_FizikA_

Zapažanja i osvrt na naučeno iz Fizike

Prva vježba koju sam radio zajedno sa Mirzom je  laboratorijska vježba broj 3. Radi se o provjeri zakona sačuvanja mehaničke energije.  

Ovu vježbu nismo baš uspješno uradili,greška pri mjerenju je bila velika,dobili smo rezultate očuvanja energije od 18% do 85% što je naravno prevelik razmak.

U prvoj vježbi,Mirza i ja nismo ispunili naša očekivanja,mislili smo da će to biti puno bolje.

Napravili smo dosta mjerenja,tačnije 6,ali ispostavilo se da nismo bili dovoljno ozbiljni i da smo dosta griješili,ali šta je tu je,biće bolje idući put.

 

Drugu vježbu koju sam radio imala je zadatak da se odredi ubrzanje Zemljine teže pomoću matematičkog klatna.

Ovu vježbu sam radio sam jer je moj kolega Mirza bio odsutan sa nastave.

Malo sam se raspitao za rezultate kod grupe koja je radila ovu vježbu prije mene, tu su mi malo pomogli.

Moji rezultati su se trebali podudarati sa svima poznatom vrijednošću Zemljinog ubrzanja, 9,81m/ s2

Za ovu vježbu mogu reći da sam je dosta dobro uradio.
Napravio sam 4 mjerenja koja su iznosila od 9,30 m/ s2 do 9,72 m/ s2

Znači da nisam puno “fulao”,greška je bila 1,79%,ali je professor rekao da je i to opet puno,ali u odnosu na prošlu vjezbu da je odlično.

 

Iduća vježba koju sam radio je vježba broj 5,Mirza se vratio u školu tako da je odma bilo lakše.

Odlučili smo da ovu vježbu uradimo dosta precizno i da popravimo naše rezultate u odnosu na druge vježbe. Zadatak je bio odrediti brzinu zvuka i dobiti što preciznije rezultate  vrijednosti c=340m/s.

Raspitali smo se malo na koji način su drugi radili ovu vježbu. Napravili smo 4 mjerenja,koja su bila dosta dobra,rezultati mjerenja od 332,224 m/s do 355,104m/s.

c= ( 345,308 + 13,08)m/s

Sada je greška bila još manja 1,01%. Znali smo da polako napredujemo,ali to još nije bilo ono što je professor htio od nas.



Vježbu broj 6 nisam radio,bio sam dežurni učenik. Uzeo sam svesku od Mirze,malo pogledao,on mi je objasnio šta je trebalo da se uradio,rezultati su mu bili dosta dobri.Taj čas im je profesor podjelio loše ocjene,sva sreća pa me nije bilo.

Mirzino mjerenje:
σ= (0,034 + 0,008)N/m



Došla je sedma vježba,radio sam je opet sa Mirzom. Trebalo je odrediti specifični toplotni kapacitet kalorimetra. Počeli smo raditi ali nismo uspjeli napraviti nego jedno mjerenje,vježba je dosta zahtjevna a imali smo samo jedan čas.

Rezultat tog mjerenja k=480

Taj čas nam je profesor rekao da trebamo unijeti malo kreativnosti,tražiti druge načine da dokažemo zadatak koji imamo.



Tako da smo iduću vježbu broj 8,ja i Mirza malo istraživali,vježbu je trebalo  odrediti žižnu daljinu Besselovom metodom. Odlučili smo se uozbiljiti za ovu vježbu,našli smo na internetu drugi metod za ovu vježbu,direktni metod. Prvo smo uradili mjerenja i izracunali preko formula koje odgovaraju Besselevoj metodi. Nakon svega toga smo odlučili da uradimo i na taj drugi način,direktni metod,izračunali smo sve,dobivali smo rezultate f=5,83 cm, f=5.6 cm i f= 11,6 cm

f= (7,6 + 2.56)cm

Moram napomenuti da smo treće mjerenje kao zaslon koristili zid,malo smo odstupili od onoga što nam piše na papiru,nismo mogli izoštriti dobro sliku pa smo vjerovatno zbog toga dobili tako velik rezultat.

Ova vježba je bila jedna od uspješniji,bili smo jako zadovoljni sa onim što smo uradili.

