Monthly Archives: septembrie 2011

Fizica- lectia nr. 3

Posted on 14 septembrie 2011 by Elisa| 8 Comments

Acum, dupa ce avem  notiunile cunoscute, marimile si unitatile lor de masura in SI (sistemul international de marimi si unitati) ,  putem trece la esenta unei lectii, unei teme: demonstratia sau deducerea unei legi, unei relatii importante, expresiei unei marimi fizice. Fiindca, o  marime fizica are formula de definitie care arata ce este ea si mai are expresie/expresii   in care vedem in ce relatie se gaseste cu alte marimi din cadrul aceleiasi teme. De exemplu inductia magnetica are formula de definitie B=F/Il si expresia ei, de fapt are mai multe expresii in functie de forma conductorului parcurs de curent electric si care creeaza campul magnetic  caracterizat de inductia B. Asa ca poate fi B=yI/2r, B=yI/2 pi r astea pentru curent circular(o spira)  si curent prin conductor rectiliniu. Folosesc „y” -miu pentru permeabilitatea magnetica fiindca nu am caractere latine pe tastatura.

b) Sa se deduca/demonstreze sau stabileasca: teorema de variatie  a energiei cinetice (DEc) a punctului material, Lucrul  mecanic (L) , caldura (Q) si variatia energiei interne (dU)  ale unei cantitati de gaz ideal  in transformarea izobara, Relatia dintre viteza unghiulara (omega) si viteza tangentiala (v) in miscarea circulara uniforma , Rezistenta echivalenta a gruparii serie si asa mai deprate.

Se deduc expresii de legi, teoreme, relatii intre marimi si expresia unei marimi fizice (alta decat cea de definitie, aceasta nu se deduce, este asa considerata, definita ca atare ).

Teorema de variatie a energiei cinetice a punctului material 

Plecam de la formule deja cunoscute cum ar fi definitia lucrului mecanic, definitia fortei (sau principiul fundamental al mecanicii) si formula lui Galilei (relatia dintre drumul parcurs in miscare uniform variata si vitezele de la capetele drumului ),   adica

L= Fd ;       F=ma  ;  v2″-v1″= 2ad ;   inlocuind  acceleratia in forta si forta in lucrul mecanic rezulta

=> L= mad= m(v2″-v1″)d/2d =( mv2″-mv1″)/2 = mv2″/2- mv1″/2 = DEc , dar mv2″/2= Ec2 si  mv1″/2 = Ec1 si Ec2 -Ec1 = DEc,

 deci  D(delta) Ec= L este expresia teoremei in discutie. Ea se enunta asa:  variatia energiei cinetice a punctului material care se misca in raport cu un sistem de referinta inertial  este egala cu lucrul mecanic  efectuat de forta rezultanta  care actioneaza asupra lui in acel timp.

Observatie : am folosit D= delta= variatia inseamna si se citeste.

am folosit ” in loc de exponentul 2 care inseamna la patrat

 

 Lucrul mecanic, caldura si variatia energiei interne in procesul  izobar

  Procesul izobar este transformarea simpla a gazului ideal in timp ce presiunea se mentine constanta, p=const. Consideram un gaz ideal intr-un cilindru cu piston mobil , astfel ca in interior va fi aceeasi presiune ca si in exterior, deci se mentine constanta.  Gazul actionand cu o forta asupra  pistonul de suprafata S  el, pistonul se deplaseaza cu distanta d, iar gazul se destinde, marindu-si volumul cu DV (delta V ). Folosim definitia fortei, definitia presiunii si rezulta expresia lucrului mecanic intr-o transformare izobara la   p=constant.

L= Fd ;   p=F/S   =>    L= pdS = P(delta) V   fiindca d S este variatia volumului , deci 

L= pDV

Pentru expresia caldurii folosim formula de  definitie a caldurii molare  izobare Cp.

