Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Kováč - I.ATL - Fyzika, Vysvetlivky: HM = Hmotný bod RP = Rovnomerný…
Kováč - I.ATL - Fyzika
Fyzikálne veličiny a jednotky
Fyzikálne veličiny
- vyjadrujú fyzikálne vlastnosti, stavy zmeny hmotných objektov
Jej veľkosť určujeme
meraním
Merať
znamená porovnávať veličinu s dohodnutou jednotkou (zisťujeme koľkokrát je meraná veličina väčšia ako meracia jednotka)
Zákonné meracie jednotky podľa sústavy SI
Doplnkové veličiny a ich jednotky
(rovinný uhol (radián), priestorový uhol (steradián))
Odvodené veličiny a ich jednotky
(plošný obsah, objem, rýchlosť, sila, tlak ...)
Základné veličiny a ich jednotky
(dĺžka, hmotnosť, čas, el. prúd ...)
Násobky a diely jednotiek
Vedľajšie jednotky
(teplota, čas, objem, hmotnosť, plošný obsah, energia...)
Odvodené jednotky fyz. veličín:
Násobky a diely
fyzikálnych jednotiek
exa, peta, tera, giga, mega, kilo, mili, mikro, nano ...
Chyby merania
Hrubé chyby
(nepozornosť, omyl, únava...)
Náhodné chyby
(kolísajúce rušivé vplyvy)
Zníženie - z nameraných hodnôt určíme
najpravdepodobnejšiu
hodnotu
Systematické
(presnosť meradiel...)
Spracovanie výsledkov merania
Aritmetický priemer z nameraných hodnôt
Určíme rozdiel medzi nameranou hodnotou a priemerom,
Z odchýlok vypočítame priemernú odchýlku ako aritmetický priemer absolútnych hodnôt odchýlok
Pomocou aritm. priemeru a priem. odchýlky určíme hornú a dolnú medzu intervalu
Pre porovnanie presnosti zavádzame priemernú odchýlku
Výsledok udávame formou intervalu, o kt. predpokladáme, že obsahuje skutočnú hodnotu meranej veličiny + priemernú odchýlku.
Mechanický pohyb
Hmotný bod
- model telesa, pri kt. sa hmotnosť telesa zachováva, ale jeho rozmery sa zanedbávajú
Určenie polohy telesa
polohový vektor (orientovaná úsečka - na konci šípka)
Súradnice HB (hmotný bod)
Dráha
dĺžka trajektrórie, po kt. sa HB pohyboval
Druhy pohybov
Podľa tvaru trajektórie
Priamočiare - priamka
Krivočiare - nie je priamka
Podľa rýchlosti
Rovnomerné - rýchlosť je stála
Nerovnomerné - rýchlosť nie je stála
Posuvný pohyb telesa
(všetky body telesa opíšu za ten istý čas rovnakú trajektóriu a pevne spojené priamky zachovajú svoj smer)
Otáčavý pohyb telesa
- točí sa okolo nehybnej osi, opisujú body telesa kružnice so stredmi na osi otáčania (ležia v rovinách kolmých na os otáčania
Relatívnosť pohybu
opis pohybu závisí od
tvaru telesa
voľby vzťažnej sústavy
tvaru vzťažnej sústavy
opis tvaru telesa závisí od voľby vzťažnej sústavy
Súradnicová vzťažná sústava
vo fyzike na určovanie polohy telesa a zmeny polohy telesa v závislosti na čase
0
- vzťažné teleso, vzťažný bod
Trajektorie
- množina všetkých, v kt. sa HB pri pohybu vyskytuje
Nie je
fyzikálna veličina (nemá jednotku)
môže byť: kružnica, lichobežník, vlnovka, úsečka...
koná teleso, keď mení svoju polohu vzhľadom na iné telesá
https://www.youtube.com/watch?v=-cU8fjp0H5U
Rovnomerný pohyb
Koná teleso vtedy, keď za ľubovoľné, ale rovnako veľké časové intervaly prejde rovnako veľké úseky dráhy
Vektor okamž. rýchlosti RP - určený pomerom posunutia a zodpovedajúcej doby, za kt. posunutie nastalo
Graf závislosti dráhy RP na čase:
Čím väčší uhol zviera, tým je väčšia rýchlosť pohybu telesa
Veľkosť rýchlosti RP je rovná priemernej rýchlosti, kt. je stála
Graf závislosti RP na čase:
Skalárne a vektorové fyzikálne veličiny
Skalárne
určené číselnou hodnotou, značkou, jednotkou...