Iduća vježba,broj 9,mjerenje dužine pomičnom mjerkom. Pripremu nismo imali na Jasinom blogu,pa smo se morali snaći,pa je Mirza poslikao pripremu za tu vježbu dan ranije,malo smo pregledali kući,tražili po netu,našli koji su djelovi šublera i kako se mjeri šublerom jer nismo znali. Uglavnom nismo uspjeli naći ništa posebno.Trebali smo izmjeriti debljinu stijenke neke cijevi. Počeli smo mjeriti,nije nam bilo baš nešto dobro pa smo odlučili zvati profesora da nam objasni napokon kako se mjeri šublerom,nakon toga smo izvršili nekoliko mjerenja. U prvom mjerenju dobili smo da je d=4,945 mm. U 2. je d iznosilo 4,880 mm, a u trećem 4,882 mm.2Rsr= 20.003, a 2rsr=15,094. Δ2Rsr= 0,002, Δ2rsr= 0.026. Greške su bile minimalne. Greška za mjerenje vanjskog prečnika iznosila je  0,001%, a za unutrašnji 0.17%.

d= (4,90 + 0,063)mm



Zadnja vježba koju smo radili je prva vjezba. Zadatak te vježbe je bio odrediti koeficijent trenja

Izvršili smo tri mjerenja,rezultati od µ= 0.221 do µ3= 0.232,greška pri mjerenju nam se malo povećala,ali za ovakvu vježbu,greška od svega 2%, nije puno.

 



Uz ove vježbe prisjetio sam se dosta formula kao i zakona,malo smo tu i eksperimentisali što mi se više dopada od onog stalnog predavanja fizike,ovako je postala zanimljiva. Naučio sam dosta novih stvari,npr jedna od njih,kako se koristiti šublerom.

 

Zvuk je ljudska percepcija nestalnih podražaja nastalih kao posljedica promjene razine pritiska koja se širi elastičnim medijem u kojeg je uronjen opažač (slušatelj). Te promjene pritiska nastaju zbog titranja molekula medija (zrak, voda...) koje su zbog vanjskog utjecaja (sile) izbačene iz ravnotežnog položaja. Zvuk se širi zbog elastične veze među molekulama medija. U plinovima i tekućinama valovi zvuka su isključivo longitudinalni (tj. šire se u istom pravcu u kojem se gibaju čestice medija pri titranju), dok u čvrstim tijelima valovi mogu biti također transverzalni, tj. čestice medija mogu titrati i okomito na pravac širenja vala. Zvuk se ne može širiti kroz vakuum.

