Why Study Physics?
Download
1 / 33

Why Study Physics tuition.hk - PowerPoint PPT Presentation


  • 107 Views
  • Uploaded on

Why Study Physics? http://www.tuition.com.hk/physics.htm http://www.aps.org/programs/education/highschool/teachers/why-physics.cfm. R. Feinman : Science is a way to teach how something gets to be known, what is not known, to what extent things are known (for nothing is known absolutely),

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Why Study Physics tuition.hk' - sidonie


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Why Study Physics?

http://www.tuition.com.hk/physics.htm

http://www.aps.org/programs/education/highschool/teachers/why-physics.cfm

R. Feinman: Science is a way to teach how something

gets to be known, what is not known, to what extent

things are known (for nothing is known absolutely),

how to handle doubt and uncertainty,

what the rules of evidence are,

how to think about things so that judgments can be made,

how to distinguish truth from fraud, and from show.


Physics is interesting.

Physics helps us to

understand how the world around us works,

from can openers, light bulbs and cell phones to muscles,

lungs and brains; from paints, piccolos and pirouettes

to cameras, cars and cathedrals; from earthquakes,

tsunamis and hurricanes to quarks,

DNA and black holes. From the prosaic . . .

to the profound . . . to the poetic. . .

Physics helps us to organize the universe.

It deals with fundamentals, and helps us to

see the connections between seemly disparate phenomena.


Physics gives us powerful tools to help us to

to Express our creativity,

see the world in new ways and then to change it.

Physics is useful.

Physics provides quantitative and analytic skills

needed for analyzing data and solving problems

in the sciences, engineering and medicine,

as well as in economics, finance, management,

law and public policy.

Physics is the basis for most modern technology,

and for the tools and instruments used in scientific,

engineering and medical research and development.

Manufacturing is dominated by physics-based technology.


Physics Makes Things PossibleWithout physics there would be no:

Grocery laser scanners

Space rockets

Light bulbs

Digital cameras

Cars

Cell phones

Airplanes

Solar panels

Fiber optics

DVD players

Computers

MP3 players

Flatscreen TVs


Physics helps you to help others.

Doctors that don’t understand physics can be dangerous.

Medicine without physics technology would be barbaric.

Schools without physics cut their students off from a host

of well-respected,well paying careers.

Physics opens the door to many career

options.

Physics is challenging.

This is one aspect that scares off many students.

But it is precisely one of the most important reasons

why you should study physics!


Fizika (fysis=priroda)

  • Opća svojstva, strukturu i kretanje tvari, međudjelovanje tvari, polja, prostor i vrijeme

  • IV st. pr.n.e. Platon, Aristotel-spoznaja svijeta na temelju osjetilne spoznaje

  • 16-17 st. R. Decartes-intuicija, opažanje: metodom logičke dedukcije izvoditi zaključke


Matematizacija fizike

  • G. Galilej-jezik fizike: matematika! (simboličko izražavanje fizikalnih zakonitosti)

  • Newton- na istim osnovnim principima objasnio mehanička događanja “na nebu i zemlji”

  • EXPERIMENT! O teoriji sudimo na osnovu njenih detaljnih kvantitativnih predviđanja unutar nekog područja


  • ZNANSTVENI PRISTUP FIZIKALNOM PROBLEMU:

  • Promatranje fizikalnog procesa i prepoznavanje problema

  • Postavljanje hipoteze tj. matematičke veze fizikalnih veličina

  • Predviđanje rezultata na osnovu postavljene hipoteze i rezultata srodnih fizikalnih procesa

  • Dizajniranje i izvođenje eksperimenta za provjeru hipoteze

  • Formuliranje teorije koja povezuje potvrđenu hipotezu s

    prethodnim znanjima

    Prirodni zakon:

    niz ponovljenih ciklusa znanstvene metode, kroz niz

    provjera neke hipoteze kao nepromjenjive istine prerastaju

    u fizikalni zakon


Mjerenja u fizici

William Thomson, lord Kelvin (1824 – 1907): “.. Kada ono o čemu govorite možete izmjeriti i izraziti brojevima, tada znate nešto o tome; kada to ne možete izmjeriti, tada je vaše znanje oskudno i nedovoljno…”


