Fizika

[kreja]

Kako se manifestuje naelektrisanje?

Između naelektrisanih čestica se javljaju elektromagnetne sile u najširem smislu reči. Deo fizike koji proučava električne i magnetne pojave se naziva Elektromagnetizam koji se grana u dva smera : teorijski i eksperimentalni. I jedan i drugi se granaju u svoje discipline.(fizka električnih struja; elektrodinamika; kvantna elektrodinamika; optika; elektronika,…
Između naelektrisanih čestica koje miruju javljaju se elektrostatičke sile. Deo fizike koji se bavi proučavanjem električnih pojava između naelektrisanja koje miruje se naziva Elektrostatika.
Kulonov zakon
Šarl-Ogisten de Kulon (fr. Charles-Augustin de Coulomb; Angulem, 23. avgust 1806 — Pariz, 14. jun 1736) je bio francuski fizičar. Najpoznatiji je po otkrivanju zakonitosti u elektrotehnici, koja je nazvana Kulonov zakon a kojim je definisana elektrostatička sila privlačenja i odbijanja. U međunarodnom sistemu SI jedinicaza naelektrisanje nosi ime po njemu – kulon (C).
Da bi objasnili kulonov zakon posmatraćemo najjednostavniju varijantu, a to je da imamo 2 naelektrisane čestice koje miruju. Te čestice se nalaze na nekom rastojanju. Treba pokazati kako elektrostatička (Kulonova) sila zavisi od količina naelektrisanja čestica i rasojanja u određenoj sredini.





Za slučaj tri ili više čestica princip je isti samo što se mora koristiti vektorski zbir Kulonovih sila.

[kreja]

Dopplerov efekt je promjena posmatrane talasne dužine talasa zbog međusobnog približavanja ili udaljavanja izvora i promatrača.

Dopplerov efekt otkrio je Christian Doppler (1803-1853) 1842. godine na osnovu proučavanja promjene frekvencije svjetlosti koju emitiraju zvijezde u dvojnom sistemu (dvije zvijezde koje se okreću jedna oko druge), ali Dopplerov efekt eksperimentalno je potvrdio C.H.D. Buys Ballot 1845. godine na Utrechtskoj željezničkoj stanici uspoređujući zvuk trubača koji stoje na jednom mjestu i trubača koji se kreću.

Doplerov efekat nastaje kada se dva zvučna izvora približavaju jedan drugom, zvuk se čuje jače, ali kada se udaljavaju se čuje slabije.

Ta se promjena može opaziti u barem dvije različite pojave. Prvi je primjer razlika u visini tona kod automobila (ili vlaka) koji se približava te onog koji se udaljava. To se opažanje temelji na različitim gustoćama zvučnih talasa objekta koji se približava od onog koji se udaljava. Kao na slici, može se zamisliti da su fronte zvučnih talasa prikazane sivim linijama. Ako nam se automobil približava, fronte postaju gušće, te frekvencija zvuka koji se čuje raste. U obrnutom slučaju, fronte su rjeđe i frekvencija pada.

Drugi primjer je u opažanju svjetlosti svjetlećeg objekta koji se nekom brzinom približava ili se udaljava od posmatrača.

U klasičnoj fizici (talasi u mediju), gdje brzine izvora i prijemnika nisu supersonične, veza između posmatrane frekvencije f i emitovane frekvencije f0 je data preko:


gdje je


v: brzina talasa u mediju
relativna brzina izvora u odnosu na medij
relativna brzina prijemnika u odnosu na medij.

[kreja]

Ako se izvor zvuka giba brzinom vr, bit će za promatrača prividna duljina zvučnog vala λ1 kraća ako se približava, a ako se udaljava bit će prividna duljina zvučnog vala λ2 dulja od normalne valne duljine λ kada izvor zvuka miruje. Ako je c brzina zvuka, onda je kod približavanja put valova manji, te iznosi:









...






Spektralne linije udaljene galaksije u usporedbi sa Sunčevim (lijevo).


Dopplerov učinak se može primijetiti i kod kretanja labuda po vodi (valovi na vodi).


U prometu se s pomoću Dopplerova učinka i radara može odrediti brzina kretanja vozila.

