ШЕСТИ РАЗРЕД

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА

6.10) Исправни записи су:
б] 1Pa= 1N/m^2

в] 1kPa= 1000 Pa

6.11) б] Притисак на подлогу је вечи када стоји на једној нози
г] У оба случаја на подлогу делује једнаком силом

6.12) г] највечи притисак врши оловна коцка а најмањи дрвена
(густина олова је највеча од наведених супстанци па је
највеча и њена маса и тежина)

6.13) Притисак тела од најмањег до највечег за тела означена:
Б, Г, А, В (највечој површини одговара најмањи притисак)

6.14 ) Најмањи притисак врши квадар када лежи на највечој површини ,
дакле под а) ( S=a×b )

ЧАС 15

Притисак чврстих тела

Утврдјивање појма питиска остваричемо кроз питања и задатке.

1) Заокружи тачан одговор
Притисак се дефинише формулом:
а/ р=F×S
б/ p=F/S
в/ p=S/F
Тачан одговор је а / р=F/S

2) Oсновна мерна јединица за притисак је :
а/ њутн ( N)
б/ метар квадратни ( m^2)
в/ паскал ( Pa)
— Одговор је в/ паскал (Pa=N/m^2)

3) Да ли притисак има правац и смер ?
—- Притисак нема правац и смер.
Сила је векторска величина и она поред интензитете има правац и смер.
Да нагласимо, код чврстих тела притисак се простире у правцу дејства силе.

4) Одреди притисак који врши сила од 200 њутна која делује нормално на површину
од 4 квадратна метра.
F=200 N
S=4 m^2
p=?
p=F/S
p=(200N)/(4m^2)
p=50 Pa

5) Балерина масе 60 kg стоји нс врховима стопала и на подлогу се ослања површином
6 центиметара квадратних. Колики притисак врши на подлогу.
m=60 kg
S=6 cm^2=0,0006 m^2
p=?
Балерина делује својом тежином Q на подлогу.
Q=m×g , убрзање Земљине теже g=10 N/kg
Q=60 kg×10 N/kg
Q=600 N
p=Q/S
p=(600 N)/(0,0006m^2)
p=(6000000/6) Pa
p=10 000 000 Pa
p= 10 MPa

6) Квадар ивица
а=20 cm=0,2m
b=15 cm0,15m
c=5cm=0,05m
направљен је од супстанце густине 2000 kg/m^3. Одреди притисак на подлогу:
а] кад лежи на највечој страни
б] кад лежи на најмањој страни
Густина &=2000 kg/m^3
Површина највече стране је S1=a×b=0,20m×0,15m=0,03 m^2
Површина најмање стране је S2=b×c=0,15m×0,05m=0,0075 m^2
Запремина квадар је V=a×b×c=0,20m×0,15m×0,05m=0,0015 m^3
Маса квадарa je m=&×V=(2000kg/m^3)×(0,0015m^3)=3 kg
Тежина квадра је Q=m×g=3kg × 10 N/kg=30 N
Притисак кад квадар лежи на највечој страни је

р1=Q/S1=(30N)/(0,03m^2)= 1000 Pa
P1=1 kPa
Притисак кад квадар лежи на најмањој страни је

p2=Q/S2=(30N/0,0075m^2)=4000 Pa
p2= 4 kPa

Задаци за самостални рад:

1) Дефинисати притисак, навести формулу и основну јединицу мере.

2) Зашто оштар ексер лакше улази у дрво од тупог?

3) Одреди притисак који на подлогу врши сила од 40 N (њутна) када делује на
површину од 0,2 m^2( квадратна метра).

4) Колики притисак врши човек масе 72 kg на подлогу ако је површина његових стопала
60 квадратних центиметара? Узети g=10 N/kg.

5) Гвоздена коцка ивице 3 dm лежи на столу. Колики притисак врши на сто?
Густина гвождја је 7800kg/m^3.( проверити густину у таблици

За ученике по посебном програму:
Прошли задатак су сви успешно решили.
Нови задаци:
1) На основу огледа који сте извели која течност има мању густину?
2) На тасове теразија две коцке исте величине, од дрвета
и гвождја, шта мислиш да ли су теразије у равнотежи?
3) Погледај у таблицу густина па запази и напиши који материјал има најмању
а који највечу густину.
Решења послати до 20h y среду.

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1) Притисак је једнак количнику силе и површине на коју сила нормално делује.
Можемо казати и овако: притисак је нормална сила по јединици површине.
Формулом представљамо p=F/S
Основна мерна јединица је паскал ( Ра)

2) Оштар ексер лакше пролази кроз даску јер врх има мању површину а тиме вечи
притисак.
3) F=40 N
S=0,2 m^2
p=?
р=F/S
p=( 40 N)/( 0,2 m^2)
p= 200 Ра

4) m=72 kg
S=60 cm^2=0,006 m^2
g=10 N/kg
p=?
p=F/S то јест р=Q/S
Q=m×g
Q=72 kg × 10 N/kg
Q=720 N
p=(720 N)/( 0,006 m^2)
p=120000Pa
p=120 kPa

5) a=3 dm=0,3 m ивица коцке
&=7800 kg/m^3 густина
g=10 N /kg убрзање Земљине теже
p=? притисак
р=Q/S Q-тежина , S-додирна површина
Q=m×g
m=&×V
S=a×a=0,3m×0,3m
S=0,09m^2
V=a×a×a=0,3m×0,3m×0,3m
V=0,027 m^3
m=(7800kg/m^3 ) × ( 0,027)
m=210,6 kg
Q=m×g=210,6kg × 10N/kg
Q=2106 N
p=Q/S
p=(2106 N)/(0,09m^2 )
p=23400 N

За ученике по посебном програму:
1) У огледу запажамо да је слој уља изнад воде . Закључак : уље има
мању густину од воде
2) Дрво има мању густину од гвождја, па тиме и мању масу. Закључак:
теразије нису у равнотежи јер тела немају исту масу
3) У таблици густина за разне материјале ( супстанце) запажамо да
најмању густину има ваздух а највечу злато.

ЧАС 16

Притисак у мирној течности
(Хидростатички притисак)

Да се подсетимо , област физике која проучава тела у стању
мировања зове се статика.
Реч хидро односи се на воду али овде имамо у виду све течности.
Хидростатички притисак је притисак мирне течности на дно суда,
или на слој течности испод посматраног стуба течности .
Хидростатички притисак се јавља због деловања тежине течности,
на дно суда или ниже слојеве течности. Ознака је (р), уобичајена
за притисак а основна мерна јединица је паскал (Ра )
Из искуства знамо, да приликом роњења у води на вечој дубини
на рониоца делује вечи притисак, па се не сме без опреме да иде
у дубље слојеве воде у језеру или мору.
Хидростатички притисак израчунавамо по формули:
р= &× g × h
&– густина течности
g– гравитационо убрзање Земље ( g=10 N/kg)
h– висина стуба течности (меримо од дна суда)
или дубина (меримо од слободне површине језера )
Запажамо да хидростатички притисак зависи од густине течности и
висине стуба течности. Та особина хидростатичког притиска да не
зависи од количине течности у суду ни од облика суда назива се
хидростатички парадокс.
Реч парадокс је грчког порекла и могли би смо је превести као
против ,, здравог разунма” или неочекивано. Наиме, људи су у
дрвено буре уливали воду преко танког а врло дугачког црева,
постављеног вертикално. Кад се буре напунило, неочекивано
је пукло. Људи су мислили ,да мала количина воде у цреву која
притиска буре врши незнатан притисак али су изгубили из вида
да је овде пресудна висина стуба воде , а не количина (маса).
Да наведемо још један пример ради разумевања хидростатичког
парадокса:
Један дечак зарони у воду на 2m дубине у базену а његов друг
на исту дубину у језеру. На ког дечака делује вечи хидростатички
притисак?
–Густина воде је иста у базену и у језеру, дечаци су заронили на исту
дубину па закључујемо да је вредност хидростатичког притиска иста,
без обзира на огромну количину воде у језеру .
Урадичемо неколико рачунских примера.

Пример 1)
Одреди вредност хидростатичког притиска на дну резервоара са бензином
на дубини 4 метра. Густина бензина је 700 kg/m^3.

&=700 kg/m^3 густина
h=4 m висина стуба течности(дубина)
g=10 N/kg гравитационо убрзање Земље
p=? хидростатички притисак
р=& ×g × h
p=(700kg/m^3)×(10N/kg) × 4 m
p=28000 Pa
p=28 kPa

Пример 2)
Одреди на којој дубини у језеру вредност хидростатичког притиска
износи 2 МPa. Густина воде је 1000 kg/m^3 .
p=2MPa=2×1000000 Pa=2 000 000 Pa
&=1000 kg/m^3
g=10 N/kg
h=?
p=(&×g)×h
h=p/(&×g)
h=(2000000 Pa)/( 1000 kg/m^3 × 10 N/kg)
h=(2000000/10000 )m
h=200 m

Пажљиво прочитати наставну јединицу у уџбенику. Кључне појмове
хидростатички притисак и хидростатички парадокс преписати у свеску.