Cp= Q/ niu . DT   => Qp= niu CpDT    ; ( niu este numarul de moli de gaz, Cp este caldura molara izobara si DT este variatia temperaturii )

Iar pentru deducerea expresiei variatiei energiei interne folosim principiul intai al termodinamicii : Q=L + DU

=> DU=Q – L , dar

Q= niu Cp DT  si L= p DV si  pDV = niu RDT(ecuatia termica de stare a gazului ideal scrisa pentru o variatie de temperatura la presiune constanta )

Deci,   L= niu RDT si rezulta   DU = niu CpDT – niu RDT = niu DT ( Cp-R) =  niu Cv DT, unde Cp-R= Cv (caldura molara izocora )

Asa ca  DU = niu CvDT 

Deci,  in transformarea izobara lucrul mecanic, caldura si variatia energiei interne ale  unui numar de moli de gaz ideal se calculeaza cu relatiile: 

L= pDV      Q= niu Cp DT    DU = niu  Cv DT

Relatia dintre viteza unghiulara (omega)  si viteza liniara (v) in miscarea circulara uniforma(omega = constant) 

 

Folosim formulele de definitie ale celor doua viteze care descriu miscarea aceasta si anume: v=Ds/Dt si omega = Dteta/Dt, adica  arcul Ds, unghiul Dteta si intervalul de timp Dt . Si relatia dintre arc,  unghi si raza cercului descris in miscare Ds =  RDteta (arcul este egal  cu raza ori unghiul la  centru corespunzator )

v = Ds /Dt ;  omega = Dteta / Dt ;   Ds = R Dteta  ==> vDt = R omega Dt ==>

v= omega R

O bservatie :  viteza unghiulara (omega ) este constanta iar viteza liniara depinde de raza cercului descris. Cu cat punctul este mai departe de centrul cercului cu atat este mai mare viteza periferica sau tangentiala sau liniara.

Rezistenta elctrica  echivalenta a unei  grupari serie  de rezistoare

Definim gruparea serie a unor consumatori de rezistente R1, R2 si  R3  o grupare prin care trece acelasi curent electric, fara ramificatii. Adica, pusa gruparea sub o diferenta de potential  U  prin rezistoarele de rezistente diferite R1, R2, R3 trece acelasi curent electric de intensitate I.  Se deseneaza schema electrica a gruparii si schema echivalenta.

Se pune intrebarea cu ce rezistenta echivalenta Rs  poate fi inlocuita gruparea,  pentru ca aceasta, pusa sub aceeasi tensiune electrica,  sa fie parcursa de un curent electric de aceeasi intensitate?

Scriem legea lui Ohm pentru fiecare portiune de circuit I=U1/R1 ; I = U2/R2 ; I = U3 /R3  SI  I = U/ Rs dar si relatia dintre diferentele depotential pefiecare rezistor in parte : U = U1 +U2 + U3  si rezulta  Rs I = R1I + R2 I + R3 I si impartind prin I rezulta   ==>

Rs = R1 + R2 + R3  

Observatie : rezistor este un consumator caracterizat prin rezistenta electrica.

pentru n rezistoare de rezistenta identica avem Rs= n R  

 Sa concluzionam . O demonstratie presupune cateva etape si anume formarea unui sistem de relatii cunoscute, incipiente  care pot fi  formule de definitie sau alte relatii cunoscute, le inchidem  intr-o acolada si prin inlocuirea marimilor din una in alta se obtine rezultatul. Rezultatul se marcheaza, se retine, se interpreteaza, se particularizeaza si se foloseste la rezolvarea problemelor de fizica. Unele  demonstratii se incheie cu reprezentarea grafica (ecuatiile) ,  altele cu enunt (legile, teoremele). Acestea sunt doar cateva din toate subiectele care se preteaza la  acest model b) insa, o lectie nu are, de regula, mai  mult  de o demonstratie sau deducere de  formule, dar asta este miezul  lectiei.

Daca ai ajuns pana aici, adica stii marimile si unitatile, le  stii ca simboluri si ca formule de definitie, apoi,  daca stii demonstratiile bazelor teoretice ale  fizicii,  te poti apuca de culegere de probleme. Insa eu te mai ajut cu inca doua modele in lectia urmatoare.