[kreja]

Prvi put ikad snimili kretanje atoma unutar molekule!.

Znanstvenici sa Sveučilišta u Ohiju uspjeli su po prvi put snimiti kretanje atoma unutar molekule i to uz pomoć nove tehnologije je jedan molekulin elektron pretvorila u nešto poput bljeskajuće žarulje.
Zanimljivosti iz fizike Kretanje-atoma
Ta je tehnika omogućila potpuno novi način snimanja molekula, a jednog dana bi znanstvenicima mogla pomoći i u kontroli kemijskih reakcija na atomskoj skali.

Fotografije su snimljene uz pomoć ultrabrzog lasera koji je ‘ispalio’ 50 femtosekundnih pulseva (jedna femtosekunda je kvadrilijun od sekunde) kako bi snimio elektron izvan vanjske ljuske. Taj elektron, koji je izbačen sa svojeg mjesta, vraća se nazad udarajući u molekulu i dok to čini proizvodi neku vrstu ‘rasvjete’ koja je znanstvenicima potrebna da bi snimili fotografiju same molekule.

Mjerenjem raspršenog signala elektrona pri ‘sudaru’ s molekulom znanstvenici su uspjeli rekonstruirati ‘unutarnji ustroj’ molekule, uključujući i položaje jezgre atoma. Štoviše, iako je vrlo kratak period između trenutka kada je atom ‘nokautiran’ i trenutka kada se vraća nazad u molekulu, znanstvenici su uspjeli snimiti sve što se događa s atomom u tom periodu. To im je omogućilo da naprave kratak film o kretanju atoma unutar molekula.

Znanstvenici su za eksperiment koristili molekule kisika i dušika. U budućnosti planiraju fotografiranje složenijih molekula i na kraju, nadaju se kako će otkriti na koji način precizno kontrolirati kemijske reakcije na atomskoj razini.


https://dnevnik.hr/vijesti/tech/prvi-pu ... ekule.html
09. ožujka. 2012

[kreja]

Zašto su dugine boje tako raspoređene?

Mi obično za dnevnu svetlost kažemo da je ''bela'' i nazivamo je belom ili Sunčevom svetlošću. Ova svetlost je, međutim, mešavina boja. Kada sunčeva svetlost padne na ivice ogledala ili na ivicu staklene prizme, ili na površinu mehura od sapunice - mi u toj svetlosti vidimo boje. Bela se svetlost razlaže na različite talasne dužine, koje mi vidimo kao crvenu, narandžastu, žutu, zelenu, plavu, ljubičastu. Ove talasne dužine stvaraju sponu paralelnih pruga, tako da svaka boja postepeno prelazi u sledeću. Ta spona boja naziva se ''spektar''. U njemu je crvena boja uvek na početku, a plava i ljubičasta na kraju.
Ovaj raspored nastaje usled različitih talasnih dužina ovih boja. Dugine boje su boje spektra. Ustvari, duga je veliki polukružni spektar koji je nastao razlaganjem Sunčeve svetlosti. Kada sunčeva svetlost uđe u kapljice vode, ona se u njoj razlaže isto tako kao kad padne na staklenu prizmu. Tako u samoj vodenoj kapljici mi vidimo razne boje koje idu od jednog njenog kraja do drugog. Jedan deo ove obojene svetlosti odbija se u kapljici i ponovo iz nje izlazi. Svetlost izlazi iz kapljice pod raznim uglovima, zavisnosti od boje. I kada se pogleda na ove boje u dugi, vidi se da su one tako raspoređene da se crvena nalazi na vrhu, a ljubičasta na dnu duginog spektra. Duga se može videti samo kada u isto vreme pada kiša i sija sunce i kada se posmatrač nađe između ove dve pojave. Posmatrač treba da bude izmedu Sunca i kišnih kapi i to tako da mu se Sunce nalazi iza leđa. Sunce, posmatračevo oko i centar duginog luka jesu u pravoj liniji.

[kreja]

Što je ultrazvuk i gde se primenjuje?

Ultrazvuk je po definiciji zvuk, frekvencije više od najviše frekvencije koju čuje ljudsko uho. Prema tome, to je bilo koji zvuk frekvencije više od 20 kHz (20000 Hz).