Задаци за самостални рад :

1) Шта је хидростатички притисак и од чега зависи?
2) Шта је хидростатички парадокс?
3) Изведимо оглед тако што напунимо чашу водом а
затим излијемо у шерпу. Да ли су једнаке вредности
хидростатичког притиска на дну чаше и шерпе?
4) Колика је вредност хидростатичког притиска на најдубљој тачки
у океану (Маријански рог)? Узети да је дубина океана 11km а
густина воде у океану 1030 kg/m^3.
(из географије знате у ком океану се налази)

5) Одредити колика је густина течности која на дно посуде врши
хидростатички притисак од 1,6 kPa. Висина стуба течности је
20 cm. Гравитационо убрзање Земље је 10 N/kg.
Ученици по посебном програму нека обнове појам густине.
Задатке са сликама проследичу преко вибера.

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1) Хидростатички притисак је притисак мирне течности на дно суда или на слој течности
испод посматраног стуба течности. Он се јавља због тежине којом течност делује на
дно суда или ниже слојеве. Хидростатички притисак (р) зависи од густине течности и
висине стуба (слоја) течности.
Израчунавамо га по формули:
р=& × g × h, где је
& — густина течности
g=10 N/kg — гравитационо убрзање Земље
h– висина стуба течности (дебљина слоја )

2) Хидростатички парадокс је особина хидростатичког притиска да не
зависи од количине течности у суду нити облика суда него од висине
стуба течности.

3) Када улијемо воду из чаше у шерпу запремина воде остаје иста.
Пошто се вода разлије по вечој површини висина слоја воде се
смањује, па се смањује и вредност хидростатичког притиска.

4) &=1030 kg/m^3
h=11km=11000 m
p=?
p=& × g × h
p=(1030kg/m^3)×( 10 N/kg)×11000m
p=113 300 000 Pa
p=113,3 MPa

5) p=1,6 kPa=1600 Pa
h=20 cm=0,2 m
g=10 N/kg
&=?
p=& × (g × h)
&= p/(g×h)
&=(1600 Pa)/(10 N/kg × 0,2m)
&=(1600/2) kg/m^3
&=800 kg/m^3

ЧАС 17

Притиаск у мирној течности (хидростатички притисак )
Спојени судови

На површини Земље или у њеној близини на свако тело делује сила Земљине
теже усмерена ка центру Земље. Услед тога ,тела врше на подлогу притисак
својом тежином . Тако и код течности,виши слојеви својом тежином делују
на ниже слојеве или дно суда притиском који називамо хидростатички.
Хидростатички притисак буквално значи притисак воде која мирује у посуди
или језеру, али под тим појмом обухватичемо и притисакдругих течности у стању
мировања.Хидростатички притисак зависи од густине течности и висине.
Израчунавамо га по следечој формули:
р=& × g × h
&– густина течности
g– гравитационо убрзање Земље
h–висина стуба течности
Ако узмемо три посуде различите површине дна ,на пример : чаша,бокал
и акваријум па налијемо течност тако да слој буде исте дебљине (кажемо
стуб течности исте висине) у свим судовима на дно хидростатички притисак
је исти. Ова ,,неочекивана” појава, да хидростатички притисак не зависи од
облика посуде и количине течности назива се хидростатички парадокс.
Поред тога, наводимо још једну особину течности која је за примену у пракси
важна. Наиме,ако спојимо неколико посуда цевима, па у једну уливамо течност
долази до разливања у све посуде тако да је слободна површина течности у
истој равни (на истом нивоу) у свим посудама.
Закон спојених судова ( принцип ) гласи:
У отвореним спојеним судовима течност заузима исти ниво без обзира на
облик и величину суда.
Овај закон (принцип) се примењује у пракси:
Пример 1)
Зидари користе када постављају темељ зграде.
У црево улију воду и један радник држи крај црева на једном крају темеља
а други на другом, при чему је ниво воде на оба краја црева у хоризонталној
равни.
Пример 2
Закон спојених судова се користи код водовода.
На узвишеним деловима насеља граде се водоторњеви на чијим врховима
се налазе резервоари у које се вода убацује пумпама. Од резервоара се
разводи водоводна мрежа до станова. По закону спојених судова вода
долази до свих потрошача који су испод нивоа резервоара.
Утврдјивање кроз питања и задатке:

1) Хидростатички притисак на дно суда зависи од:
а] масе течости у суду и висине стуба течности
б] облика суда и густине течности
в] густине и висине стуба течности
— тачан одговор под в]

2) Мерна јединица за хидростатички притисак је :
а] паскал
б] њутн
в] квадратни метар
— тачан одговор а]
3) Закон спојених судова каже да у отвореним спојеним судовима:
а] у ширем суду ниво течности је мањи
б] течност заузима исти ниво без обзира на облик и величину суда
в] у ужем суду ниво течности је мањи
–тачан одговор б]

4) Нафта је уливена у леви крак отворене U цеви . Да ли је виши ниво
нафте у левом или десном краку нафте?
— Према закону спојених судова ниво нафте је једнак у оба крака.
Слободна површина нафте је у истој хоризонталној равни.
( U- цев је стаклена цев у облику латиничног слова U)

5) Милан је заронио у језеро на дубину 25 m. Густина воде је 1000 kg/m^3.
Колики је хидростатички притисак на тој дубини?
&=1000 kg/m^3
h= 25 m
g=10 N/kg
p=?
p=& × g × h
p=(1000 kg/m3)×(10 N/kg )×25 m
p=250 000 Pa
p=250 kPa

6) Сандук чији поклопац облика правоугаоника страница a= 2m i b=80 cm
потопљен је мору. Сандук се налази на дубини 32 m a густина
морске воде је 1030 kg/m^3. Колика сила делује на поклопац?
а=2m
b=80 cm=0,8 m
&=1030 kg/m^3
h=32 m
Хидростатички притисак p
р=&×g×h
p=(1030kg/m^3 )×(10N/kg)×32m
p=329600 Pa
По дефиницији притиска p
р=F/S
F=p×S
Површина правоугаоника S
S=а×b
S=2m×0,8m
S=1,6 m^2
F=396000Pa×1,6m^2
F=527360 N

7) Дужина акваријума је 80 cm а ширина 50cm.Када је потпуно напуњен водом
хидростатички притисак на дно акваријума је 4 kPa.
Одредити запремину воде у акваријуму. Занемарити дебљину стакла.
а=80 cm=0,8 m
b=50 cm=0,5 m
&=1000kg/m^3
g=10 N/kg
p=4 kPa=4000 Pa
V=?
V=(a×b)×h
h=?
p=(&×g )×h
h=p/(&× g)
h=(4000Pa ) : (1000 kg/m^3 × 10 N/kg)
h=(4000 :10000)m
h=0,4 m
V=a× b ×c
V=0,8m×0,5m×0,4m
V=0,16 m^3

Задаци за самостални рад:
Допуни реченице
1)
а] Хидростатички притисак___________са повечањем дубине ѕечности.
б] Мањи притисак на истој дубини је у течности која има ____ густину.

2) Појава да притисак течности на дно суда не зависи од количине
течности ни од облика суда , него само од висине стуба течности
назива се _______________________.
3) Нивои течности у свим крацима спојених отворених судова
су _______ .

4) На слоју воде дебљине 30 cm налази се слој бенззина
дебљине 20 cm.
Oдреди колики хидростатички притисак врши:
а] слој бензина на површину воде
б] обе течности на дно суда
Имати у виду да је густина бензина &1=700 kg/m^3
а густина воде &2=1000kg/m^3.
5) Изведи оглед
У пластичну флашу напуни водоми иглом пробуши флашу на две
различите висине.
Кроз који отвор млаз воде има вечи домет?
Објасни ову појаву.
Ученици по посебном програму нека обнављају густину материјала.
Задатке са сликама че добити преко вибера.

Решења послати до 20 h y средy.

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1)
а] Хидростатички притисак се повечава са повечањем дубине течности.
б] Мањи притисак на истој дубини је у течности која има мању густину.

2) Појава да притисак течности надно суда не зависи од количине
течности ни од облика суада него само од висине стуба течности
назива се хидростатички парадокс.

3) Нивои течности у свим крацима спојених отворених судова
су исти ( налазе се у истој хоризонталној равни)

4) &1=700 kg/m^3 бензин
h1=20 cm=0,2 m
&2=1000 kg/m^3
h2=30 cm=0,3 m
g=10 N/kg
a] p1=?
б] р2=?