De ce este important sa stim face o deductie, o demonstratie? In primul rand pentru ca asa se rezolva si problemele de  fizica,  stii sa faci o deducere, vei sti sa rezolvi o probmema. In al doilea rand iti ascute mintea si vei putea rezolva si probleme de viata. Apoi, cata  satisfactie ai cand gasesti raspunsul  corect prin efort propriu…cine stie, intelege  🙂

 ACEST TEXT ESTE PROPRIETATE PRIVATA SI   NU POATE  FI PRELUAT FARA ACORDUL AUTORULUI

Posted in Ne place fizica, utile

Tagged , , , , , , , ,

Fizica- lectia nr.2

Posted on 13 septembrie 2011 by Elisa| 6 Comments

ACEST TEXT ESTE PROPRIETATE PRIVATA SI   NU POATE  FI PRELUAT FARA ACORDUL AUTORULUI

Azi ne ocupam de  modelul a) Sa se defineasca.

Se definesc I. notiuni specifice obiectului fizica: miscare, miscare circulara uniforma, traiectorie, proces termodinamic, frecarea, sistem termodinamic, parametri de stare, curentul electric, circuitul electric,  electroni liberi, conductori metalici, miscare browniana, fenomen termic, izoterma, transformare izobara, magnet, tranzitie cuantica, reflexia luminii, raza de lumina, fuziune nucleara.

Am  luat cateva exemple de notiuni care, inainte de a lucra cu acesti termeni,  trebuie sa stim ce sunt ele. A defini o notiune  inseamna a spune intr-o fraza ce este notiunea respectiva. Incepem.

Miscare inseamna schimbarea pozitiei unui corp (punct material) dintr-un punct in altul.

Miscare circulara uniforma  este un tip de miscare a punctului material  pe o traiectorie in forma de cerc, repetata,  in care se parcurg arce egale in intervale egale de timp.

Traiectorie  este linia descrisa de un corp in miscare.

Proces termodinamic este trecerea unui sistem termodinamic dintr-o stare in alta.

Sistem termodinamic este un corp implicat intr-un fenomen format din procese mecanice si termice .

Frecarea este fenomenul de intrepatrundere a suprafetelor a doua corpuri aflate in contact, datorita rugozitatilor acestora.

Parametri de  stare sunt marimile fizice care caracterizeaza starea termica a unui sistem fizic la un moment dat (presiunea, temperatura, volumul ).

 Curentul electric este miscarea dirijata a  particulelor cu sarcina electrica intre doua puncte ale unui circuit electric.

Circuitul electric este ansmblul format din sursa electrica,  consumator electric si conductoare de legatura intre acestea.

 Electroni liberi sunt multimea electronilor dintr-un conductor metalic care nu mai sunt legati de atomi si se misca dezordonat prin reteaua microcristalina a metalului.

Conductori metalici sunt un tip de conductori care permit trecerea curentului electric.

Miscare browniana este miscarea dezordonata  a moleculelor unei substante gazoase .

Fenomen termic este un fenomen fizic care se intampla unui corp in timpul caruia se modifica doi sau mai multi parametri de stare. (incalzirea, de exemplu,  se intampla unui corp cand ii creste temperatura si se dilata).

Izoterma este graficul transformarii izoterme.

Transformarea izobara este un tip de transformare simpla a gazului (ideal sau nu) in care presiunea ramane tot timpul constanta.

Magnet este un corp format din minereu de fier  care are proprietatea de a atrage alte obiecte din fier .

Tranzitie cuantica este un proces atomic de trecere a atomului dintr-o stare stationara in alta stare stationara.

Reflexia luminii este fenomenul optic de intoarcere a unei raze de lumina cand intalneste o suprafata de separatie dintre doua medii diferite (aer-apa , aer- banca, aer osice alta suprafata de exemplu) .Vedem corpurile din jurul nostru pentru ca se reflecta lumina pe ele si ea ajunge in ochii nostri.

Raza de lumina  este modelul liniei drepte din geometrie sau traiectoria unui foton.

Fuziunea nucleara este un tip de reactie nucleara care se petrece in Soare si stele, procesul de contopire a doua nuclee cu formarea unui alt nucleu si particule reziduale.