Što se tiče korištenja ultrazvuka, njegova najpoznatija i najkorisnija, a verojatno i najčešća, upotreba je u medicini: ultrazvučna dijagnostika se danas koristi vrlo često, npr. prilikom pregleda unutrašnjih organa. Izlaganje tkiva ultrazvuku ne uzrokuje oštećenja, a sam ultrazvuk prodire relativno duboko u telo.
Vrše se pregledi jetre, žuči i gušterače, zatim pregled fetusa u maternici za vreme trudnoće.
Osim toga, ultrazvuk se može koristiti i u terapijske svrhe. Masaža ultrazvukom (frekvencije oko 500 kHz) doprinosi bolje i brže zarastanje manjih ozljeda koštanog tkiva.

Ultrazvuk ima primenu i u industriji, ali to su mahom specijalzovane tehnologije (i njihovo korišćenje), koje se koriste kao manji deo unutar čitavog proizvodnog procesa. Npr. pomoću ultrazvuka se efektno može meriti protok tečnosti unutar neke zatvorene cevi, bez potrebe da se dotična cev seče ili bilo kako drugačije modifikuje.

[kreja]

Danas gotovo ne možemo ni zamisliti život bez električne struje. Međutim, ljudi su počeli da koriste elektricitet tek od 1800. godine. Te godine je, naime, Aleksandro Volta pronašao prvu bateriju i tako podario svetu prvi stalni i pouzdani izvor električne struje.
Ubrzo je otkriveno da se struja može upotrebiti za stvaranje toplote, svetlosti itd. Voltovo otkriće predstavljalo je veliki korak napred. Ono je omogućilo korišćenje mnogih tehničkih novina koje nijesu bile primjenljive sa do tada poznatim napravama za proizvodnju elektriciteta.

[kreja]

Zanimljivosti koje se temelje na fizikalnim zakonima, pa učimo nove stvari i ponavljamo se u fizici)

1. Ništa više ne može izgorjeti ako je već izgorjelo.

2. Mjehur je okrugao, budući da zrak u njemu podjednako pritišće sve njegove dijelove, površina mjehurića je jednako udaljena od njegova središta.

3. Crna privlači toplinu, bijela je odraz.

4. Bič klikne jer mu se vrh pomiče brže od brzine zvuka.

5. Benzin nema određeno mjesto smrzavanja - može se smrznuti na bilo kojoj temperaturi od -118 C do -151 C. Kada se smrzne, benzin ne postane potpuno čvrst, već nalikuje gumi ili vosku.

6. Jaje će plutati u vodi s dodanim šećerom.

7. Prljavi snijeg se topi brže od čistog snijega.

8. Granit provodi zvuk deset puta brže od zraka.

9. Voda u tekućem obliku ima veću molekularnu gustoću od čvrste. Stoga led pluta.

10. Ako se čaša vode poveća na veličinu Zemlje, tada će molekule od kojih je sastavljena biti veličine velike naranče.

11. Ako uklonimo slobodan prostor u atomima i ostavimo samo njihove sastavne elementarne čestice, tada će žličica takve "tvari" težiti 5.000.000.000.000 kilograma. Od njega se sastoje takozvane neutronske zvijezde.

12. Brzina svjetlosti ovisi o materijalu u kojem se širi. Znanstvenici su uspjeli usporiti kretanje fotona na 17 metara u sekundi prolazeći ih kroz ingot rubidija ohlađenog na temperaturu vrlo blizu apsolutne nule (-273 Celzija)

[kreja]

Kralj Sirakuze Hijeron zatražio je jednog dana od Arhimeda da mu kaže da li u zlatnoj kraljevskoj kruni ima i srebra. Arhimeda je dugo mučio ovaj problem. Postoji anegdota da je Arhimed došao do rješenja ovog problema, kupajući se u javnom kupatilu. Stupivši u kadu, primjetio je kako se nivo vode podigao i pritom osjetio umanjenje sopstvene težine. Shvatio je da su te dvije stvari povezane i odmah istrčao iz kupatila i pojurio ulicama Sirakuze, uzvikujući:
“Eureka, eureka!”, što znači “Otkrio sam”.
Njegov uzvik i dan danas predstavlja simbol ushićenja usljed naučnog otkrića.