р1=&1 × g × h1
p1=(700 kg/m^3 )×(10 N/kg)×(0,2 m)
p1=1400 Pa

p2=&1×g×h1 + &2×g×h2
p2=p1 + (1000 kg/m^3)×(10 N/kg)×( 0,3 m)
p2=1400 Pa + 3000 Pa
p2=4400 Pa

5) хидростатички притисак на горњем отвору:
p1=&×g×h1
хидростатички притисак на доњем отвору
p2=&×g×h2
Пошто је h2 >h1 па је р2 > р1
Закључак : пошто је вечи хидростатички притисак на вечој
дубини , на доњем отвору је вечи домет млаза.

ЧАС 18

Атмосферски притисак
Торичелијев оглед
Барометри

Ваздушни омотач који окружује Земљу назива се атмосфера.Слојеви
ваздуха имају највечу густину у близини Земље, а са повечањем надморске
висине густина ваздуха се смањује. Веома разредјена атмосфера се простире
на висини изнад 1000 km . Густина атмосфере зависи од временских прилика
а на површини Земље је њена вредност око 1,2 kg/m^3.
Атмосферски притисак је притисак који врши атмосфера својом тежином на
површину Земље и тела на њеној површини.
Пошто атмосфера није хомогена (нема свуда исту густину ) атмосферски
притисак се не може рачунати по формули као код течности р=&×g×h.

Оглед:
Чашу напунимо водом и поклопимо листом папира. Затим пажљиво чашу
окренемо са отвором надоле држечи папир да вода не исцури. Када папир
пустимо, запажамо да се он не одваја од чаше а вода остаје у чаши.
Свесни смо да хидростатички притисак стуба воде делује на папир наниже и
очекујемо да се вода излије. Зашто се вода не излије?
Са спољашње стране на папир делује атмосферски притисак навише.
Пошто његова вредност надмашује хидростатички притисак, папир
остаје уз обод чаше, а вода у чаши.

Атмосферски притисак је први измерио италијански научник Евангелиста
Торичели. Он је стаклену цев затворену на једном крају ,дужине један метар
напунио живом. Да напоменемо, жива је веома густа течност (&=13600kg/m^3)
У другој , широј посуди на столу се налазила жива.Отворени крај цеви је заронио
у посуду са живом при томе се један део живе излио у посуду али је у цеви остао
стуб живе висине 760 mm.
Истицање живе из цеви је престало када се хидростатички притисак стуба живе
изједначио са спољашњим атмосферским притиском , који делује на површину
живе у ширем суду.
Када је Торичели израчунао вредност хидростатичког притиска добио је вредност
101325 Ра. То је заправо и вредност атмосферског притискa (p )at
(р)аt=101325 Pa
(p)at=101,325 kPa
Мерења су показала да се атмосферски притисак опада са променом висине.
Највишу вредност има на нивоу мора а мање вредности на планинама.
Атмосферски притисак се мења и услед временских прилика па је за
нормални атмосферски притисак узет средњи годишњи притисак на нивоу
мора и износи : 101325 Ра
За изражавање атмосферског притиска користе се јединице бар и милибар.
1bar=100 000 Pa
1mbar=100 Pa
Нормални атмосферски притисак износи
( р)at =1013 mbar

Инструменти за мерење атмосферског притиска су барометри.
Постоје две врсте барометара. Једни су живини барометри и засновани
су на Торичелијевом огледу , а други метални барометри–анероиди.
Код металних барометара атмосферски притисак се одредјује помочу
угибања еластичнихметалних мембрана.
За мерење притиска у течностима и гасовима користе се манометри.
Разликујемо манометре са течношчу и металне маномртре.
Овим инструментима се могу мерити и мањи и вечи притисци од атмосферског.
Пажљиво прочитати наставну јединицу у уџбенику, кључне појмове
преписати у свеску.
Прегледати послане видео записе о овој теми и оне које сами надјете.

Задаци за самостални рад:
1) Шта је атмосферски притисак и у којим јединицама се мери?

2) Како се зову инструменти за метење атмосферског притиска?

3) По угледу на Торичелијев оглед израчунај атмосферски притисак
ако је висина живиног стуба 76 cm.Густина живе је &=13600 kg/m^3.
Узтети да је гравитационо убрзање Земље g=10 N/kg.
&=13600 kg/m^3
g=10 N/kg
h=76 cm=0,76 m
(p)at=?
Хидростатички притисак живиног стуба:
p=&×g×h
(p)at=p

4) Како се мења атмосферски притисак са надморском
висином и зашто?

5) Пластичну флашу напуни водом и затвори запушачем.
Металном иглом направи један отвор на флаши.
а] Шта запажаш, да ли истиче млаз воде ?
б] Отвори запушач на флаши и запази шта се даешава.
Покушај да објасниш.
Ученици по посебном програму да обнове појмове , величине
којиме описујемо кретање њихове мерне јединице .
1) Путања
2) Предјени пут (s ). Основна мерна јединица. Инструмент.
3) Време ( t ). Основна мерна јединица. Инструмент
4) Брзина (v ). Oсновна мерна јединица. Инструмент
Решења послати до 20 h у недељу.

 

Решења са предходног часа

1) Атмосферски притисак је притисак који врши ваздушни омотач
својом ѕежином на површину Земље и тела на њој.
Основна јединица је паскал а у пракси се користи бар и милибар.
1 bar=100 000 Pa
1 mbar=100 Pa

2) Инструменти за мерење атмосферског притиска називају
се барометри.

3) &=13600 Pa
g=10 N/kg
h=76 cm=0,76 m
(p )at=?
хидростатички притисак живиног стуба ( p)
p=&×g×h
p=(13600 kg/m^3)×(10N/kg)×0,76 m
p=103360 Pa
атмосферски притисак једнак је хидростатичком живиног стуба
(p)at=103360 Pa

( p)at=103,36 bar

4) Атмосфетски притисак се снижава са порастом надморске
висине. У близини Земље су слојеви ваздуха вече густине него
на висини. Поред тога, висина ваздушног стуба мерена са нивоа
мора је веча него када се мери са нивоа планине.

5) Пластичну флашу напунимо водом и затворимо. Уколико иглом
направимо мали отвор на флаши млаз воде не истиче. Зашто?
Атмосферски притисак је по вредности вечи од хидростатичког
притиска стуба воде ,па не долази до истицања воде.
Када се поклопац са флаше уклони тада млаз воде истиче,
јер атмосверски притисак делује и на горњу површину воде и на
отвор.

ЧАС 19.

Атмосферски притисак
Торичелијев оглед
Барометри

Утврдивање наставне јединице остваричемо одговарајучи
на питања и кроз рад задатака.
Заокружи тачне одговоре:
1) Атмосферски пеитисак се јавља због:
а] дувања ветара у атмосфери
б] тежине ваздушног омотача
в] тежине кишних капи
— одговор б]

2) Мерне јединице за атмосферски притисак су:
а] килоњутн
б] паскал
в] милибар
г] бар
— одговор а ] б] в]

3) Вредност атмосферског притиска са порастом надморске висине :
а] опада
б] не мења се
в] расте
— одговор а]

4) За нормални атмосферски притисак узима се :
а] притисак на нивоу главног града
б] притисак на нивоу мора
в] притисак на врху планине

5) Вредност нормалног притиска износи:
а] 101,3 mbara
б] 101,3 Pa
в] 101,3 kPa
–одговор в]

6) Инструмент за мерење атмосферског притиска зове се :
а] барометар
б] динамометар
в] термометар
— одговор а]

7) Атмосферски притисак на врху планине износи 650 mbara.
Изразити овај притисак у
а) барима
б) паскалима
в) килопаскалима
Решење:
а) (р)аt=650 mbar ——–> bar

mbar=bar/1000

(p)at=650 bar/1000

(p)at=0,65 bar

б) (p)at=0,65 bar ————> Pa

bar=100 000 Pa

(p)at=0,65×100000 Pa

(p)at=65 000 Pa

в) (p)at=65 000 Pa ———–> kPa

Pa=kPa / 1000

(p)at=65000 kPa/1000

(p)at=65 k Pa

8) На којој дубини у језеру је хидростатички притисак једнак нормалном
атмосферском притиску ? Густина воде је 1000kg/m^3 a вредност
нормалног атмосферског притиска је 101300 паскала.

&=1000 kg/m^3

g=10 N/kg

(p)at=101300 Pa

p=(p)at

h=?

хидростатички притисак p

p=(& × g) × h

h=p/(&×h)

h=(101300 Pa)/{(1000kg/m^3)×10 N/kg }

h=(101300/10000) m

h=10,13 m

9) Одреди коликом силом атмосфера делује на кошаркашко игралиште
дужине 30 m и ширине 15 m. Атмосферски притисак је 101,3 kPa.

