ISPITNA PITANJA IZ FIZIKE I

ISPITNA PITANJA IZ FIZIKE I1. Sistematizacija fizikih veliina i jedinica.

- Za opisivanje i karakterizaciju osobina tijela, pojava i procesa u prirodi koriste se razliite fizike veliine. Postoji 7 osnovnih: duina, masa, vrijeme, jaina elektrine struje, temperature, jaina svjetlosti i koliina supstancije i DVIJE dopunske: ugao u ravni i u prostoru.

Osnovne veliine i jedinice SI sistema: VeliinaOznaka u formuliOsnovna mjerna jedinicaOznakaDefinicija

duinametarMMetar je duina putanje koju u vakumu pree svjetlost za (1/299792458) sekundi.

masakilogramKgKilogram je masa meunarodnog etalona kilograma.

vrijemesekundaSSekunda je trajanje od 9192631770 perioda zraenja, koje odgovara prijelazu izmeu dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma133Cs

jaina elektrine strujeamperAAmper jer jaina stalne elektrine struje, koja, kad se odrava u dvama pravim paralelnim provodnicima neograniene duine i zanemarljivog krunog presjeka, koji se nalaze uvakumuna meusobnom rastojanju od 1 metra, prouzrukuje meu tim provodnicima silu koja je jednaka 2107njutnapo metru duine.

temperaturakelvinKKelvin je termodinamika temperatura, koja je jednaka 273,16om dijelu termodinamike temperature trojne take vode.

koliina supstancijemolMolMol je koliina materije sistema koji sadri toliko elementarnih jedinica koliko ima atoma u 0,012 kilograma ugljenjika12C.

jaina svjetlostiJkandelaCdKandela je svjetlosna jaina u datom pravcu koji emituje monohromatsko zraenje frekvencije 5401012herca i ija je energetska jaina u tom pravcu 1/683 vata po steradijanu.

2. Fiziko mjerenje.

- Greka mjerenja je razlika izmeu izmjerene i stvarne vrijednosti mjerene fizike veliine.

Apsolutna greka je vrijednost razlike izmeu srednje vrijednosti i pojedinanog mjerenja. Formula: x=xi x Maksimalna greka mjerenja je apsolutna vrijednost najvee razlike izmeu srednje

vrijednosti i nekog pojedinanog mjerenja.

Releativna greka mjerenja izraunava se kao odnos maksimalne greke i srednje vrijednosti mjerenja. Formula: x=x/xi3. Kinematika translacionog kretanja materijalne take; primjeri.

- OBLICI KRETNJA: Pravolinijsko I KruznoPravolinijsko:-Ravnomjerno kretanje: kretanje tjela po pravoj putanji, kada tjelo za isti vremenski interval , prelazi jednake duzine puta: a = 0 ; v = const ; s = vt. Formula: S=v*t ; at=0 . Jednako promjenjivo kretanje: u zavisnosti od oblika putanje : a = const ; v = v0 a t ; s = v0t at/2. Formula: v=vo2as. - Tipini primeri ovih kretanja:

Slobodan pad kretanje malog tjela (materijalne take) na Zemlji, koje se puta sa neke visine h (visina padanja):a = g ; v = gt ; h =gt/2;

vf = ,

- Hitac u vis kretanje malog tjela (materijalne take) na Zemlji, koje se sa tla izbacuje vertikalno na-vie:

v = vo gt ; h = vot gt/2;hmax =vo/2g; tc =v0/g, - Kosi hitac kretanje malog tjela (materijalne take) na Zemlji, koje se sa tla izbacuje na-vie, ali pod uglom 0 < < 90 u odnosu na horizont:

vx = v0x = v0 cos = const ;

vy = v0y gt = v0 sin gt ;

Primjer pravolinijskog kretanja: -bacanje lopte vertikalno u vis; - voznja po pravom djelu auto-puta.4. Kinematika rotacionog kretanja materijalne take; primjeri. - Pri kojem se sve tacke tjela kreu u paralelnim ravnama i opisuju krunicu..Ravnomjerno Kruno kretanje: ravnomjerno : =0 ;=const ;=2/T = 2. Jednako-promenljiva:

= const ; = o t ; = 0t t/2; = 0 2 ,

Period rotacije vrijeme za koje tjelo izvri jedan obrtaj..Ugaono ubrzanje: kvadrat polozaja po vremenu =d2/dt . Jednako ravnomjerno promjenjivo kretanje: =oat ; +ubrzava kretanje. Primjeri krivolinijskog kretanja:Kretanje Zemlje oko Sunca.5. Osnovni dinamiki pojmovi. - Dinamika je deo mehanike u kojem se prouavaju kretanja tjela sobzirom na uzroke koji su doveli do kretanja kao i na posledice koje to kretanje moe da proizvede.