Arhimed je prema priči riješio Hijeronov problem na sliedeći način:

Prvo je izmjerio koliko je kruna teška. Onda je pronašao grumen zlata i grumen srebra koji su, svaki ponaosob, težili koliko i kraljevska kruna. Zatim je spustio krunu u sud sa vodom i izmjerio za koliko se nivo vode izdigao. To isto učinio je i sa grumenom zlata. Da je kruna bila izrađena od čistog zlata, voda bi se podigla do iste visine. Međutim, postojala je razlika, pa je Arhimed, izmjerivši i grumen srebra mogao da utvrdi kolika je tačna srazmjera ova dva metala u kruni.

Arhimed je uspio da razriješi ovaj težak zadatak, pokazujući tako da je kraljeva sumnja bila opravdana i da pri izradi krune nije korišćeno samo zlato već i srebro.



Arhimeda je ubio jedan Rimski vojnik za vrijeme osvajanja Sirakuze, kako priča kaže, dok je bio zadubljen u svoje geometrijske figure. Kažu da je bio toliko zaokupljen svojim proračunima da je rekao svom ubici da ga ne uznemirava.

Od svih svojih rezultata, posebno se ponosio određivanjem površine i zapremine kod lopte i valjka i zato su mu prijatelji i srodnici na nadgrobnoj ploči urezali valjak s loptom u njemu. Pošto njegov grob nije bio održavan, jer je to bilo izričito zabranjeno, njegova lokacija dugo bila je ostala nepoznata i to sve do 75. p.n.e., kada ga je teškom mukom pronašao Ciceron, i to baš zahvaljujući pomenutom crtežu lopte i valjka na spomeniku

[kreja]

[kreja]

Poluga je čvrsto tijelo koje se može okretati oko neke čvrste točke, oslonca ili zgloba i vrijedi: F_1∙D_1 = F_2∙D_2.

[kreja]

Heronova kugla ili eolipile se smatra prvim parnim strojem u povijesti, koju je konstruirao Heron iz Aleksandrije, u 1. stoljeću. Heron je grijao šuplju kuglu s vodom, dok voda nije proključala. Para je izlazila kroz dvije cijevi, savinute u suprotnim smjerovima i tako je uzrokovala okretanje kugle.



Ime dolazi od starogrčkog boga i gospodara vjetrova – Eola, te riječi pila – što znači kugla. Iako sličnu napravu je opisao i Vitruvije, stotinjak godina prije, Heron je prvi koji je ostvario tu ideju.

Heronova kugla ili eolipil se sastoji od spremnika, kugle ili valjka, koja se može okretati, i na sebi ima mlaznice, koje su savijene u suprotnim smjerovima. Spremnik se grije dok se ne stvori para, koja izlazi kroz mlaznice. Tako se stvara potisak, prema trećem Newtonovom zakonu gibanja (zakon akcije i reakcije), koji okreće spremnik u ležajevima. Nije poznato da li se Heronova kugla koristila kao stroj za pokretanje.

Sličan način rada ima naprava za izbacivanje vode, koja umjesto pritiska pare koristi pritisak vode, koji okreće napravu i izbacuje vodu.

[kreja]

Akrecijski disk je svemirska pojava. Do pojave dolazi nastaje akrecijom, spiralnim padanjem difuzne tvari na svemirsko tijelo (protozvijezdu, bijeloga patuljka, neutronsku zvijezdu, crnu rupu ili jezgru galaktike) pri čemu dolazi do prirasta mase tog tijela. Tvar pada na tijelo pod utjecajem gravitacije. Oblik diska nastaje pod velikom kutnom količinom gibanja. U ovom procesu djeluje više sila, poput gravitacijske, magnetske, sile trenja zbog čega se padajuća tvar zagrijava. Pri tome se emitira elektromagnetsko zračenje. Tijelo oko kojega se oblikovao akrecijski disk uvjetuje koja će biti frekvencija zračenja. Kod protozvijezda zračenje biva infracrveno, kod bijelog patuljka zračenje je vidljivi dio spektra, kod neutronske zvijezde ili crne rupe pojavljuje se rendgensko zračenje. Danas se u znanosti smatra da ako se akrecijski disk stvori oko supermasivne crne rupe da će nastati kvazar i da je zračenje akrecijskog diska oko te rupe odgovorno za veliki sjaj kvazara. Akrecijski disk česti je oblik u sustavima bliskih dvojnih zvijezda.

