwin K Ilość materii mol mol Światłość kandela cd Kąt płaski radian rad Kąt bryłowy steradian sr 5

6 Wielkości pochodne Jednostki pochodne v s t v Δx Δt 6

7 Wielkości i jednostki pochodne Wielkości fizyczne można przedstawić jako kombinację kilku wielkości podstawowych Jednostki wielkości pochodnych odzwierciedlają ich relację z jednostkami podstawowymi wygodniej redukcjonizm 7

8 Przeliczanie jednostek miar 8

9 Jednostki - przedrostki 9

10 Pomiary Pomiar porównanie ilościowe ze wzorcem Każdy pomiar dowolnej wielkości jest zawsze obarczony niepewnością pomiarową (błędem pomiarowym). niepewność 1mm niepewność 0.01mm 10

11 Ciąg dalszy nastąpi Internetowy test wstępny z FIZYKI 11

Wzorce sekunda Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (1967) 9 192 631 770 okresów promieniowania odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami F = 3 i F = 4 struktury nadsubtelnej stanu

12 Wzorce sekunda Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (1967) okresów promieniowania odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami F = 3 i F = 4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2 S 1/2 atomu cezu 133 Cs w stanie podstawowym w temperaturze 0 K. Poprzednio sekundę definiowano jako 1/ ,9747 część roku zwrotnikowego 1900 lub 1/86400 część doby. 12

13 Wzorce sekunda Aktualnie niepewność pomiaru czasu to 1s na 70mln lat!!! 13

Wzorce maksymalna dokładność i powszechność, uniwersalność metr 1795 1889 10-7 długości mierzonej wzdłuż południka paryskiego od

1960-1983 długość równa 1 659 763,73 długości fali promieniowania w próżni odpowiadającego przejściu między poziomami 2p 10 a 5d 5

14 Wzorce maksymalna dokładność i powszechność, uniwersalność metr długości mierzonej wzdłuż południka paryskiego od równika do bieguna odległość między odpowiednimi kreskami na wzorcu, równą 0, ćwiartki południka ziemskiego długość równa ,73 długości fali promieniowania w próżni odpowiadającego przejściu między poziomami 2p 10 a 5d 5 atomu 86 Kr kryptonu 86. Generalna Konferencja Miar i Wag (1983) Odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/ s 14

15 Wzorce metr Odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/ s 15

przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres koło Paryża.

16 Wzorce kilogram I Generalna Konferencja Miar (1889) Masa wzorca (walca o wysokości i średnicy podstawy 39 mm wykonanego ze stopu platyny z irydem) przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres koło Paryża. W przybliżeniu masa 1 litra wody w temperaturze 4 stopni Celsjusza przy ciśnieniu normalnym. 16

17 Wzorce amper Międzynarodowy Kongres Elektryczny, Chicago, 1893 Generalna Konferencja Miar i Wag 1946 Stały prąd elektryczny, który płynąc w dwóch równoległych, prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o znikomo małym przekroju kołowym, umieszczonych w próżni w odległości 1 m od siebie, spowodowałby wzajemne oddziaływanie przewodów na siebie z siłą równą N na każdy metr długości przewodu. 17

18 Wzorce kelwin Generalna Konferencja Miar i Wag /273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody. Skala Kelwina to skala termodynamiczna 0K oznacza zero absolutne, najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć kryształ doskonały, w którym ustały wszelkie drgania cząsteczek. Woda używana w określeniu wzorca to woda oceaniczna (Vienna Standard Mean Ocean Water) posiadające punkt potrójny w 0.01ºC, przy ciśnieniu Pa. Woda słodka i deszczowa zawierają więcej izotopów lekkich, które ulegają szybszemu parowaniu. 18

19 Wzorce mol Generalna Konferencja Miar i Wag 1971 Jeden mol jest to liczność materii układu zawierającego liczbę cząstek równą liczbie atomów w masie 12 gramów izotopu węgla 12 C. W jednym molu znajduje się ok. 6, (10) cząstek. Liczba ta jest nazywana stałą Avogadra (liczbą Avogadra). Równocześnie z licznością musi być podawany rodzaj cząstek (cząsteczki, atomy, jony, elektrony itp.) Definicja alternatywna: Liczność substancji, przy której masa wyrażona w gramach jest jednakowa z masą atomową. Masa atomowa: liczba określająca ile razy jeden reprezentatywny atom danego pierwiastka chemicznego jest cięższy od 1/12 izotopu 12 C Jednostką pochodną jest masa molowa (masa jednego mola) Masa molowa wodoru H 2 wynosi około 2g/mol 19