а=30 m

b=15 m

(p)at=101,3 kPa=101300 Pa

По дефиницији притиска: p=F/S ——-> F= p × S

Сила којом атмосфера делује на игралиште :

F=(p)at × S

S=a×b=30m×15m=450 m^2

F=101300 Pa × 450 m^2

F= 45 585 000 N

F=45,585 MN

10) Одреди укупан притисак на дно бурета напуњеног нафтом aко
је висина бурета 150 cm .
a) кад је буре затворено са горње стране
б) кад је буре отворено са горње стране
Густина нафте је 800 kg/m^3 . Атмосферски притисак je
(p)at= 101300 Pa

&=800 kg/m^3

g=10 N/kg

h=150 cm= 1,5 m
a) кад је буре затворено

p1=& × g × h

p1=(800 kg/m^3)×(10N/kg)×1,5 m

p1=12000 Pa

б) кад је буре отворено

p2=p1 + (p)at

p2=12000 Pa + 101300 Pa

p2=113 000 Pa

p2=113,3 kPa

За ученике помпосебном програму:
Шта је кретање тела?
— Кретање је промена положаја посматраног у односу на референтно тело.

Шта је време и укојим јединицама меримо време?
Време је основна физичка величина. Ознака (t ).
Oсновна мерна јединица је секунда (s ).
Вече мерне јединице :
минут (min ) min=60 s
сат (h) h=60 min
дан дан=24 h

Инструмент за мерење времена је штоперица и часовник.

Шта је путања?
— Путања је стварна или замишљена линија коју тело описује при кретању.
Примери: траг зеца по снегу, путања млазног авиона.

Каква путања може бити по облику?
— Путања по облику може бити праволинијска и криволинијска .
Праволинијска је код лифта па то кретање зовемо правојинијско.
Криволинијска је код комарца па то кретање зовемо криволинијско.

Шта је предјени пут (s) и чиме се мери?
— Предјени пут је део путање који тело предје за одредјено време.
Основна јединица за мерење пута је метар (m ).
Мање јединице су:дециметар , центиметар и милиметар.
Веча јединица за пут је километар km=1000 m.
Мерило за дужину пута је метарска трака .

Задацинза домачи задатек:
1) У којим јединицама меримо време?
2) Којим инструментом меримо време?
3) Колико траје школски час?
4) Да ли је твоја путања до школе праволинијска
или криволинијска?
5)Да ли праволинијско или криволинијско кретање када јабука пада са гране ?
6) Какво је кретање пчеле која лети са цвета на цвет?

ЧАС 20

Паскалов закон и његова примена
На нашој планети супстанца се може јавити у једном од три агрегатна
стања, у зависности од температуре и притиска.
Тела у чврстом агрегатном стању имају сталаан облик и сталну запремину.
Течности имају сталну запремину али немају стални облик,него узимају облик
посуде у којој се налазе.
Гасови немају ни сталан облик ни запремину него се распростиру у целом
расположивом простору. Течноси и гасови се једном речју називају флуиди.
Приметили смо да се код чврстих тела притисак преноси у правцу
деловања силе. Да ли је код течности и гасова тако?
Да бисмо одговорили на то питање изведимо два огледа.
Оглед 1.
Мању пластичну кесу напунимо водом а затим кесу пробушимо
иглом на више места , са различитих страна. Када кесу јаче стиснемо
видимо да млазеви воде излазе у свим правцима.
Оглед 2.
Гумени балон дувањем пунимо ваздухом. Видимо да се са убацивањем
ваздуха балон у свим правцима .
Ови огледи нам показују да се притисак у течностимс и гасовима преноси
другачије него код чврстих тела.

О томе нам говори Паскалов закон:
Спољашњи притисак који делује на течност или гас у затвореном суду
преноси се у свим правцима подједнако.
Паскалов закон има своју практичну примену .
Људи су кунконструисали различите направе које свој рад заснивају
на Паскаловом закону, на пример :хидраулична преса , хидраулична
дизалица, хидраулична кочница итд.
Хидрауличну пресу чине два спојена суда различитих површина
попречног пресека S1 и S2, у које је уливена течност а затворени
су покретним клиповима. Ако на клип мање површине делујемо
силом F1 притисак се према Паскаловом закону преноси
равномерно у свим правцима, па тако делује на други клип на
коме се појављује сила F2. Пошто је

р1=F1/S1

p2=F2/S2

a важи да је р1=р2 , то јест

F1/S1=F2/S2 , одакле добијамо
силу која F2 којом течност делује на клип:

F2=F1×( S2/S1)

Запажамо да је сила која делује на други клип веча од силе којом
делујемо на први клип онолико пута колико је површина другог
клипа веча од површине првог клипа.

Пример 1

На мањи клип хидрауличне пресе површине 2 квадратна дециметра
делује сила од 100 њутна. Колики је интензитет силе која делује на
други клип површине 10 квадратних дециметара.
Без детаљног рачуна, запажамо да је површина другог клипа 5 пута
веча па је и сила која делује на тај клип 5 пута веча .
Решавамо задатак поступно:

S1=2 dm^2=0,02 m^2

F1=100 N

S2=10 dm^2=0,1m^2

F2=?

Паскалов закон: р2=р1

F2/S2=F1/S1

F2=F1×(S2/S1)

F2=100 N×[(0,1m^2)/(0,02m^2)]

F2=100N×(10/2)

F2=100N×5

F2=500 N

На основу овог примера је јасно да на рачун мање силе можемо добити вечу,
то је корисна страна хидрауличних уредјаја.

Пример 2
Маса аутомобила је 900 kg a дечака 40 kg. Површина вечег клипа
хидрауличне дизалице је 6 m^2 ,а мањегклипа је 0,2 m^2 . Да ли
дечак својом тежином може да подигне аутомобил ако стоји на
мањем клипу?

m1=900 N

S1=6 m^2

m2=40 kg

S2=0,2m^2

g=10 N /kg

F2=? сила којом треба деловати на мањи клип

Q1=m1×g=900 kg×10 N/kg

Q1=9000 N тежина аута

Q2=m2×g=40kg×10 N/kg

Q2=400 N тежина дечака

Одредимо силу којом треба деловати на мањи клип:

F2=F1×(S2/S1)

F2=9000 N×[(0,2m^2)/(6 m) ]

F2=300 N

Пошто је ова сила мања од тежине дечака ,закључак је да дечак
може да подигне аутомобил на хидрауличној дизалици.
Пажљиво прочитајте лекцију у уџбенику и у свеску препишите
кључне појмове и рачунске примере.
Задаци за самостални рад:
1) Како гласи Паскалов закон?

2) Наведи примере примене Паскаловог закона.

3) На први клип хидрауличне пресе делује сила од 20 N. Колика
сила делује на други клип ако је површина првог 20 mm^2 a
другог клипа 25 cm^2.
Ученици по посебном програму нека ураде задатке задате на
предходном часу.
Решења послати до 20 h у суботу.

ЧАС 21

Паскалов закон и његова примена

Утврдјивање ове наставне јединице остваричемо кроз одговоре на питања
и рад задатака.
1) Спољашњи притисак у течностима и гасовима се преноси :
а] у правцу деловања силе
б] у свим правцима подједнако
в] највише у правцу деловања силе
— тачан одговор је под б]

2) Рад хидрауличне дизалице заснива се на :
а] Првом Њутновом закону
б] хидростатичком парадоксу
в] Паскаловом закону
— тачан одговор в]

3) Колико пута добијамо вечу силу од оне којом делујемо на клип
хидрауличне дизалице , зависи од :
а] односа површина клипова
б] површине клипа на којимделујемо
в] силе којом делујемо
— тачан одговор а]

4) Запази тачне реченице:
а] притисак у гасовима се мери у њутнима
б] притисак у течностима се мери у паскалима
в] притисак код чврстих тела преноси се у свим правцима
г] притисак код чврстих тела преноси се у правцу деловања силе
–тачни искази су б] и г]

5) Шта нам показује случај да на акваријуму пукну бочни зидови
када се претера са количином уливене воде?
–То се дешава зато што се притисак у течности преноси дуж свих
праваца равномерно. Када би се притисак преносио само наниже
бочна страна не би пукла.

6) Када делује вечи ваздушни притисак на длан , кад је постављен у
хоризонталну или вертикалну раван?
— Свеједно је како је постављен длан, јер се у гасовима притисак преноси
подједнако у свим правцима.

7) На клип хидрауличне дизалице површине 20 cm^2 делује сила од 100 N.
Koлика сила делује на клип поршине 2 m^2 ?

S1=20 cm^2=(20 m^2)/10000=0,002 m^2

F1= 100 N

S2= 2m^2

F2=?

Паскалов закон :
р2=р1

F2/S2=F1/S1

F2=F1 × (S2 / S1)

F2=100 N ×[ (2 m^2 ) : (0,002 m^2)

F2=100×1000 N

F2=100 000 N

Запажамо да је површина другог клипа 1000 пута веча од
површине мањег клипа, па је и сила толико пута веча.