- Masa: Masa je osnovna fizika veliina, predstavlja osobinu materije, zapravo supstancije, kao mjere inertnosti i gravitacionog meudelovanja. Postoji reprezentativna taka tijela, odnosno sistema (od N) materijalnih taaka, to je centar masa. Poloaj centra masa odreuje se radijus-vektorom.

- Gustina: Gustina je skalarna fizika veliina koja definie prostorni raspored masa tjela: =m/V, najtanije: =dm/dV (kg/m)a predstavlja masu jedinice zapremine. Ako je = const, tjelo (sredina) je homogena!Impuls: Impuls je vektorska fizika veliina srazmjerna brzini take:

Sila je vektorska fizika veliina srazmjerna ubrzanju take.

To je mjera za meusobno (uzajamno) djelovanje tijela za interakciju!

Dananje saznanje poznaje tri vrste interakcija u prirodi:

gravitaciona,

elektromagnetna i

nuklearna, koja se javlja u dva vida: jaka i slaba.Trenje: Pojava suprotstavljanja kretanju tijela po podlozi je trenje, a javlja se

kako pri klizanju, tako i pri kotrljanju tjela.Elastinost: Sila elastinosti se javlja kao rezultat protivljenja tjela njihovoj deformaciji.

Ova sila je srazmjerna pomeraju (udaljenju) estice iz ravnotenog poloaja i usmjerena uvijek prema poloaju ravnotee.6. Njutnovi zakoni dinamike.

1) Zakon inercije:

Tijelo miruje ili se kree ravnomjerno pravolinijski (po inerciji, stalnom brzinom), sve dok to stanje svojim djelovanjem ne izmjene druga tijela:

2) Zakon sile:

Osnovna jednaina dinamike translacije: promjena impulsa take ili krutog tijela uzrokovana je rezultantom sila koje djeluju na to tjelo i srazmjerna je toj sili:

3) Zakon akcije i reakcije:

Sile kojima dva tjela meudjeluju uvijek su istovremene, istog pravca, jednakog

intenziteta, ali suprotnog smjera:

Rezultanta sila nije jednaka nuli iz razloga to sile akcije i reakcije ne djeluju

na isto tijelo.7. Zakon odranja impulsa; primjeri.

- Zakon odranja impulsa (ZOI): U izolovanom, odnosno zatvorenom sistemu (od N taaka, estica ili tijela) ukupan impuls se odrava:

- Odnosi se na izolovani sistem koji se sastoji od n cestica u kojem ne djeluju spoljasnje sile,to je u skaladu sa Njutnovim zakonom inercije.8. Zakon odranja mehanike energije; primjeri.

- To je iskustveno pravilo koje kae da se kod mehanikih procesa ukupna mehanika energija jednog sistema odrava, tj.

Ek + Ep E = const . - Ova energija se ne moe unititi, niti iz niega dobiti, moe se samo pretvarati iz jednog oblika u drugi.

Najprostiji primer je kod slobodnog pada kamenia, tj. estice mase m sa visine H. Pre poetka kretanja estica miruje i ima samo potencijanu energiju:

E1 = Ep1 = mgH . - Na kraju kretanja, neposredno pred udar o tlo, estica se kree brzinom vk i ima samo kinetiku energiju:

E2 = Ek2 = m*(vk/2).

- Celokupna poetna (potencijalna) energija se pretvorila u krajnju (kinetiku) energiju. Nadalje se dobija da je: , to je poznat izraz iz kinematike slobodnog pada.9. Gravitaciono polje.

- Gravitacione pojave su povezane sa jednom od prvo-otkrivenih interakcija u prirodi: sva tijela se meusobno privlae i to je posljedica toga to poseduju masu!Njutnov zakon gravitacije: gdje je univerzalna gasna konstanta.

- Svako tijelo privlai druga tijela iz svoje okoline. Kae se da tijelo ,,stvara gravitaciono polje. - Jaina gravitaciog polja: jeste gravitaciona sila po jedinici (probne) mase mp, koja se nalazi u datoj taki ovog polja.10. Gravitaciona sila i energija.