(neriješen problem)

[kreja]

Simons je završio srednju školu za samo 1,5 godinu i to kad je imao osam godina. Njegov IQ navodno je bar 145.

U budućnosti želi da „radi sa najboljim profesorima na svetu, zaviri u njihov mozak i sazna kako razmišljaju”.

Simons će sada nastojati da magistrira fiziku na Univerzitetu u Antverpenu dok istovremeno radi na doktoratu.


Kako je sam rekao – on samo voli da uči. Zapravo, Loran čita knjige i upija znanje kao sunđer, ali koristi i društvene mreže kao svaki 12-godišnjak. S jednom razlikom – njega na Instagramu prati 75.000 ljudi.

Loran je odrastao sa bakom i dekom u Belgiji, a danas sa mamom Holanđankom i tatom koji je iz Belgije, živi u Amsterdamu. Amerika mu je cilj.

[kreja]

[kreja]

[kreja]

Drvo “igra” ključnu ulogu u jednoj od najpoznatijih anegdota u istoriji nauke – priči o engleskom fizičaru Isaku NJutnu i njegovom postavljanju zakona gravitacije i zakona kretanja.

Priča kaže da je mladi NJutn posle jedne obilne večere izašao u vrt kuće da popije čaj ispod drveta jabuke. Dok je pio čaj na glavu mu je pala jabuka, što ga je navelo da se upita zašto je ta jabuka na Zemlju pala pod pravim uglom i zašto svi predmeti padaju vertikalno, a ne u stranu ili naviše.

To pitanje ga je dovelo do objavljivanja studije “Matematički principi filozofije prirode” 1687. godine.

Londonsko kraljevsko društvo, čiji je član bio NJutn, je na svojoj internet stranici objavilo rukopis Vilijema Staklija, Isakovog savremenika i prijatelja.

On u svojim “Sećanjima iz života ser Isaka NJutna” piše da jabuka nikada nije pogodila fizičara, ali ga je podstakla na razmišljanje i uticala da dalji razvoj nauke.

Priča o NJutnu i jabuci je ostala popularna, a drvo u Vulstorpu na istoku Britanije, mesto obožavanja.

[kreja]

Muzikalna fizika
Neki moji učenici kada predajem misle da govorim francuski. Ja mislim da to nije dovoljan razlog da ne vole fiziku, pa ih ipak ubedim da nešto nauče.

Ne moraš da znaš francuski da bi voleo fiziku, kao što ne moraš da znaš francuski da bi uživao u lepoj muzici.
Ali ako znaš fiziku možeš postati i muzičar.

Pre skoro 100 godina (1919. godine) pojavio se TEREMIN – prvi električni muzički instrument. Instrument je dobio ime po svom izumitelju, sovjetskom inženjeru Lavu Sergejeviču Termenu (1896-1993). Čudan muzički instrument – na njemu se svira bez ikakvog fizičkog dodira.

Čitav instrument, koga još zovu i termenvoks, sastoji se od kutije sa dve metalne radio-antene oko kojih muzičar na određen način pomera ruke i tako, u stvari, svira na tereminu. Udaljenost ruku izvođača od antena određuje frekvenciju i amplitudu, odnosno jačinu zvuka. Tako mali pokreti ruku daju drhtav zvuk koji se među muzičarima naziva tremolo ili vibrato. Uobičajeno je da se desnom rukom upravlja frekvencijom, a levom jačinom zvuka.
Zvuk teremina je često korišćen za razne efekte u igranim i crtanim filmovima. Ovaj instrument je, naročito šezdesetih godina prošlog veka, našao primenu i u mnogim kompozicijama popularne muzike, a dosta se koristi i danas.

Po nekim mišljenjima, Termenov pronalazak je zasnovan na dostignućima Nikole Tesle, što je sam pronalazač oštro negirao.

Poslušajte temu iz Čarobnjaka iz Oza.