8) На клипове хидрауличне пресе делују силе од 5 N и 500 N.
Aко је површина ширег клипа 20 cm^2 колика је површина ужег?

F1=5 N

F2=500 N

S2=20 cm^2=0,002m^2

S1=?

p2=p1

F2/S2=F1/S1

S1=( F1/F2)×S2

S1=(5N/500N)×0,002 m^2

S1=0,00002 m^2

9) Површина мањег клипа хидрауличне дизалице је 40 пута мања од површине
вечег клипа. Одреди масу терета на другом клипу ако се на мањем налази тег
од 5 kg, a дизалица је у равнотежи.

S2/S1=40

m1=5 kg

m2=?

g=10N/kg

Q1=m1×g=5kg×10N/kg

Q1=50 N

p2=p1

Q2/S2=Q1/S1

Q2=Q1×( S2/S1 )

Q2=50 N×400

Q2=2000 N

m2=Q2/g

m2= 2000 N)/(10 N/kg)

m2=200 kg

10) На клип први клип хидрауличне пресе површине 50 cm^2 делује
сила од 16 N.На другом клипу површине 5000cm^2 стоји коцка ивице
40 cm. Одреди густину коцке ако је преса у равноѕежи.
Масе клипова занемарити.

S1=50 cm^2=0,005 m^2

F1=16 N

S2=5000 N=0,5 m^2

a=40 cm=0,4 m

&=? густина

На основу Паскаловог закона одредичемо силу (тежину) коцке

F2/S2=F1/S1

F2=F1×(S2/S1)

F2=16N×[(0,5m^2)/(0,005m^2)

F2=1600 N

Q2=F2=1600 N

m2=Q2/g

m2=(1600 kg)/(10 N/kg)

m2=160 kg

V=a×a×a=0,4m×0,4m×0,4m

V=0,064m^3

&=(160kg)/(0,064m^3)

&=2500 kg/m^3

ЧАС 22

Притисак

Утврдјивање ове наставне теме остваричемо кроз одговоре на
питања .

1) Притисак је :
а] приизвод силе и површине на коју сила нормално делује
б] количник силе и површине на коју сила нормално делује
в] количник површине и силе која делује на површину нормално
— тачан одговор б]

2) Притисак услед своје тежине врше тела :
а] само у чврстом агрегатном стању
б] у чврстом и течном агрегатном стању
в] у сва три агрегатна стања
–тачан одговор под в]

3) Основна мерна единица за притисак може се представити као:
а] N×m^2

б] N/m^2

в] N/kg
— тачан одговор б]

4) Да бисмо притисак тела на подлогу смањили 2 пута:
а] склоничемо телом са подлоге
б] смањичемо додрну површину 2 пута
в] повечачемо додирну површину тела 2 пута
–тачан одговор в]

5) Када пуну флашу воде запремине један литар излијемо у
широку посуду вода се разлије .Да ли је тада хидростатички
притисак на дно посуде исти као у флаши ?

V=S1×h1

V=S2×h2

S2×h2=S1×h1

S2 > S1 –> h2 < h1

Када се вода разлије мања је висина воденог стуба
па је хидростатички притисак мањи, јер је
р=&×g×h

6) Шта каже закон спојених судова?
— У отвореним спојеним судовима ниво течности у свим судовима је исти.
( слободна површина течности је у истој равни)

7) Да ли се може вода са извора који је на једном брду цевима довести
до куче која је на другом брду ?
–Према закону спојених судова може, под условом да је извор на
вечој локалној висини од куче.

8) Атмосферски притисак се јавља услед :
а] тежине ваздуха
б] деловања ветра
в] кретања ваздушних маса
— тачан одговор а]

9] Инструмент за мерење атмосферског притиска је :
а] термометар
б] барометар
в] динамометар
— тачан одговор в]

10) Шта је нормални атмосферски притисак?
— Нормални атмосферски притисак је средњи годишњи
притисак мерен на нивоу мора. Његова вредност је
101300 паскала или 1013 милибара.

11) Како гласи Паскалов закон?
— У течностима и гасовима спољашњи притисак се
преноси у свим правцима подједнако.

12) У чему се огледа корист хидрауличне дизалице?

Паскалов закон : р2=р1

F2 / S2 = F1/ S1

F2=F1 x (S2 /S1)

Када је S2 > S1
онда је F2 > F1

На ширем клипу добија се веча сила.

ЧАС 23

Систематизацију наставне теме притисак остваричемо кроз
одговоре на питања и рад задатака.

1) На подлогу површине 1m^2 делује нормално сила од 1N .
Колики притисак врши?
F= 1N
S= 1m^2
p=?

p=F/S

p=1N/1m^2

p= 1 Pa

2) Да ли би притисак имао исту вредност као у предходном задатку
да сила делује под оштрим углом на површину ?
— Не. Притисак би био мањи,јер сила која нормално делује на површину
имала би сада мању мању вредност. Максималан притисак сила врши
када делује нормално на површину.

3) Преведи притисак од 200 kPa у паскале.

р=200 kPa

kPa=1000 Pa

p=200 × 1000 Pa

p=200 000 Pa

4) Преведи притисак од 600 000 Pa у паскале.

р=600 000 Pa

Pa=MPa/ 1000 000

p=600000 Pa/1000000

p=0,6 MPa

5) Oдреди коликом силом атмосфера делује на радну површину стола чија је
вредност површине 2 m^2. Вредност атмосферског притиска је 101,3 kPa.

p=101,3 kPa=101300 Pa

S=2 m^2

F=?

p=F/S ——-> F=p × S

F=101300 Pa × 2 m^2

F=202600 N

F=202,6 kN

6) У мензуру су уливене две течности густина 900 kg /m^3 и 0,8 /cm^3g,
које се не мешају. Висина стуба прве течности је 20 сm a друге 30 cm.
Колики је хидростатички притисак на дно суда?

&1=900 kg/m^3

h1=20 cm=0,2 m

&2=0,8 g/cm^3=800 kg/m^3

h2=30 cm=0,3 m

g=10 N/kg

p=?

Укупан хидростатички притисак на дно суда једнак је збиру појединачних.
р1=&1 × g × h1

p1=(900 kg/m^3 )×(10 N/kg)×0,2 m

p1=1800 Pa

p2=&2 × g × h2

p2=(800 kg/m^3)×(10 N/kg)×0,3 m

p2=2400 Pa

p=1800 Pa + 2400 Pa

p=4200 Pa

7) Одреди интензитет силе делује на прозор подморнице на дубини 50 m,
aко је површина прозора 4 dm^2. Густина морске воде је 1025 kg/m^,
a вредност aтмосферског притиска је 101,3 kPa.

h=50 m

S=40 dm^2 =0,4 m^2

&=1025 kg/m^3

(p)at=101300 Pa

Укупан притисак који делује на подморницу једнак је збиру атмосферског
и хидростатичког притиска.
Хидростатички притисак:

р1=&×g×h

p1=(1025 kg/m^3)×(10 N/kg)×50 m

p1=512500 Pa

p=p1 + (p)at

p=512500 Pa + 101300 Pa

p=613800 Pa

F=p × h

F=613800 Pa × 0,4 m^2

F=245520 N

8) Буре воде запремине 200 литара високо је 1m. У вертикално пластично
црево наливена је вода до висине 10 dm a запремина воде у цреву је 2 литра.
Је ли хидростатички притисак вечи на дно бурета или дно црева?

h1=1m

h2=10 dm=1 m

Пошто је висина стуба воде једнака у бурету и у цреву хидростатички
притисак је једнак (не зависи од количине и облика суда).
Ова појава зове се хидростатички парадокс.

9) У вестима је речено да су вредности атмосферских притисака у
три места Обреновцу, Солуну и Дивчибарама :

р1=1005 mbar

p2=1013 mbar

p3=990 mbar

Повежи места са притисцима.

–Знамо да са порастом надморске висине атмосферски притисак опада.
Закључак:
Солун (на обали мора) – р2

Обреновац –р1

Дивчибаре — р3

10) Возило тежине 8 kN стоји на клипу хидрауличне дизалице површине 8 m^2.
Коликом силом треба деловати на другом клипу површине 80 dm^2
да би дизалица била у равнотежи ?
Да ли човек може да уравнотежи возило својом тежином?

F1=8 kN=8000 N

S1=8 m^2

S2=80 dm^×=0,8 m^2

F2=?

Паскалов закон : p2=p1

F2/S2 =F1/S1

F2=F1 × (S2/S1)

F2= 8000N×[(0,8m^2)/( 8m^2)]

F2=8000 N×0,1

F2=800 N

Човек тежине 800 N (масе 80 kg) може да уравнотежи возило
на хидрауличној дизалици.
Провежбати детаљно задатке и преписати у свеску.