Kondenzatori u oscilatornom kolu može se smanjiti toliko da se njegove ploče svedu na dva provodnika ( slika a) . Na sličan način može se smanjiti i broj naboja kalema dotle dok se ne stigne samo do jednog naboja. Takav slučaj je prikazan na slici b gdje savijen provodnik u vidu slova U djeluje kao oscilatorno kolo, određenog kapaciteta C i induktivnosti L. Na slici su sa E i N označene jačine električnog i magnetnog polja. Ako se ovo oscilatorno kolo otvori (slika c), proširuje se prostor u kojem djeluje njegovo električno polje. Pri daljem otvaranju oscilatornog kola ( slika d), djelovanje električnog polja maksimalno se proširuje, a magnetno i električno polje više nisu izdvojeni, već čine jednu cjelinu. Zato se može reći da u prostoru oko takvog oscilatora djeluje elektromagnetno polje. Ovakvo oscilatorno kolo naziva se otvoreno oscilatorno kolo. Dakle elektromagnetno polje dobiva se otvorenim oscilatornim kolom. Teoriju elektromagnetnog polja postavio je engleski fizičar Maksvel (1863), i to je jedna od rijetkih teorija nauke koja važi i danas. osnovi ove teorije čine sljedeće postavke. Svaka promjena jačine magnetnog polja ΔH dovodi u okolnom prostoru do indukovanja vrtložnog električnog polja E (slika 1 a). Linije sila vrtložnog električnog polja su uvijek zatvorene, za razliku od linija sile elektrostatičkog polja, koje to nisu.
Na primjer, kod električnog polja su uvijek zatvorene, za razliku od linija sila elektrostatičkog polja,
između dva naelektrisana tijela linije sila elektorstatičkog polja idu od jednog do drugog tijela, a ako je u pitanju jedno usamljeno naelektrisano tijelo, onda one dolaze iz beskonačnosti, zavisno od znaka naelektrisanja.
Isto tako, svaka promjena vrtložnog električnog polja Δ E dovodi do indukovanja vrtložnog magnetnog polja H u okolnom prostoru. ( slika b ).
Ako se u nekoj tački prostora stvori promjenjivo magnetno polje, ono će u susjednim tačkama indukovati vrtložno električno polje, koje je također promjenjivo, pa će i ono indukovati vrtložno magnetno polje, a ono - vrtložno električno polje, itd. Na ovaj način se obrazuje elektromagnetni talas.
- Proces širenja elektromagnetnog polja koje se periodično mijenja naziva se elektromagnetni talas.
-Elektromagnetni talasi šire se ( prostiru se ) brzinom svjetlosti( u vakuumu brzinom c=3 * 10 ⁸)
Jačina magnetnog polja pravolinijskog strujnog provodnika, na udaljenosti r od njega definisana je poznatom relacijom H=2I/r. Odavde se vidi da se njegova jačina mijenja sa promjenom jačine struje I kroz provodnik. Prema Maksvelu , vrtložna el. polja imaju svojstva struje kroz provodnik. Oko linija struje vrtložnog el. polja stvara se magnetno polje, čija se jačina mijenja sa promjenom jačine el .polja. Kada je jačina el. polja E=0 i jačina magnetnog polja je H=0, tj. između vrtložnog električnog polja E i magnetnog polja   H ne postoji fazna razlika. Poznato je da se vektor jačine magnetnog polja nalazi u ravni koja je normalna na pravac struje. Vektor vrtložnog el. polja, nastalog promjenom magnetnog polja ΔH, normalan je na ravan u kojoj leži vektor, a paralelan je pravcu struje u provodniku. Zato se promjene jačine el. polja E i jačine magnetnog polja H mogu u prostoru predstaviti kao promjene vektora onih polja u ravnimakoje su normalne na pravac prostiranja talasa. Ako se elektromagnetni talas širi u pravcu x-ose, onda on ima oblik kao na slici 8, gdje su promjene el. i magnetnog polja prikazane dvjema sinusoidama u fazi, ali u međusobno normalnim ravnima.
Put koji elektromagnetni talas pređe tokom jednog perioda naziva se talasna dužina. Ona se i ovdje obilježava sa λ. Veza između talasne dužine λ, frekvencije talasa ν i njegove brzine prostiranja c data je relacijom  λ= c/ν. Ako se elektromagnetni talas prostire u vakuumu, onda je c=3 * 10 ⁸, što približno odgovara i za vazduh.
Pomoću elektromagnetnih talasa prenosi se energija od oscilatornog kola u okolni prostor. To znači da su elektromagnetni talasi nosioci energije.

Pojave kao što su obilazak Zemlje oko Sunca, noć i dan, kretanje klatna časovnika, plima i oseka mogu se nazvati zajedničkim imenom - periodične pojave. Vrijeme nakon kog se pojava ponavlja zove se period.

Jedno od najprostijih periodičnih kretanja je harmonijsko oscilovanje. Mi ćemo  pojavu harmonijskog oscilatornog kretanja razmatrati na primeru oscilovanja tijela okačenog o oprugu.

  Kada je opruga deformisana (istegnuta ili sabijena) na  tijelo deluje povratna sila, koja je usmerena prema ravnotežnom položaju.

Oscilacije su harmonijske ako je povratna sila, srazmjerna udaljenju tijela od ravnotežnog položaja:

Konstanta k je koeficijent proporcionalnosti, F je povratna sila a x udaljenje od ravnotežnog položaja (elongacija). Znak minus potiče od suprotnog usmjerenja povratne sile i elongacije.

U toku oscilovanja tijelo ima brzinu jednaku nuli u krajnjim položajima-kada je opruga maksimalno istegnuta ili maksimalno sabijena. Tada je sva energija sistema skoncentrisana u opruzi, a kinetička energija tijela jednaka nuli.