Observatie : nu este indicat sa raspundem  la intrebarea ” cum se defineste…. ” cu cliseul ” este atunci cand…”

Vedeti ca la aceasta tema raspunsul incepe cu ESTE, deci definitia unei notiuni ne arata ce este ea, cu alte cuvinte.

II. Marimi fizice ( forta, masa, viteza, lucrul mecanic, caldura, temperatura, presiunea, enrgia interna, intensitatea curentului electric, potentialul elecric, inductia magnetica, caldura latenta de topire, iluminarea, timpul de injumatatire)  sunt unele dintre marimile fizice.

O marime fizica are:- simbol (o litera)

                                              – formula de definitie

                                               – unitate de masura

A defini o marime fizica inseamna a preciza trei lucruri – formula, fraza definitorie si unitatea de masura, astfel:

 Forta :  F= ma (este fomula dedefinitie) ; Forta este marimea fizica egala cu produsul dintre masa corpului actionat si acceleratia imprimata acestuia. (este fraza de definitie) ; [F]= N ( unitatea de masura a fortei este 1 newton).

Masa : are simbolul m, nu are formula de definitie, este marime fundamentala in SI. Masa este masura inertiei corpurilor. [m]= Kg ( unitatea de masura este kilogramul). Este marime fundamentala in SI.

Viteza : v=dx/dt ; Viteza  este marimea fizica egala cu raportul dintre drumul parcurs si intervalul de timp corespunzator; [v]= m/s (se masoara in metri pe secunda).

Lucru lmecanic : L= F d ; Lucrul mecanic este marimea fizica egala cu produsul dintre forta care actioneaza asupra corpului si deplasarea acestuia pe directia si in sensul  fortei; [L]= J ( se masoara in Joule).

Caldura : Q= dU, cand L=0 ; Caldura este marimea fizica egala cu variatia energiei interne a corpului  in proces fara lucru mecanic; [Q]=J (joule)

Temperatura : are simbolul T, nu are formula de definitie .  Temperatura este marimea fizica ce caracterizeaza starea de echilibru termic a doua corpuri fizice aflate in contact. [T] = K ( kelvin). Este marime fundamentala in SI.

Presiunea : P= F/S ; Prwesiunea este marimea fizica egala cu forta care se exercita peunitatea de suprafata.  [P]= N/m2= Pa ( se masoara in newton pe metru patrat= 1 pascal)

Energia interna : U  este suma tuturor energiilor particulelor din care este format sistemul. [U] = J (1 joule) .

Intensitatea curentului electric : I= Q/t Intensitatea curentului electric este sarcina electrica ce traverseaza o sectiune de conductor in unitatea de timp. ; [I]= A ( 1 amper). Este marime fundamentala in SI.

Potentialul electric : V = L/q; Potentialul electric al unui punct este lucrul mecanic efectuat pentru a aduce o sarcina punctiforma de 1 coulomb de la infinit in acel punct. [V] = V ( 1 volt).

Inductia magnetica : B= F/ Il ; Inductia magnetica este marimea fizica ce reprezinta forta cu care este actionat un conductor de lungimea 1 metru cand se afla in camp  magnetic si prin el trece un curent de 1 amper.; [B] = N/Am ( newton pe amper ori metru ) .

Caldura latenta specifica de topire : lambda = Q/m ; Caldura latenta specifica de topire este caldura necesara unui kg din acel corp pentru a se topi integral. [lambda] = J/Kg (joule pe  kilogram ) .

Iluminarea : E = fluxul luminos/ dS; Iluminarea este fluful luminos care cade normal (perpendicular) pe unitatea de suprafata iluminata; [ E  ]  = lx (1 lux ).

Timpul de injumatatire :  T ; Este timpul  in care cantitatea de substanta radioactiva se reduce la jumatate, adica numarul de nuclee ramase nedezintegrate se injumatateste.

Observatie: Unitatea de masura se scrie prin simbolul marimii pus intre paranteze drepte.

 III. Unitati de masura  ( amperul…si atat caci nu mai am timp )

A defini o unitate de masura inseamna a scrie formula unitatii si fraza dedefinitie corespunzatoare.