čas, hmotnosť, dráha, tlak, energia
Vektorové
Označenie: Polohrubé písmeno, šípkou nad značkou veličiny
Sčítanie vektorov
rovnaký
smer
opačný
smer
Násobenie vektorov
Kladným
Výsledný vektor má F2
rovnaký smer
ako F1 a jeho veľkosť je n-krát väčšia
Výpočet:
Záporným
Výsledný vektor má F2
opačný smer
ako F1, jeho veľkosť n-krát väčšia
Výpočet:
určené veľkosťou, smerom a polohou vektorovej priamky
sila, rýchlosť...
Grafická časť
Priamka preložená koncovými bodmi orient. úsečky -
vektorová priamka
Vektorová priamka, šípka - smer vektora
Graficky
zakresľujeme pomocou orientovanej úsečky
Mierka
1 cm
Veľkosť vektora sily: F = 6N
https://www.youtube.com/watch?v=0UDhtIX6tXI
Rovnomerne zrýchlený pohyb
Vektor = mení, nie je konštantný
Smer = konštantný, nemení sa
Zrýchlenie
fyz. veličina - udáva zmenu okamž. rýchlosti za čas
určené podielom zmeny okamž. rýchlosti a doby, za kt. zmena nastala
jeho vektor má
rovnaký
smer ako vektor zmeny okamž. rýchl - smer pohybu telesa
Veľkosť rýchlosti sa časom mení
vektor zmeny okamž. rýchlosti - udáva prírastok rýchlosti v časovom intervale (delta) t
Konštantné
koná teleso vtedy, ak za každú sekundu narastie veľkosť jeho pohybu o rovnakú hodnotu
Veľkosť rýchlosti narastá priamoúmerne s časom
Rýchlosť je rastúcou lineárnou funkciou času
Výpočet dráhy z grafu:
Krivka grafu =
parabola
Súvisiace
https://www.youtube.com/watch?v=DpTXIRtgnPo
Voľný pád
Pád voľne spustených veličín na Zem vo vákuu
https://www.youtube.com/watch?reload=9&v=QyeF-_QPSbk&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=CmQTH9sw5u4
Pohyb s priamočiary, rovnomerne zrýchlený, so rýchlením g
Zrýchlenie voľného pádu g =
tiažové zrýchlenie
Normálne tiažové zrýchlenie
Rovnomerne zrýchlený pohyb
koná teleso ak narastie veľkosť rýchlosti jeho pohybu o rovnakú hodnotu za každú sekundu
Zrýchlenie pohybu telesa je konštantné
Graf závislosti rýchlosti voľného pádu od času
Veľkosť rýchlosti narastá priamoúmerne s časom
Rýchlosť - rastúca lineárna funkcia času
Graf závislosti dráhy voľného pádu od času
Graf - časť krivky nazývaná
parabola
Rovnomerný pohyb po kružnici
HM koná ak za rovnaké zvolené časové úseky opíše rovnaké dlhé oblúky kružnice Δs, kt. prislúchajú rovnako veľké uhly Δφ
Vektor rýchlosti
Rovnomerný pohyb
okamžitá rýchlosť má stálu veľkosť, ale mení sa jej smer
Zmena okamž. rýchl. pri RP po kružnici
nastáva kvôli neustálej
zmene smeru
vektora okamž. rýchl.
RP HM po kružnici je pohyb so zrýchlením pretože nastáva
neustála zmena vektora okamž. rýchl.
Smer vektora okamžitého zrýchlenia
v každom okamihu rovnaký ako smer V zmeny okamž. rýchl.
Vektor okamž. zrýchl.
a
má v okamihu smer do stredu trajektórie tvaru kružnice - je to
dostredivé
zrýchlenie
Veľkosť
obvodovej/okamžitej
rýchlosti
možno vyjadriť pomocou veličín rýchlosť, uhlová rýchlosť, polomer...