Prelaženje potencijalne energije opruge u kinetičku energiju tijela, i obrnuto, odvijalo bi se beskonačno dugo, da nema gubitaka energije. Oscilovanje kod kojeg nema gubitaka energije zove se neprigušeno. Realna oscilovanja su prigušena. 

Broj oscilacija u jedinici vremena sa zove frekvencija - n, a vrijeme trajanja jedne oscilacije zove se period - T. Frekvencija i period povezani su na sledeći način:

  Za harmonijsko oscilovanje, nezavisno od vrste oscilatora važi i sledeća jednačina:

gde je m - masa tijela koje osciluje.

zadaci

Moment impulsa čestice u odnosu na izvorište koordinatnog sistema definiše se kao:

gdje je:

— moment impulsa čestice

— vektor položaja čestice u odnosu na izvorište koordinatnog sistema

— impuls čestice,

— je oznaka za vektorski proizvod navedenih veličina.

Vektor momenta impulsa jednak je vektorskom proizvodu vektora položaja i impulsa čestice.

SI jedinica za moment impulsa je njutn metar sekund, a njegova oznaka je Nms (kgm²s^-1).

S obzirom da se dobija vektorskim množenjem, je pseudovektor čiji je pravac normalan (pod pravim uglom) i na radijus vektor , a i na vektor impulsa .

Ako se mehanički sistem sastoji od više čestica, njegov moment impulsa u odnosu na izvorište koordinatnog sistema može se dobiti sabiranjem momenata impulsa svih čestica u sistemu. Intenzitet momenta impulsa može se takođe izračunati i množenjem kvadrata udaljenosti r , zatim mase čestice (m) i njene ugaone brzine (ω).

U mnogim primjenama gdje je jedino od interesa rotacija oko jedne ose, dovoljno je da se zanemari pseudovektorska priroda momenta impulsa, i da se prema njemu odnosi kao prema skalaru koji je pozitivan kada se rotacija vrši suprotno od smera kretanja kazaljki na satu (posmatrano sa vrha vektora L), a negativan za rotaciju u smeru kretanja kazaljki na satu. Za to je dovoljno uzeti definiciju vektorskog proizvoda i odbaciti jedinični vektor, tako da moment impulsa postaje:

Gde je θ_r,p ugao između i , i to, treba naglasiti, mjeren od ka , što je važno da znak vektorskog proizvoda ne bi izgubio svoj smisao. Na osnovu gornjeg, moguće je preformulisati definiciju momenta impulsa na sljedeći način:

Gde je rastojanje koje se kod poluge naziva kračno rastojanje do .

Najlakši način da se ovo konceptalizuje je da se krak shvati kao najkraće rastojanje od izvorišta koordinatnog sistema do prave duž koje je vektor usmjeren. Uz ovu definiciju, neophodno je uzeti u obzir i smjer od (u smjeru ili suprotno od smjera kretanja kazaljki na satu) u zavisnosti od smjera . Ekvivalentno tome:

Gde je komponenta vektora koja je poprečna na vektor . Kao i u prethodnom slučaju, znak je određen na osnovu smjera rotacije.

Za tjelo konstantne mase koje rotira oko fiksirane ose simetrije, moment impulsa je izražen kao proizvod momenta inercije tjela i njegovog vektora ugaone brzine:

gde je:

- moment inercije tela

- ugaona brzina

Moment impulsa ,poznat i kao moment količine kretanja ili ugaoni moment, je fizička veličina kojom se mjeri nastojanje tijela da nastavi da rotira. Formalno se definiše kao:

    * Vektorski proizvod vektora položaja tjela mjerenog od izabrane referentne tačke i njegovog impulsa.
    * Proizvod momenta inercije i ugaone brzine.

Momentom impulsa se izražava kako kretanje tjela po orbiti (kruženje Zemlje oko Sunca) tako i rotacija tjela oko sopstvenog centra mase (rotacija Zemlje oko sopstvene ose). Moment impulsa je vektorska veličina, posjeduje intezitet, pravac i smjer. Moment impulsa ima dimenzije dejstva, ML2T-1 i u MKS sistemu izražava se u Džul-sekundama J s ili N m s, a SI jedinica za moment impulsa je kgm2s-1 (kilogram metar na kvadrat u sekundi ).