- Potencijalna energija gravitacione interakcije: To je rad gravitacione sile potreban za prebacivanje cestice mase m2 iz beskonanosti u datu taku na rastojanje r od estice mase m1: - Potencijal gravitacionog polja: To je potencijalna energije po jedinici (probne) mase mp: , koja se nalazi u datoj taki polja.

- Postoji veza izmeu gravitacionog potencijala i jaine ovog polja: 11. Mehanika krutog tijela; primjeri.

- Moment inercije je skalarna fizika veliina koja opisuje prostorni raspored masa u odnosu na osu rotacije. Kada se radi o rotaciji jedne materijalne take, tj. estice mase m moment inercije iznosi:I = mr (kg*m), a kruto tijelo: . - Moment impulsa je vektorska fizika veliina koja opisuje rotaciono kretanje estice u odnosu na nepokretnu taku oko koje ona rotira: - Moment sile je vektorska fizika veliina koja opisuje dejstvo rotacionog kretanja estice u odnosu na nepokretnu taku oko koje ona rotira: . - Slino kao kod translacije (drugi Njutnov zakon), za rotaciono kretanje vai: i predstavlja osnovnu jednainu dinamike rotacionog kretanja tijela.

12. Uslovi i vrste ravnotee; proste maine.

- Uslovi: - nema translacije: - nema rotacije: . - Postoje 3 vrste ravnotee: -stabilna; - labilna i indiferentna ravnotea.

- Proste maine: - poluge: ;

- strma ravan: - koturi i koturae: 1. nepokretni kotur:F=Q; dvostruki kotur: ; 3. sloena koturaa: 13. Elastine deformacije vrstih tijela.

- Tijelo se deformie dejstvom spoljanjih sila i pri tome mijenja svoj oblik. Ako se tijelo, po prestanku djelovanja deformiujuih sila, vrati u svoj prvobitan oblik (oblik pre djelovanja deformacije) onda je to bila elastina deformacija, a ako ostane trajno deformisano, onda je djelovala plastina deformacija.

- Elastinost: -To je osobina tijela da se posle deformisanja (oblika) vrati u svoje poetno nedeformisano stanje.

Karakteristina veliina prilikom elastinih deformacija tijela je napon ili naprezanje: 14. Harmonijsko oscilovanje.

- Slobodno neprigueno harmonijsko oscilovanje: ima oblik: . - Osnovna jednaina: .

- Elongacija: .

- Kinetika, potencijalna i ukupna mehanika energija tog kretanja su:

;

15. Prigueno oscilovanje.

- je takvo oscilovanje kada na oscilujui sistem osim restitucione sile djeluje i sila otpora ili trenja. Ima oblik: . - Osnovna jednaina: - Elongacija: 16. Prinudno oscilovanje.

- se javlja kada na silu otpora i restitucionu silu djeluje i spoljasnja sila. Osnovna jednaina: . - Elongacija: 17. Rezonancija.

- Rezonancijaje ufizicipojava koja nastaje kod tijela koji prisilnotitrakada se pri odreenojfrekvenciji pobude postie maksimalnaamplitudatitranja. Izraenost rezonancije zavisi od priguenja, tj. omjera energijegubitaka i ukupne energije u tijelu.

Pojave rezonancije se uoavaju u mnogim podrujima fizike:mehanici,akustici,elektrotehnici,atomskoji nuklearnoj fizici.

Npr. u mehanici se rezonancija uoava kodvibriranjatijela oko njegove vlastite frekvencije vibracija. Mala i ponavljana pokretnasilaproizvodi vibracije veih amplitude.

- Rezonatna frekvencija: .

- Rezonatna amplitude: 18. Nastanak i vrste talasa.

- Prenoenje oscilovanja kroz prostor predstavlja talas. Talasi mogu biti: ravni i sferni i mogu biti transverzalni i longitudialni. Talasna duina: . Talasna duina je najmanje rastojanje izmeu dvije take sredine koje su u fazi.

- Osnovna jednaina ravnog talasa: . - Brzina talasa: -vrsta: ; - tena: ; - gasovita: .19. Osobine talasa.

- Osnovne osobine talasa su: odbijanje, prelamanje, interferencija, difrakcija, polarizacija.

- Kada dva ili vie talasa pogode istu taku elastine sredine, dolazi do njihovog slaganja, odnosno superpozicije: oni se mogu pojaati ili smanjiti (po amplitudi), rezultujui talas moe imati drugaiju frekvenciju i razliitu brzinu prostiranja. - Postoje udarni i stojei talasi.