Periodický jav
- pravidelne opakuje
Perióda pohybu
(obežná doba) T - čas, za kt. sa rovnom. pohyb opakuje
Frekvencia
- prevrátená hodnota periódy
Určuje
počet
obehov po kružnici
za sekundu
Veľkosť
uhlovej
rýchlosti po kružnici sa označuje ω
určená pomerom uhla a doby, za kt. HM tento uhol opísal
Obvodová rýchlosť - čím väčšia, tým väčší polomer otáčania
Veľkosť
rýchlosti je daná:
Pri rovnomernom pohybe je veľkosť stála
Vektor okamž. rýchl. v danom bode má smer dotyčnice kružnicovej trajektórie (kolmý na polomer)
Uhlová rýchlosť
https://www.youtube.com/watch?v=UDCtwaMxz6c
1. Newtonov pohybový zákon
1. NZ ( Zákon zotrvačnosti)
: Každý hmotný bod v inerciálnej vzťažnej sústave zotrváva v pokoji
alebo v rovnomernom priamočniarom pohybe, kým nie je nútený vonkajšími silami tento svoj pohybový stav zmeniť.
Zotrvačnosť:
vlastnosť izolovaných telies zostávať v inerciálnych vzťažných sústavách v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe.
Inerciálne vzťažné sústavy
sú vzťažné sústavy, v kt. izolované HM zostávajú v pokoji alebo v rovnomernom priamočiarom pohybe.
Sir Isaac Newton (1642 - 1727), anglický fyzik
https://www.youtube.com/watch?v=0CxIie4AN_A&ab_channel=Dobr%C3%A9v%C4%9Bd%C4%9Bt
https://www.youtube.com/watch?v=TNyaZwi-4_Q&ab_channel=Fyzik%C3%A1n%C3%ADsle%C4%8F
Hybnosť telesa
Vektor hybnosti sa pri rovnomernom pohybe nemení..
Zmena hybnosti pri rovnomernom pohybe je nulová
Súčin hmotnosti a veľkosti okamžitej rýchlosti telesa
sa vo fyzike nazýva veľkosť hybnosti telesa.
Vektor zmeny hybnosti pri rovnomerne spomalenom
pohybe má smer proti pohybu telesa.
Pri rovnomernom pohybe po kružnici sa s časom mení
smer vektora hybnosti. Jeho veľkosť je konštantná.
Zmena veľkosti hybnosti Δ p je rovná nule (lebo číselne je p vždy rovnaké číslo).
Veľkosť zmeny vektora hybnosti |(Δ p| je rôzna od nuly, lebo smer vektora sa zmenil.
Pri rovnomernom priamočiarom pohybe nenastáva zmena vektora hybnosti s časom.
Pri rovnomerne
zrýchlenom
priamočiarom pohybe nastáva zmena vektora hybnosti s časom.
Pri rovnomerne zrýchlenom pohybe vektor hybnosti zväčšuje svoju veľkosť.
Pri rovnomerne spomalenom pohybe vektor hybnosti zmenšuje svoju veľkosť.
Pri rovnomernom pohybe po kružnici vektor hybnosti nemení svoju veľkosť, ale mení sa jeho smer.
https://www.youtube.com/watch?v=pWcsE1FxZIo
Zákon zachovania hybnosti
Zraz biliardových gúľ
Guľa v pohybe odovzdá svoju hybnosť guli v pokoji.
Celková hybnosť sústavy gúľ sa nárazom nezmení.
Znenie
Súčet hybností všetkých telies izolovanej sústavy je stály.