1  amper ; A ; F= yI1I2l/2 pi d ;  Amperul este intensitatea unui curent electric constant, care mentinut in doua conductoare paralele rectilinii, de lungime infinita si de sectiune neglijabila, asezate in vid, la o distanta de 1m unul de altul, ar produce intre aceste doua conductoare o forta de 2*10-7 N pe o lungime de 1m.

Fixare:

 O marime se defineste cu 3 itemuri; o unitate de masura cu 2 si o notiune cu una, doar cu fraza definitorie.

Dragi elevi , daca va veti sistematiza lectiile dupa acest model, lectie de lectie, intr-un caiet special, numai pentru lectii cu mine,  va va  fi de mare ajutor pentru teza sau examene, dar si pentru rezolvarea problemelor. Eu m-am extins pe toate partile fizicii,voi veti avea cate putin la fiecare lectie, iar la sfarsitul semestrului va veti uita in acel caiet sintetic si veti sti cum stau lucrurile in fizica. Zilele viitoare voi trece la celelalte modele, astfel ca intr-o saptamana, poate, veti avea tot ce trebuie pentru ca invatarea sa nu fie haotica ci ordonata si cu folos.

Succes si drag de fizica! 

Posted in Ne place fizica, utile

Tagged , , ,

Începe şcoala (lectia nr 1. )

Posted on 12 septembrie 2011 by Elisa| 31 Comments

UpDate:  Vă doresc şcoală plăcută!

Si eu vreau sa dau o mana de ajutor fiindca,  simt ca nu mai am ce face altceva si fiindca, cred, voi renaste ca pasarea din cenusa…gradinii (sa nu uit sa imprastii cenusa si apoi var pe gradina, la toamna ).

Asa, deci, cei care aveti in programa scolara  ore de fizica  fiti atenti, va voi spune niste secrete, cum sa faceti, daca vreti, sa intelegeti fizica si , poate, chiar sa va placa.

Reguli:

1* o lectie de fizica se citeste din manual , mai intai.

2* cuvintele necunoscute, din lectie, trebuie cautate in dictionar.

3* nu invatati nimic pe de rost, totul are o explicatie.

4* lectiile de fizica sunt facute din – notiuni specifice obiectului fizica 

                                                             – definitii

                                                             – enunturi

                                                             – legi si principii

                                                             – demonstratii

                                                             – experimente

                                                             –  formule si expresii de legi si principii

                                                             – probleme si aplicatii 

5* intr-o lectie nu este obligatoriu sa fie toate cele de la punctul 4* , insa incercati sa le identificati, pornind de la faptul ca astea sunt „uneltele” cu care lucrezi cand inveti fizica.

6* la punctul 5* am spus sa le identificati, adica sa nu confundati uneltele intre ele, uneori si profesorii spun definitie in loc de enunt. De exemplu o lege se enunta nu se defineste (ceea ce se defineste este notiunea de lege si nu legea lui Ohm, spre exemplu). Este foarte important sa incepeti invatarea  fizicii deosebind notiunile intre ele si gasindu-le locul corect fiecareia.

7* daca ati ajuns, cu bine,  la puncul acesta inseamna ca va puteti sistematiza lectia dupa urmatoarele modele:

a) Sa se defineasca (aici definiti notiunile, marimile fizice si unitatile de masura).

b) Sa se deduca sau demonstreze ( aici deduceti expresia unei legi, o formula importanta,o relatie intre marimi).

c) Sa se scrie indicand denumirile marimilor care intervin ( aici scrieti expresiile care trebuie retinute din lectie si precizati cum se numeste fiecare „litera„- marime fizica  ce intra in expresie.

d) Sa se enunte ( aici enuntati legea, principiul sau regula).

e) Sa se descrie observarea fenomenului sau experimentul efectuat pentru descoperirea/repetarea fenomenului din natura.

f)  Sa se aplice cele de mai sus la rezolvarea problemelor propuse la aceasta lectie.