  • Promatranje-pasivna metoda, pojave se bilježe, razvrstavaju, analiziraju

  • Eksperiment-aktivna metoda-postavljaju se uvjeti da bi pojavu provocirali i izmjerili mjernim instrumentom fizikalne veličine

  • Mjerenja u fizici:

    1. Sakupiti podatke (tablice, grafički prikaz)

    2. Analiza, fizikalno objašnjenje eksperimenta

    3. Hipoteza-pronalaženje fizikalnih zakona

    4. Predviđanje


Pokus: razvrstavaju, analiziraju

Mjerenje ovisnosti duljine spiralne opruge o težini utega na njezinu kraju

  • Linearno produljenje opruge:G = k ( l - l0 )

    G = k l + b

    Metoda najmanjih kvadrata: zbroj kvadrata odstupanja izmjerenih

    vrijednosti od onih što leže na pravcu mora biti minimalan.


Klasi na fizika
Klasična fizika razvrstavaju, analiziraju

  • Mehanika s mehanikom tekućina

  • Termodinamika

  • Optika

  • Akustika

  • Znanost o elektricitetu i elektromagnetizmu

  • Moderna fizika (Teorija Relativnosti, Kvantna Mehanika, Atomska, Nuklearna, Elementarne čestice)

    Subatomska skala ~ 10-15 m

    Kozmološka prostranstva <1024 m


Mehanika
MEHANIKA razvrstavaju, analiziraju

  • Proučava OBLIKE i UZROKE gibanja i ravnoteže materijalne točke, sustava materijalnih točaka, krutog tijela i kapljevina (fluida) te opisuje elastična svojstva tijela, valove i titranja

  • Kinematika (gibanje)

  • Dinamika (uzrok gibanja-sile; statika)


Klasi na mehanika
Klasična mehanika razvrstavaju, analiziraju

  • bazira se na dva svojstva prostora i vremena

  • Prostor je 3D euklidski

  • Vrijeme je apsolutno

    Da li je prostor zakrivljen? Da li aksiomi euklidske geometrije točno opisuju fizički svijet?

    odlučiti može samo pokus!


2D bića na kuglinoj površini-kako provjeriti žive li u zakrivljenom prostoru?

Provjeriti aksiome geometrije u ravnini! (konstrukcija ravne crte, trokuta, vrijedi li Pitagorin poučak?)

-mjerenja unutar sunčeva sistema polumjer zakrivljenosti našeg svemir6x1017 m

Euklidska geometrija: dobar opis, eksperimentalno provjereno i do dimenzija 10-15 m uspješna aproksimacija (svijanje svjetlosnih zraka blizu sunca-Einstein predvidio 1915.-opažanja to uskoro potvrdila)

Odstupanja od apsolutnog vremena također vrlo mala


Zakoni gibanja materi ja lne to ke
Zakoni gibanja materi zakrivljenom prostoru?jalne točke

  • Međunarodni sustav jedinica

  • Formulacija osnovnih zakona mehanike

    Newtonova teorija

  • Gibanja pod djelovanjem sila raznih oblika i ovisnosti

  • Pojam vektora, derivacije


Me unarodni sustav jedinica
Međunarodni sustav jedinica zakrivljenom prostoru?

  • Fizikalna veličina-mjerljivo svojstvo fizikalnog stanja, procesa ili tijela.

    mjerni broj ili brojčana vrijednost (koliko puta mjerena veličina sadrži fizikalnu jedinicu) ; fizikalna, mjerna jedinica

  • Rezultati mjerenja univerzalno razumljivi: standardizirati osnovne fizikalne jedinice (jedinice osnovnih fizikalnih veličina)

  • Međunarodni sustav jedinica SI (Systeme Internationale)

  • A = {A}  [A]

    {A} –brojčana vrijednost

    [A] – mjerna jedinica


Skalarne fizikalne veličine zakrivljenom prostoru?