Wzorce kandela Generalna Konferencja Miar i Wag 1979 Światłość, z jaką

monochromatyczne o częstotliwości 540 10 12 Hz, i którego natężenie w tym

czarnego w temperaturze topnienia platyny pod ciśnieniem 1 atmosfery

20 Wzorce kandela Generalna Konferencja Miar i Wag 1979 Światłość, z jaką świeci w określonym kierunku źródło emitujące promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości Hz, i którego natężenie w tym kierunku jest równe 1/683 W/sr 1948: światłość 1/ m² ciała doskonale czarnego w temperaturze topnienia platyny pod ciśnieniem 1 atmosfery fizycznej. Częstotliwość odpowiada światłu zielonemu, na które ludzkie oko jest najbardziej czułe. 20

21 Modele w fizyce Uproszczenie problemów Tworzenie prostych modeli, pojęć i operowanie nimi 21

22 Złożenie ruchów 22

23 Układ odniesienia, układ współrzędnych Układ kartezjański (prostokątny) Ԧr=(x,y) (2D) Ԧr=(x,y,z) (3D) Układ biegunowy (2D) Ԧr=(r,φ) Układ sferyczny (3D) Ԧr=(r,φ,θ) 23

24 Złożenie ruchów UWAGA! Ważne żeby zaznaczać w jakim układzie odniesienia opisujemy ruch! 24

25 Złożenie ruchów UWAGA! Ważne żeby zaznaczać w jakim układzie odniesienia opisujemy ruch! 25

26 Opis ruchu Opis ruchu Tor, równanie toru Zależność od czasu wielkości wektorowych: położenie przemieszczenie prędkość przyśpieszenie UWAGA! Ważne żeby zaznaczać w jakim układzie odniesienia opisujemy ruch! 26

27 Tor ruchu Zbiór punktów przestrzeni, przez które przechodzi badany obiekt podczas swojego ruchu UWAGA! Ważne żeby zaznaczać w jakim układzie odniesienia opisujemy ruch! 27

28 Opis ruchu Przemieszczenie - zmiana położenia: Prędkość średnia Prędkość średnią definiujemy jako przemieszczenie obiektu, które nastąpiło w pewnym przedziale czasu v Δx Δt Wartość wektora prędkości często nazywana jest szybkością Układ odniesienia! Układ współrzędnych! 28

29 Prędkość Prędkość (chwilowa) Rozpatrujemy infinitezymalne przedziały czasu UWAGA!!! Wektor prędkości (chwilowej) jest ZAWSZE styczny do toru!!! Układ odniesienia! Układ współrzędnych! 29

30 Pochodna Pochodna funkcji f(x) w danym punkcie x jest równa współczynnikowi nachylenia prostej stycznej do f(x) w punkcie x. Pochodna opisuje szybkość zmian funkcji Kształt funkcji pochodnej możemy wyznaczyć graficznie albo ze wzorów analiza matematyczna 30

31 Prędkość - pochodna Układ odniesienia! Układ współrzędnych! 31

Przyspieszenie Przyspieszenie (chwilowe) Wektor przyspieszenia jest pochodną wektora prędkości po czasie: może być związane ze zmianą wartości prędkości ruch prostoliniowy, np.

32 Przyspieszenie Przyspieszenie (chwilowe) Wektor przyspieszenia jest pochodną wektora prędkości po czasie: może być związane ze zmianą wartości prędkości ruch prostoliniowy, np. ruszanie windy może być związane ze zmianą kierunku i zwrotu wektora prędkości przy stałej wartości prędkości ruch po okręgu (później) Układ odniesienia! Układ współrzędnych! 32

33 Opis ruchu Ԧr(t) pochodna całka pochodna całka 33

34 Przykład 34

35 Przykład V 140 mil/h 63m/s t 2s 35

36 Przykład 36

Podobne dokumenty

Fizyka i wielkości fizyczne

Fizyka i wielkości fizyczne Fizyka: - Stosuje opis matematyczny zjawisk - Formułuje prawa fizyczne na podstawie doświadczeń - Opiera się na prawach podstawowych (aksjomatach) Wielkością fizyczną jest każda