Inainte de a lua o anumita lectie pe care sa o invatam impreuna o sa fac o introducere:

fizica= natura, deci se ocupa cu studiul fenomenelor naturii (inghetarea, topirea, incalzirea,  racirea, compresia, destinderea, dilatarea, contractia – fenomene termice; cadera libera, alunecarea pe plan inclinat, oscilatia mecanica, miscarea circulara , miscarea pe orbita eliptica – fenomene mecanice; reflexia luminii, refractia luminii, dispersia luminii, absorbtia luminii, polarizarea luminii- fenomene optice; fisiunea nucleara, fuziunea nucleara, dezintegrarea radioactiva – fenomene nucleare; ionizarea, tranzitia cuantica – fenomene atomice.

Acestea sunt doar cateva exemple de fenomene care se petrec in natura. Pentru a fi studiate, fie se face observarea lor,  fie se reproduc la scara de laborator si se stabilesc,  prin cercetare,  legile dupa care se desfasoara aceste fenomene.

Avem nevoie sa cunoastem aceste legi,  dupa care decurg fenomenele,  pentru ca intreaga tehnica este rodul cunoasterii acestora.

Pentru intelegere corecta este necesar si sa deosebiti notiunile – cuvintele dintr-un text, fiindca unele exprima obiecte, altele exprima stari, altele exprima procese sau actiuni in desfasurare si altele exprima, pur si simplu, notiuni abstracte . De exemplu apa este obiectul, inghetarea este procesul  , iar intre 0 C- 100C si 1 atm  apa este in stare lichida. Dar stare fizica inseamna situatia in care se gaseste obiectul intr-un moment dat in anumite conditii.

Alt exemplu, Pamantul, la un monent dat,  se afla la periheliu in punctul cel mai apropiat de Soare in miscarea lui pe elipsa in jurul Soarelui. Aici Pamantul este obiectul, miscarea lui in jurul Soarelui este procesul mecanic, iar starea lui de periheliu este una dintre multimile de stari din care este format procesul, adica miscarea. Deci procesul este format din multimea starilor unui obiect. Asta este legatura dintre aceste trei notiuni: obiect, stare si proces.

Acestea sunt valabile pentru toate fenomenele fizice, fie ca sunt mecanice, fie ca sunt nucleare. Ca fenomen atomic sa zicem tranzitia cuantica in care obiectul este atomul care trece dintr-o stare in alta fie cu absorbtie de energie fie cu emisie de radiatii. Pana la urma vom intelege ca un fenomen fizic este o actiune, un proces fizic ce se petrece cu un anumit obiect. In fizica obiectele se numesc corpuri. Astfel, un corp in miscare mecanica se reduce la un punct material  atunci cand toate punctele fizice ale corpului descriu,  in miscare,  aceleasi traiectorii, cu aceeasi viteza in acelasi timp, cum este Pamantul in miscarea lui in jurul Soarelui. In schimb, cand avem in vedere miscarea Pamantului in jurul axei sale (cu consecinta succesiunea zilelor si a noptilor), adica miscarea de rotatie a Pamantului, el, Pamantul nu mai este punct material ci corp solid rigid fiindca puncte fizice diferite ale lui se misca pe traiectorii diferite, cu viteze diferite. De aceea mecanica, prima parte de fizica cu care se incepe invatarea fizicii,  contine doua mari parti si anume Miscarea punctului material si Miscarea solidului rigid. In clasele mici se studia numai Punctul material. Intelegeti, deci, ca punctul material este o notiune abstracta care se ataseaza unui corp fizic concret ce se misca asa cum am spus mai sus.

Inchei acesta lectie de fizica spunandu-va ca este utila atat incepatorilor dintr-a VI-a si a IX-a cat si celor care continua fizica si au deja notiunile de baza.

Lectia mea este o analiza prin sinteza, adica intai analizam notiunile si apoi sintetizam un capitol intreg, cand este vorba de pregatirea unui examen.Dar si fiecare lectie in parte.

Desigur ca, daca voi sti, va voi raspunde la  intrebari .

Voi continua, asa cum am spus, luand  o anumita lectie, dintr-un manual si invatand-o dupa metoda aceasta a mea. Deci, va urma lectia nr. 2.

 ACEST TEXT ESTE PROPRIETATE PRIVATA SI   NU POATE  FI PRELUAT FARA ACORDUL AUTORULUI

Posted in Ne place fizica, utile

Tagged , , , , ,