ЧАС 24

Систематизација градива физике (1.део)

1) Која су два основна облика постојања материје ?

–супстанца (дрво, вода ,кисеоник)

— физичко поље (гравитационо, електрично,магнетно)

2) Повежи физичка тела: чаша, столица,ексер  са супстанцом.

чаша — стакло

столица — дрво

ексер — гвождје

3) Како одрдјујемо положај еког тела у простору ?

— Унапред изаберемо тело у односу на које одредјујемо положај
посматраног тела. Такво тело називамо референтно.
Пример: када желимо да одредимо положај аутомобила ми за
референтно тело бирамо велику уочљиву зграду . Може и више
референтиих тела (бандера, дрво…)

4) Шта је механичко кретање?

— Механичко кретање је промена положаја посматраног тела у
односу на референтно.
То је свако померање у простору, на пример:котрљање куглице, лет
птице, падање јабуке итд.

5) Свако кретање и мировање тела у природи је :
а] апсолутно
б] релативно
в] некад релативно а некад апсолутно

— тачан одговор  б]

6) Наведи физичке беличине и њихове основне мерне јединице
којима описујемо кретање тела.

–време (t) мери се у секундама (s)

— путања

— предјени пут (S) мери се у метрима (m)

— брзина (v ) , основна мерна јединица је метар у секунди (m/s)

7) Како се дефинише брзина тела ?

Брзина тела једнака је количнику предјеног пута и времена .

v=s/t       ( v=s :  t )

8) Пас претрчи пут дужине 120 метара за 1 минут.
Одтдити брзину пса.

s=120 m

t=1 min=60 s

v=?

v=s/t

v=(120 m)/(60 s )

v=2 m/s

9) Према облику путање кретање се дели на :
а] кривилинијско и равномерно
б] преволинијско и неравномерно
в] праволинијско и кривилинијско

— тачан одговор под в]

10) Како делимо кретање према брзини ?

—равномерно (v=const  )

— неравмомерно (v се мења  )

11) На путу су падале капи уља из возила . Закључи на основу
тога како се тело кретало

●  ●  ●  ●  ●  ●  ●  ●

— Кретање возила је равномерно преволинијско.

12) Шта је средња брзина тела ?

— Средња брзина је количник укупног предјеног пута и укупног времена кретања.

Vsr=( S1 +  S2)/ ( t1 + t2 )

ЧАС 25

Систематизација градива (2. део )

1) Шта је сила ?

— Сила је мера узајамног деловања два тела.
Основна мерна јединица је њутн (N )
Сила је по природи векторска величина , што значи да је одредјена интензитетом,
правцем и смером.
Силу графички представљамо оријентисаном дужи. На пример:
интензитет F=4 N
правац водораван
смер надесно

——!——-!——-!——>

Спада у изведене физичке .

2) Које су последице деловања силе на тело ?

— Сила изазива промену брзине тела а може да изазове и деформације тела.
Деформације тела су: савијање, сабијање, истезање.

3) У коме од наведених случајева је трење најмање :
а] дечак вози бицикл
б] дечак хода по песку
в] дечак се пење уз дрво

— тачан одговор а]

4] Електрична сила је :
а] увек привлачна
б] привлачна је кад су тела супротно наелектрисана
в] увек је одбојна

— тачан одговор б]

5) Шта је мерење ?

— Мерење је поступак упоредјивања физичке величине са унапред
изабраном јединицом мере.

6) Каква је веза масе и инертности тела ?

— Маса је мера инертности тела. Ако је маса тела веча а , тело се више
супротставља када га померамо из стања мировања.

7) Шта тврди закон инерције (први Њутнов закон) ?

— Свако тело остаје у стању мировања или равномерног праволинијског кретања
све док га друго тело не принуди да то стање промени.

8) Како дефинишемо густину тела ?

— Густина тела ( & ) једнака је количнику масе и запремине тела.

&=m/V

Основна мерна јединица је килограм по метру кубном.

[ & ]=kg/m^3

9) Густина воде је 1000 kg/m^3. Шта се дешава са првим телом густине 2200 kg/m^3,
a шта са другим телом густине 800 kg/m^3 када их ставимоу воду ?

— Прво тело тоне јер има вечу густину од воде а друго тело плива јер има
мању густину од воде.

10) Како гласи Паскалов закон?

— Паскалов закон тврди да се притисак у течностима и гасовима простире
равномерно у свим правцима.
Да се подсетимо, код чврстих притисак се простире у правцу дејства силе.

________________________________________________________________________________

СЕДМИ РАЗРЕД

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1)
а] Снага је количник извршеног рада и времена. То је изведена физичка величина.
Снажнији је човек који за краче време изврши рад.
б] Основна мерна јединица за снагу је ват.
У пракси се користи коњска снага. (1KS=735 W)

2) А= 0,6 МЈ= 600 000 Ј
t= 2 min =120 s
P=?
P=A/t = (600 000 J) / (120 s)
P= 5000 J
P= 5 kJ

3) V=54 km/h = 15 m/ s
P=80 kW = 80 000 W
F=?
P= F×V ——-> F= P : V
F= 80000 W : 15 (m/ s)
F= 5333,3 N

4) корисна снага Рк= 40 kW=40 000 J
уложена снага Рu= 50 kW=50 000 J
коефицијент корисног дејства # =?

#= Рк / Рu
# = 40000 W / 50000 W
#=0,8
#=80 %

ЧАС 15

Снага (Р )
Коефицијент корисног дејства (ета #)

Утврдјивање наставне јединице кроз рад задатака.

1) Снага је :
а] сила која врши рад
б] извршени рад у јединици времена
в] способност тела да врши рад
г] промена механичке енергије
— одговор под б]

2) Која од наведених формула изржава дефиницију снаге ?
а] Р= А×t

б] P= A/t

в] P=F× v

г] P= F/v
-oдговор је под б] и в]

3) Ана подигне пакет књига са пода на полицу за 4 секунде.
Када би то урадила за 3 секунде :
а] променила би се потенцијална енергија
б] променио би се извшени рад
в] променила би се снага
г] променила би се кинетичка енергија
— одговор под в]

4) Коефицијент (степен) корисног дејства је:
а] количкик корисног и уложеног рада
б] количник уложеног и корисног рада
в] производ корисне и уложене снаге
г] количник корисне и уложене снаге
— одговор под а] и г

5) Колика је уложена снага ако се за 8 секунди изврши тад од 1600 џула?
А= 1600 Ј
t= 8 s
P=?
P=A/t
P=(1600 J)/( 8 s)
P=200 W

6) За које време електрична тестера снаге 6 kW изврши рад од 43,2 kJ ?
P=6kW=6000 W
A=43,2 MJ=43200000 J
t=?
P=A/t
t=A/P
t=(43200000 J)/(6000 W )
t=7200 s
t=2 h

7) Одреди коефицијент корисног дејства машине ако је уложена снага
400 kW a корисна 300 kW.
Pk=300 kW=300 000 W
Pu=400 kW=400 000 W
# =?
#=Pk/Pu
#=(300000 W/400000 W)
#=3/4
#=0,75
#=75%

8) Oдреди уложени рад ако је корисни 1300 Ј. Коефицијент корисног
дејства је 65 %.
Ak=1300 J
#=65%= 65/100=0,65
Au=?
#=Ak/Au
Au=Ak/#
Au=1300J/0,65
Au= 2000 J
Au=2 kJ

9) Дизалица подиже терет масе 150 kg сталном брзином 0,5 m/s.
Kоефицијент корисног дејства је 75%. Одреди уложену снагу.
m=150 kg
v=0,5 m/s
#=75%=0,75
Pu=?
Пошто се терет крече равномерно закључујемо да је интензитет силе
којом дизалица делује на терет F=m×g
F=150 kg×10m/s^2
F=1500 N
Pk=F×v
Pk=1500J × 0,5 m/s
Pk=750 W
#=Pk/Pu
Pu=Pk/#
Pu=750 W/0,75
Pu=1000 W
Pu=1kW

10) Са бране високе 30 m y току минута падне 600 m^3 воде на лопатице турбине.
Генератор који производи електричну струју има снагу 2,4 МW.
Одреди коефицијент корисног дејства? Густина воде је &=1000kg/m^3.
h=30 m
V=600 m^3
&=1000 kg/m^3
t=1 min=60 s
Pk=2,4 MW=2 400 000 W
#=?
#=Pk/Pu
Pu=?
Pu=Au/t
Au=m×g×h
m=&×V
m=(1000kg/m^3 )× 600m^3
m=600 000 kg
Au=600000kg × 10m/s^2 ×30 m
Au=180 000 000 J
Pu=Au/t
Pu=(180000000J)/(60s)
Pu=3000 000 W
#=Pk/Pu
#=(2 400 000 W)/(3 000 000 W)
#=0,80
#=80%

Задаци за самостални рад:

1) Укаквој су вези снага и извршени рад ?
2) Наведи 3 мерне јееинице за снагу и њихов однос са основном јединицом.
3) Снага мотора је 5 kW. Колики рад изврши за 10 минута?
4) Одреди коефицијент корисног дејства ако је корисна снага 1200 W
a уложена 1,6 kW.
5) Дизалица равномеро подиже терет масе 6 тона на висину 9 m за пола
минута .Коефицијент корисног дејства је 75%.Одредити:
а] Корисну снагу дизалице ?
б] Уложену снагу ?