https://www.youtube.com/watch?v=NAtsXJRXbuk
Práca a energia
Mechanická práca W
Konaná silou
F
pôsobiacou na teleso
v smere jeho pohybu
Jednotka mechanickej práce -
J
Joule sa rovná práci, kt. vykoná sila 1 N pôsobiaca
v smere
posunu o 1 meter
v SI -
1kg.m^2.s^-2
mech. práca F konaná
F
,
nepôsobí v smere pohybu telesa
práca sa spotrebúva ak pôsobí proti pohybu telesa
Výkon
W - vykonaná za čas t (určitú jednotku)
Jednotka výkonu:
1J.s^-1 = 1W (watt)
James Watt, škótsky fyzik, vynálezca parného stroja
pôsobiaca sila a rýchlosť majú rovnaký smer
výkon sily
F
je P, mech. práca je
1 W.s (watt sekunda)
Jednotka práce v energetike -
kilowatt hodina
1kW.h = 3,6*10^5 W.s
Potenciálna a kinetická energia
Kinetická energia telesa (pohybová)
Má ju teleso s hmotnosťou (m), pohybujúce
sa
rýchlosťou (v) vzhľadom na zvolenú inerciálnu sústavu.
Jednotka:
[Ek]=1kg.m.s^-2.m
vykonaná práca
https://www.youtube.com/watch?v=85wFzKlbgOg&ab_channel=PavelNavr%C3%A1til
Potenciálna energia telesa (polohová)
Jednotka
Ak teleso voľne padá - tiažová sila
Fg
koná prácu W
Jednotka potenciálnej energie je rovnaká ako jednotka práce a kinetickej energie
Má ju teleso s hmotnosťou, vo výške nad nulovou hladinou potenciálnej energie
Hladiny potenciálnej energie sú miesta, v ktorých má teleso rovnakú potenciálnu energiu
Celková mechanická energia sústavy teleso - Zem je daná:
súčtom kinetickej a potenciálnej energie telesa
Zákon zachovania mechanickej energie:
celková mechanická energia izolovanej sústavy je stála,
Elektrické pole a elektrický prúd
Elektrický náboj
Vzniká pri vzájomnom styku niektorých telies na ich povrchu
ak má EN - je
zelektrizované/elektricky nabité
Vyjadruje
stav el. nabitých telies
fyz. veličinu
Značka
Q
základná vlastnosť častíc
Pôsobenie
2 telesá (nesúhladné el. náboje) =
priťahovanie
elektrické sily
pre ich veľkosť platí
Priamo úmerná šúčinu nábojov
Nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti
2 telesá (súhlasné el. náboje) =
odpudzovanie
Coulombov zákon
Konštanta úmernosti k
závisí od vlastnosti prostredia, v kt. náboje na seba pôsobia
Elektricky nabité teleso pôsobí silou na iné telesá.
Bodový náboj
V okolí -
RADIÁLNE
el. pole
Elektrické pole (siločiarové)
Dva nesúhlasné náboje
Dva súhlasné náboje
Kovové platne
homogénne pole
Druhy el. polí:
homogénne
radiálne (centrálne)
Elektrický prúd
Látky podľa vodivosti
Izolanty
veľký počet častíc s nábojom
z tých sú zložené ich atómy / molekuly
takmer všetky tieto nabité častice sú
viazané
polarizovateľnosť
jeho kladných a záporných nábojov
pôsobením síl vonkajšieho el. poľa sa posunie poloha elektrónov vzhľadom na polohu protónov.
elektrické dipóly
Polarizácia dielektrika
dochádza pri nej narušenie symetrie el. nábojov pôsobením el. poľa
Vodiče
nachádzajú sa
v nich voľné častice s nábojom
ak je vodič v el. poli na krátky čas, nastane presun el. nabitých častíc (usporiadaným pohybom)
elektrostatická indukcia
Dohoda -
smer
usporiadaného pohybu voľných
častíc s kladným nábojom
.
Smer el. prúdu v kovoch je
opačný
ako smer pohybu elektrónov.
Fyzikálna veličina
usporiadaný pohyb voľných častíc s elektrickým nábojom
Značka:
I
Jednotka:
A
Podmienky vzniku el. prúdu
Prítomnoť voľných častíc s elektrickým nábojom
Utvorenie el. poľa v látke
Udržiavané el. pole vo vodiči -
potrebujeme el. zdroj
El. prúd v elektrolytoch
Dohoda
- smer usporiadaného pohybu voľných častíc s kladným nábojom
pohybujú sa v nich nabité ióny aj záporne nabité ióny alebo elektróny.