- Stojei talasi nastaju odbijanjem ravnog talasa od okomite prepreke, ali samo ako se vor nae na odbojnom mestu. Stojei talas ima mjesta koja stalno miruju to su vorovi i mjesta koja osciluju dvostrukom amplitudom to su trbusi talasa. Rastojanje izmeu dva susjedna vora ili dva susjedna trbuha je /2. - Udarni talasi nastaju superpozicijom dva ili vie talasa ije se frekvencije jako malo razlikuju, a koji pogaaju isto mjesto.

- Energija talasa: ;

- Gustina energije: .

20. Zvuk.

- Akustika je nauka o zvuku. Zvuk je mehaniki talas koji se prostire longitudialno, naizmjenino, zgunjavanjem i razreivanjem sredine.

gdje je co brzina zvuka na 0 stepeni Celzijusa. Za vazduh ona iznosi: .

- Razlikujemo 3 vrste zvuka: - ton; -um i prasak.

- Ton nastaje superpozicijom vie zvunih talasa pri emu: - visinu odreuje frekvencija osnovnog harmonika, a

boju frekvencije viih harmonika. - um nastaje periodinim oscilovanjem izvora zvuka, a prasak brzo nastaje i brzo nestaje.

- ujni zvuk: - Nivo jaine zvuka se uvodi kao mjera osjeaja jaine zvuka: - Jaina tona: 21. Akustini spektar.

Vrsta zvukaNivo L (dB)

Granica ujnosti

aputanje

Razgovor

Gust saobraaj

Pucanj

Pop muzika

Avion

Granica bola0

20

40-60

70-80

90

110

120

130

22. Karakteristike zvuka.

- Fizike karakteristike zvunog talasa predstavljaju objektivne osobine zvuka jer se mogu odrediti tj. izmjeriti nezavisno od ljudskog uha. Tu spadaju: frekvencija, amplituda, intezitet.... - Subjektivne karakteristike zvuka: visina, boja, ujnost i nivo ujnosti. Visina tona zavisi od frekvencije. Boja tona ima svoj akustiki spektar. Isti ton na razliitim instrumentima ima razliit spektar.

23. Infrazvuk.

- je mehaniki talas sa frekvencijom ispod 20 Hz. Vrlo esto se javlja u prirodi, zatim pri radu maina, traktora... Moe da se javi pri najobilnijim okolnostima, npr. pri otvaranju vrata ili prozora kada dolazi do pojave vibracija vazduha, odnosno infrazvuka.Infrazvuk je uglavnom tetan za ljudski organizam. Moe da bude i koristan kada se koristi za masau ljudskog tijela.

Infrazvuk se moe izmjeriti samo veoma osjetljivim mjernim instrumentima.

24. Ultrazvuk.

- Ultrazvuk (UZ) je mehaniki talas sa svim osobinama koje ima i ujni zvuk (ima istu brzinu prostranja, istu mogunost superponiranja i sl.), ali su mu frekvencije mnogo vie:

- Za ljudsko uho su neujni, ali ,,nose veliku energiju, pa im je domet daleko vei od ujnog zvuka. Zato su lako nali iroku primjenu u tehnici (elektroakustika, sonometrija), farmaciji (UZ separacija), stomatologiji i medicini (UZ dijagnostika i terapija).

Postoje dvije metode za dobijanje UZ koje se zasnivaju na piezoelektrinom i magnetostrikcionom efektu.

- Zbog malih talasnih duina, ovaj zvuk se moe lako fokusirati i usmjeravati u odreenom pravcu u vidu uskih snopova. Takvi snopovi se mogu reflektovati od granica nekog tijela, a ta refleksija zavisi od oblika i vrste materijala tog tijela. - Tenosti (naroito voda) relativno slabo apsorbuju UZ, za razliku od gasova (posebno vazduh) ga veoma jako apsorbuju. - Fizike karakteristike ultrazvuka: - Ultrazvuk ima frekvenciju, amplitude, talasnu duinu i brzinu prostiranja koja zavisi od elastinih osobina sredine.

- Intezitet UZ pri prolaski kroz neku sredinu opada usljed apsorpcije.

- Slabljenje inteziteta u homogenoj sredini se odvija po eksponencijalnom zakonu i zavisi od akustike impedancije: Z=v