Upload
tranlien
View
287
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU (EITP)
POMORSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U RIJECI
– PREDIPLOMSKI STUDIJ –
NOSITELJ: doc. dr. sc. SAŠA MIĆANOVIĆ ASISTENT/SURADNIK: doc. dr. sc. JASMINKA BONATO
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Rad
● Pojam uveden 1826 Gaspard-Gustave Coriolis, definiran kao “masa podignuta za određenu visinu”
● Izražava se u Newton-metrima (Nm) odnosno Joul (J)
● Sila prouzroči određeni rad u slučaju da postoji pomak hvatišta sile u smjeru sile.
W=F⋅sW=Fscosθ
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Energija● νέργεια energeia "aktivnost", Aristotel 4. stoljeće pneἐ
● Leibnitz – “vis viva” umnožak mv2
● 1807 Thomas Young, prvi upotrebljava energiju u današnjem značenju
● 1829 Gustave-Gaspard Coriolis “kinetička energija”
● 1853 William Rankine “potencijalna energija”
● Svojstvo tijela da obavlja rad – kada obavlja rad energija mu se smanjuje
● Toplinska, kemijska, električna, energija zračenja, nuklearna, magnetska, elastična, mehanička, svjetlosna, masa (E=mc2), tamna ….
● Klasična mehanika – potencijalna (ovisi o mjestu u nekom polju)
● kinetička ovisi o brzini odnosno kretanju
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Energija
● Kinetička
W=∫F ds=∫mads=∫m dvdtds
W=∫ dsdtdv=∫ v dv
Ek=1
2mv
2
W=Ekf−Eki=1
2m(vf
2−vi2)
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Energija
● Gravitacijska potencijalna
W=∫F ds=∫madsW=∫m g⋅d s
W=−mg j⋅∫A
B
d r
W=−mg j⋅( r B−r A)W=−mg j⋅(( xB−x A) i+( yB− yA) j)
W=−mg ( yB− y A)W=−EpEp=mgΔ y
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Energija
● Elastična potencijalna
● Sila Hookov zakon (1660 Robert Hooke, latinski anagram čije je značenje
objavio 1678 → Ut tensio, sic vis; "Izduženje je proporcionalno sili".)
W=∫ F⋅d sF=−kxF=kx
W=∫ kx dxW=
1
2kx
2
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Energija
● KinetičkaEk=
1
2mv
2
W=Ekf−Eki=m(v f2 −vi
2)
● Potencijalna gravitacijska
E p=mghW=E pf−E pi=mg (h f−hi)
● Potencijalna elastična
E p=1
2kx
2
W=E pf−E pi=k (x f2 −hi
2)
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Zakon očuvanje energije● There is a fact, or if you wish, a law, governing all natural phenomena that are known to
date. There is no known exception to this law—it is exact so far as we know. The law is called the conservation of energy. It states that there is a certain quantity, which we call energy, that does not change in manifold changes which nature undergoes. That is a most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity which does not change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact that we can calculate some number and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number again, it is the same. Feynman Lectures on Physics
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Rad, energija i snaga
– Snaga● Rad u jednici vremena
● Mjeri se u Wattima W
P=W
t
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
Rad, energija i snaga
– Snaga● Korisnost
η=Piskorištena
Puložena<1
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Podjela fizike
Klasična mehanika
Relativistička mehanika
Kvantna mehanika
Kvantnateorija polja
Veli
čin
a
Brzina
10-9 m
108 m/s
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Dinamika
– Sile
● Jaka i slaba nuklearna, elektromagnetska, gravitacija
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Klasična mehanikaKlasična
mehanikaRelativistička
mehanika
Kvantna mehanika
Kvantnateorija poljaV
eli
čin
a
Brzina
10-9 m
108 m/s
Kinematika Dinamika
Rad i energija
Gravitacija
Titranje
Valovi
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
SI sustav jedinica
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Kinematika– sve što trebate znati→ pravocrtno gibanje→ jednoliko ubrzano
x=x0+v
0⋅t+
1
2a⋅t
2
v=v0+a⋅t
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Kinematika
– brzina→ trenutna→ prosječna
- mrav 0.4 m/s
v=ds
dt
v=Δ s
Δ t
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Dinamika
– Sile
● Gravitacija, promatranje nebeskih tijela
● 05.07.1687 objavljen opći zakon gravitacije, Newton
F=GmM
r2
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
promjena stanja gibanja promjena stanja tijela
sila -> vektorska veličina (uzrok promjene stanja gibanja) masa (troma, inercijska) -> svako tijelo se suprotstavlja djelovanju, odnosno promjeni stanja
-> Mjera tromosti tijela jest MASA (takozvani 0. Newtonov zakon)
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Dinamika
– Impuls sile i količina gibanja
Zakon očuvanja količine gibanja – Newtonova kolijevka
Leibnitz, Newton … - diskusije oko značenja sile – proučavaju gravitaciju
1
2v
2=g Δ s
1
2mv
2=mg Δ s=F Δ s
v=gΔ t
mv=mg Δ t=F Δ t
mΔ v=F Δ t
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Dinamika
– Impuls sile i količina gibanja
Problem … količina gibanja teniske loptice?
Akceleracija je jednaka u oba referentna sustava → sila je jednaka
Newtonova relativnost ili Galileieva transformacija
I=mv
z=x+vt / tz
t=x
t+v
v '=u+v / t
a '=ut=a
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
Dinamika
– Sile
● Gravitacija, promatranje nebeskih tijela
● 05.07.1687 objavljen opći zakon gravitacije, Newton
F=GmM
r2
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
Dinamika
– Lorentzove transformacije
Dilatacija vremena
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
Dinamika
– Lorentzove transformacije
Princip ekvivalencije mase i energije
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15
!
FIZIKA
ELEKTRONIČKE I INFORMATIČKE TEHNOLOGIJE U POMORSTVU
Kinematika– Znanost je izgrađena od podataka, kao što je kuća izgrađena od cigala, ali kao što hrpa cigala ne čini kuću, tako hrpa podataka nije znanost.Jules Henri Poincare
Marin Karuza, Odjel za Fiziku EITP, 2014/15