За ученике по посебном програму:
1) Шта је путања тела а шта предјени пут ?
2) Какав облик може имати путања? Наведи пример.
3) У којим јединицама се мери предјени пут ?
4) Повежи вече и мање јединице за пут са основном.
5) Која је основна мерна јединица за време?
6)Повежи са основном мерном јединицом за време вече и мање .

Решења послати до 20 h у четвртак.

ЧАС 16

Механички рад и енергија. Снага

Систематизацију наставне теме остваричемо одговарајучи на питања
и решавајучи задатке.

1) Основна мерна јединица за рад може се представити:
а] J= N×m
б] J=N/m
в] N=J×m
Заокружи тачан одговор.

2) Стална сила интензитета 50 N помери тело на растојање 4m.
Колики је извршени рад?

3) Колики рад изрврши сила Земљине теже када подижемо
равномерно терет масе 80 kg на висину 3 m ?

4) Oдреди рад силе трења при померању тела масе 20 kg
на путу од 50 cm дуж хоризонталне подлоге. Коефицијент
трења клизања је 0,1. ( g=10m/s^2 )
5) Oдреди кинетичку енергију птице масе 3 kg кoja лети брзином
2 m/s.

6) На којој висини се налази тело масе 100 g чија је потенцијална
енергија 30 Ј ?

7) Коју врсту енергије има голуб када
а] лети на висини 5m изнад плочника?
б] трчи по плочнику?

8) Како у физици називамо запис: Ек + Ер=const ?
При којим условима важи?
9) Тело масе 40 kg кретало се сталном брзином 18km/h.
Након дејства силе тело је стекло брзину 54km/h.1
Koлики рад је извршила сила?

10) Туриста испусти телефон масе 100 g са авалског торња
са висине 200 m.
a) где је најмања потенцијална а где кинетичка енергија?
б) применом закона одржања механичке енергије одреди
кинетичку енергију тела непосредно при удару о тло.

11) Лоптица масе 20 g бачена је вертикално увис са терасе
високе 5m . Kоји облик и колику вредност енергије
има лоптица у тачки највише удаљеној од тла ?

12) Снага је једнака :
а] производу извршеног рада и времена
б] количнику времена и извршеног рада
в] колични извршеног рада и времена
(заокружи тачан одговор)

13) Снага машине је 6 kW. Kолики рад изврши за 10 минута?

14) Уложена снага мотора је 1,6 kW a корисна снага је
1200 W. Колики је кефицијент корисног дејства?
15) Дизалица равномерно подиже терет 6 t на висину 9 m
за пола минута. Коефоцијент корисног дејства је 75%.
Одреди корисну и уложену снагу.

За ученике по посебном програму:

1) Шта је путања а шта предјени пут?
2) Какав облик може имати путања ?
3) Како делимо кретања према облику путање?
4) У којим јединицама меримо предјени пут?
5) У каквој вези су мерне јединице за предјени
пут са основном?
6) Којим инструментом меримо дужину пута?
7) У којим јединицама меримо време?
8) Повежи друге мерне јединице за време са основном.
9) Којим уредјајем меримо време?
10) Кад стиже воз на крајњу станицу ако је пошао у
7h 45min a путује један и по сат ?

РЕШЕЊА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1) Основна мерна јединица за механичми рад је џул.
Може се представити : Ј= N×m
2) F=50 N ( =const)
s= 4 m
A=?
A= F×s
A=50 N×4 m
A=200 J

2) v=const
m=80 kg
h=3m
g=10m/s^2
Ag=?
Ag= — (m×g×h)
Ag=–(80kg×10m/s^2 ×3m)
Ag=– 2400 J
Ag= — 2,4 kJ

4) m=20 kg
s=50 cm=0,5 m
g=10 m/s^2
@=0,1
Atr=?
Atr= — (Ftr × s)
Ftr=@×m×g
Ftr=0,1×20kg ×10( m/s^2)
Ftr=20 N
Atr= — 10 N

5) m=3 kg
V=2 m/s
Ek?
Ek=(m× V×V)/2
Ek=(3kg×2m/s ×2m/s) : 2
Ek= 6 J

6) m=100 g=0,1 kg
Ep= 30 J
g=10 m/s^2
h=?
Ep=(m×g)×h
h=Ep/(m×g)
h=30J/(0,1kg×10m/s^2)
h=(30/1) m
h=30 m

7)
a] Када лети на висини 5 m голуб има и кинетичку и
потенцијалну енергију
б] Када голуб трчи по плочнику има само кинетичку
енергију (h=0)

8) Израз Ek + Ep =const у физици називамо закон одржања механичке енергије.
Важи у изолованом систему (изоловано тело )

9) m=40 kg
V1=18 km/h=(18000 m) /(3600 s)=5 m/s
V2=54 km/h=15 m/s
A=?
Веза рада и механичке енергије:
А=Еk2 — Ek1
Ek1=(m×V1×V1) : 2
Ek1=(40kg×5m/s ×5m/s) : 2
Ek1=500 J
Ek2=(40kg×15m/s ×15m/s) : 2
Ek2=4500 J
A=4500 J — 500 J
A=4000 J
А=4 kJ

10) m=100 g=0,1kg
h=200 m
Ek1=0 (V1=0 )
Ep2=0 ( h2=0 )
a) –најмању потенцијалну тело има на тлу (h=0 )
–најмању кинетичку енергију тело има на почетку( V=0)
б) ЗОМЕ
Еk2 + Ep2=Ek1 + Ep1
Ek2=Ep1
Ep1=m×g×h1
Ep1=0,1kg×10m/s ×200 m
Ep1=200 J
Ek2=200 J

11) m=20 g=0,02 kg
h1=5m
V1=10m/s
V2=0 ———-> Ek2=0
ЗОМЕ :
Еk2 + Ep2= Ek1+ Ep1
У тачки највише удаљеној од тла лоптица има само
потенцијалну енергију.
Ер2= Еk1 +Ek2
Ek1=(m×V1×V1) : 2
Ek1=(0,02kg×10m/s ×10m/s) : 2
Ek1=1 J
Ep1=m×g×h1
Ер1=0,02kg×10(m/s^2) ×5m
Ep1= 1J
Ep2 = Ek1 + Ep1
Ek2=1 J + 1J
Ek2=2 J

12) Снага је (в) количник извршеног рада и времена

13) Р=6 kW= 6000 W
t=10 min =600 s
A=?
P=A/t
A=P × t
A=6000W × 600 s
A=3600 000 J
A=3,6 MJ

14) Pu=1,6 kW=1600 W
Pk=1200 W
# коефицијент корисног дејства ?
#=Рk/ Pu
#=1200 W / 1600 W
#=0,75
#=75%

15) m=6 t=6000 kg
h=9 m
t=0,5 min=30 s
#=75%=0,75
Pk=?
Pu=?
#=Pk/Pu
Pk=Ak / t
Ak=m×g×h
Ak=6000 kg×10(m/s2)×9m
Ak=540000 J
Pk=Ak/t
Pk=( 540000 J/30 s )
Pk=18 000 W
Pu=Pk/#
Pu=18 000 W ÷ (0,75)
Pu=24000 W
Pu=24 W

За ученике по посебном програму:
1) Путања је стварна или замишљена линија коју тело описује
током ретања.
Предјени пут је део путање коју тело предје за одредјено време.
2) Путања може бити праволинијска и криволинијска.
3) Према облику путање кретање се дели на праволинијско и криволинијско.
Примери за раволинијско кретање: лифт, слободно падање
Примери за криволинијско кретање: шут на кош, лет инсеката
4) Основна мерна јединица за предјени пут ( S) је метар (m)
5) Вече мерне јединице :
километар km=1000 m
Мање мерне јединице:
дeциметар dm=0,1 dm
центинметар cm=0,01 m
милиметар mm=0,001m
6) Мерило за мерење дужине, то јест предјеног пута је
метарска трака.
7) Основна јединица за време је секунда ( s )
8) Вече јединице за време:
минут min=60 s
сат (час) h=60 min=3600 s
дан=24 h
9) Инструмент за мерење времене је хронометар (штоперица ),
часовник
10) пошао у t1=7h45min
путовао 1,5h=1h30min
стигао t2=7h45min +1h30min
t2=8h75min
t2=9h15min

ЧАС 17

Механички рад и енергија . Снага

Правимо преглед ове наставне теме утврдјујучи систематично кључне појмове.
Одговорити допуном реченица тако да искази буду тачни или заокруживањем
тачног одговора.