– opisane svojom vrijednošću (iznosom) i pripadajućom mjernom jedinicom:

t - vrijeme, E - energija, T – termodinamička temperatura …

Vektorske fizikalne veličine

- opisane iznosom, pravcem i smjerom djelovanja, te pripadajućom mjernom jedinicom

Sila - F , ubrzanje - a brzina - v


Osnovne jedinice
Osnovne jedinice zakrivljenom prostoru?

  • Metar m duljina [L]

  • Kilogram kg masa [M]

  • Sekunda s vrijeme [T]

  • Amper A jakost el. struje [I]

  • Kelvin K termo.din.temp. [Θ]

  • Mol mol količina tvari [N]

  • Kandela cd jakost svj.izv. [J]


Dodatne jedinice
Dodatne jedinice zakrivljenom prostoru?

  • Radijan rad kut

  • Steradijan sr prostorni kut


Definicije osnovnih i dodatnih jedinica
Definicije osnovnih i dodatnih jedinica zakrivljenom prostoru?

  • Metar je duljina puta koji svjetlost prijeđe u vakuumu za vrijeme jednog 299 792 458-og dijela sekunde

  • Kilogram je masa međunarodne pramjere (etalona) kilograma

  • Sekunda je trajanje 9 192 631 770 perioda zračenja koji odgovara prijelazu između dviju hiperfinih razina osnovnog stanja atoma cezija 133.


Mjerenje standarda duljine helij-neon laserom. Točnost mjerenja 10-10 m

(NIST- National Institute of Standards and Technology)


Etalon 1 kg (90 % platina- 10 % iridij) mjerenja 10

Cezijev sat za mjerenje vremena

(NIST- National Institute of Standards and Technology)

Točnost: 310-6s u godini


  • Amper je jakost stalne električne struje koja, kada se održava u dvama ravnim usporednim vodičima, neograničene duljine i zanemarivo malenog presjeka koji se nalaze u vakuumu razmaknuti 1 metar, proizvodi među tim vodičima silu od 2×10-7 N po metru njihove duljne.

  • Mol je množina sustava koji sadrži toliko elementarnih jedinki koliko ima atoma u 12 g C12


  • Kelvin je termodinamička temperatura koja je jednaka 1/273,16 termodinamičke temperature trojne točke vode.

  • Kandela je svjetlosna jakost u određenom smjeru izvora koji odašilje monokromatsko zračenje frekvencije 540×1012 herca i kojemu je energetska jakost u tom smjeru 1/683 vata po steradijanu.



Izvedene jedinice
Izvedene jedinice isijecaju luk duljine jednake polumjeru.

  • Izvedene jedinice fizikalnih veličina – umnožak ili omjer osnovnih jedinica npr. brzina (duljina/vrijeme m/s)...

  • gustoća-izvedena fizikalna veličina, omjer mase i volumena za homogene materijale stalan kg/m3

    za nehomogene materijale : =dm/dV



Newtonovi zakoni gibanja
Newtonovi zakoni gibanja isijecaju luk duljine jednake polumjeru.

I Newtonov zakon:

Kada na tijelo, materijalnu točku, ne djeluje sila ili

je rezultantna sila jednaka nuli ono ostaje u stanju

mirovanja ili jednolikog gibanjapo pravcu

II Newtonov zakon:

Brzina promjene količine gibanja proporcionalna je sili i zbiva se u pravcu te sile

III Newtonov zakon:

Svakom djelovanju (akciji) uvijek je suprotno i jednako protudjelovanje (reakcija). Djelovanje dvaju tijela jednog na drugo uvijek su jednaka i protivnog smjera.


ad