Účinky el. prúdu
kvapalné vodiče
mení ich zloženie
plyny
Svetelné efekty
Zvukové efekty
pevné vodiče
zvýšenie teploty
https://www.youtube.com/watch?v=MPZ2nO3EV0I&ab_channel=LET%27SMELTTHIS
Elektrický potenciál
častica s el. nábojom má potenciálnu energiu Ep
Hladiny potenciálu (ekvipotenciálne plochy)
najvyšší
- kladná platňa
nulový
- uzemnená platňa
Elektrické napätie
Absolútna hodnota rozdielu medzi 2 bodmi el. poľa je el. napätie
Medzi 2 bodmi hladiny potenciálu je nulové
Meriame
Voltmetrom
Zapájame
paralelne
Platňový kondenzátor
2 rovnobežné navzájom izolované platne
Kapacita vodiča, kondenzátor
mechanika
konaním práce možno zvýšiť mech. energiu systému a uchovať ju pre ďalšie využitie
el. energiu môžeme uchovávať v
kondenzátore
, ktorý
nabijeme
El. kapacita
je schopnosť akumulovať
el. náboj
vzhľadom na jednotku svojho
potenciálu.
C
-
KAPACITA
vodiča
Jednotka:
F
Michael Faraday
Kapacita vodiča
závisí od tvaru vodiča a prostredia
Kapacita guľového vodiča
Kapacita vodiča
nezávisí
od veľkosti el. náboja - len od tvaru (veľkosti) vodivej plochy
hodnota 1F je veľmi veľká hodnota (používajú sa mili, mikro, nano, piko...)
Platňový kondenzátor
2 rovnobežné navzájom izolované vodivé platne
priamo úmerná obsahu
účinnej plochy platní
S
a
nepriamo úmerná vzdialenosti
platní
d
Permitivita prostredia sa mení vkladaním
DIELEKTRIKA
zmení sa prostredie medzi doskami (oproti vákuu sa zväčší epsilon r- násobne)
kapacita kondenzátora sa zvýši epsilon-krát
potenciál sa zmenší epsilon krát
DIELEKTRIKUM
izolant
má molekuly s nábojom, kt. majú náboje + aj -
DIPÓLY
nepohybujú sa voľne
Kapacitu zmeníme aj zmenou
veľkosťou účinnej plochy
zmeníme ich zapojením kondenzátorov
vedľa seba - paralelne
za sebou - sériovo
vzdialenosti platní
Elektrický obvod
súhrn prvkov, ktoré spoločne vytvárajú
cestu pre voľný prechod el. prúdu
pripojené na zdroj el. energie
cesta je uzavretá
prvky sú v určitom poradí
spojenie prvkov musí byť vodivé
Rozvetvený
Jednoduchý (nerozvetvený)
Prvky el. obvodu
Zdroj
Jednosmerný
(monočlánok, batéria článkov)
striedavý
Spojovacie vodiče
vodič
vodiče s uzlom
Spotrebič
(el. záťaž)
žiarovka, LED dióda
ampérmeter
- zapájame
sériovo
voltmeter
- zapájame
paralelne
Prvky el. obvodu
kondenzátor
rezistor
(potenciometer)
cievka
(transformátor)
spínač
zvonček
motor
Polovodičové súčiastky
(usmerňovacia)
dióda
tranzistor
Ohmov zákon
Podiel U/I je pre daný vodič konštantný, nezávisí od napätia alebo prúdu vo vodiči.
el.
prúd
I v kovovom vodiči
je priamo
úmerný el.
napätiu
U medzi koncami vodičov
ich grafická závislosť -
volt-ampérová charakteristika
Georg Simon Ohm
el. odpor je rovný prevrátenej hodnote el. vodivosti
Rezistor
Kovová súčiastka, ktorá má stály el. odpor
Reostat
rezistor s posuvným kontaktom, použitie: nastavenie vhodného napätia
Odpor kovového vodiča
spôsobený zrážkami pohybujúcich sa elektrónov s inými pohybujúcimi sa časticami v štruktúre materiálu
a- teplotný súčiniteľ el. odporu
El. odpor kovových vodičov
zvyšuje sa s rastúcou teplotou
Vysvetlivky:
HM = Hmotný bod
RP = Rovnomerný pohyb
Súčin sily a dráhy