1) Механички рад је извршен ако је тело под деловањем силе_________________
или ако је тело под деловањем силе _____________________.

2) Рад у механици врши :
а] тело
б] сила
в] некад тело а некад сила

3) Рад се врши :
а] када на тело делује сила
б] ако се тело помера
в] ако на тело делује сила и изазива померање или деформацију

4) Жена стоји на станици и десном руком држи кофер а левом се
хлади лепезом. Којом руком жена врши рад?
а] са обе руке
б] са левом руком
в] са десном руком
г] не врши рад јер стоји

5) Аутомобиле маса 900 kg и 1800 kg подижу дизалице сталном брзином
до исте висине.Дизалица која подиже лакши аутомобил врши:
а] двоструко мањи рад
б] исти рад
в] двоструко вечи рад

6) Када тело слободно пада:
а] сила Земљине теже и сила отпора ваздуха врше позитиван рад
б] сила теже позитиван а сила отпора ваздуха негативан рад
в] сила теже негативан а сила отпора позитиван рад

7) Када тело вучемо по хоризонталној подлози:
а] сила Земљине теже и сила трења врше негативан рад
б] сила Земљине теже и сила трења врше позитиван рад
в] сила Земљине теже не врши рад а сила трења
врши негативан рад

8) Енергија је:
а] способност тела да врши рад
б] брзина вршења рада
в] сила која врши рад

9) Механичка енергија има два облика:
а] кинетичку и топлотну енергију
б] потенцијалну и електричну енергију
в] потенцијалну и кинетичку енергију

10) Тело поседује кинетичку енергију када:
а] има брзину
б] има убрзање
в] налази се на висини

11) Кинетичка енергија зависи од ______________и ________________.

12) Када се маса тела смањи 2 пута при сталној брзини ,
тада се кинетичка енергија ___________ 2 пута.

13) Када се брзина тела смањи 2 пута при сталној маси,
тада се кинетичка енергија ___________пута.

14) Тело има гравитациону потенцијалну енергију када_______________.

15) Саксија која пада са терасе има највечу кинетичку енергију _________
а највечу потенцијалну енергију _____________(наведи положај).

16) Врабац има кинетичку и потенцијалну енергију када:
а] трчи по улици
б] лети изнад кестена
в] стоји на грани кестена
г] лети изнад крова зграде

17) Закон одржања механичке енергије важи за _________тело
и гласи______________________________.

18) Што се рад дуже врши то је снага_____________ .

19) Повежи физичке веичине и мерне јединице:
снага џул
рад њутн
сила ват
енергија

20) Коефицијент корисног дејства даје однос________и__________.
Његова вредност је____________.

За ученике по посебном програму:
1) Дефиниција брзине.
2) Формула за брзину.
3) Основна мерна јединица за брзину.
4) Друге јединице за брзину.
5) Како називамо кретање када се не мења брзина?
6) Израчунај брзину дечска који пут од 40 метара
претрчи за 20 секунди.
7) Дефиниција убрзања.
8) Формула за убрзање.
9) Основна мерна јединица за убрзање.
10) Како се назива кретање када се мења брзина тела?
Одговоре послати до 20h у четвртак.

ЧАС 18

Топлотно ширење тела
Појам и мерење температуре

У најранијем детињству стекли смо прва сазнања о топлотним појавама.
Тада смо научили да се врео чај не сме пити, да је сладолед из фрижидера
веома хладан, да се коцке леда топе у соку, да се веш брже суши кад је напољу
виша температура и низ других појава.Такодје смо запазили да су нека тела
у чврстом, нека у течном а нека у гасовитом агрегатном стању.
До сада смо физичка тела посматрали споља описујучи их помочу мерљивих
особина ,као што су маса, брзина , енергија итд.
Да бисмо описали топлотне појаве, оно што ми видимо на макроскопсм нивоу
потребно да схватимо од чега се физичка тела састоје, да закорачимо на
микроскопски ново. Питамо се ,које су то ,,циглице”од којих се
састоји супстанца?
Свако физичко тело састоји се од веома ситних , голим оком невидљивих честица
које се називају атоми. Два или више атома могу да граде молекул. Пирода сваког
молекула зависи од врсте, начина везе и простоног распореда атома.Према
молекуларно-кинетичкој теорији молекулимсе налазе у непрестаном кретању.
Супстанца се на Земљи налази у једном три основна агрегатна стања: чврстом,
течном и гасовитом а ретко у стању плазме.
Измедју молекула делују медјумолекулске силе. Код чврстих тела молекули се
налазе на блиским растојањима, везани су јаким електричним силама и слабо
су покретљиви. Код течности молекули су удаљенији , делују слабије привлачне силе
и непрестано се кречу, услед чега течности могу да мењају облик. Код гасова су
молекули још удаљенији па се привлачно медјумолекулско деловање смањује ,
услед чега гасови мењају облик и распростиру се по целој расположивој запремини.
Топлотно ширење тела је промена димензија тела услед промене температуре.
Када се тело загрева долази до топлотног ширења.Разликујемо :
—линеарно ширење
—запреминско ширење
Линеарно ширење је приметно код тела чија је једна димензија(дужина)
знатно веча од других, на пример жица далековода. Током лета, када је
температура виша, жице се истежу па је њихова дужина измедју стубова
приметно веча.Зими , при нижим температурама жице су затегнуте.
Слично је понашање железничких шина , па се мора оставити мали размак
измедју суседних делова да не би дошло до деформације услед ширења.
Топлотно ширење чврстих тела углавном је равномерно по свим димензијама
( дужини , ширини , висини ) тако да тела задржавају блик .
Овде се повечава запремина тела па говоримо о запреминском ширењу.
При запреминском и линеарним ширењу маса тела остаје иста а густина
се смањује.Када је се тело хлади, долази до запремиског скупљања па се
густина повечава.
Запреминско ширење течности је вече него запреминско ширење чврстих тела
при загревању за исти температурски интервал.
Различите течности не повечавају своју запремину за исти износ при истој промени
температуре.
При загревању се течности шире и њихова густина опада, а при хладјењу скупљају
и њихова густина расте.Изузетак чини вода и та појава се назива аномалија воде.
Уколико се вода хлади од 4 °С до 0 °С запремина јој се повечава, а уколико се загрева
у том интервалу ,запремина се смањује. На температурама вишим од 4°С, вода се
понаша као и остале течности у погледу ширења.
Запреминско ширење и скупљање је карактеристично и за гасове. То лако можемо
запазити када лопту оставимо напољу па је ујутро, при нижој температури,њена запремина
мања а у подне ,при вишој температури запремина веча. Количина ваздуха је у оба случаја иста.
Због ове појаве аутомобилске гуме треба лети мање пумпати него зими.

Температура (T)–апсолутна (термодинамичка)

Темпепература је мера степена загрејаности тела .
Она је основна физичка величина у Медјународном систему( SI).
Основна мерна јединица за апсолутну температуру је келвин ( К ).
Температура се у вечем делу света мери у степенима Целзијиса (°С ),
као и код нас у свакодневном животу.
У неким деловима света, например Америци температура се мери у
степенима Фаренхајта ( °F).
Teмпература ( t )изражена у степенима Целзијуса и апсолутна температура (Т )
повезане су формулама:

Т=( t/°C + 273) K

t=( T/K — 273) °C

Температурски интервал ( разлика ) температура је бројно једанака и у
степенима целзијуса и у Келвинима.
Најнижа могуча температура је 0 К , односно — 273 °С и она се
назива апсолутна нула.
Пример1)
Данашњу температуру од 27 °С преведи у апсолутну.
t=27°C
T=?
T=( 27°C/°C +273) K
T=(27 +273) K
T=300 K

Пример 2)
Апсолутна температура течног азота је 70 К.Изразите ову температуру
у Целзијусовој температурској скали.
Т=70 К
t=?

t=( Т/К — 273) °С

t=( 70 K/K — 273) °C

t= — 203 °C

Инструменти за мерење температуре су термометри
Температура се мери тако што се мери нека друга физичка величина
која од ње зависи. У нашој свакодневној пракси се користе термометри
засновани на принципу топлотног ширења.
Такви су живини термометри, где се прати промена запремине течности у
уским цевчицама . Порастом температуре ниво течности се у цевчици
подиже а смањењем спушта. Пошто је живина пара штетна , од недавно
се живини термометри не производе . Уместо живе користе се друге течности.
Све оне могу да мере температуру измедју сопствене тачке мржњења и кључљња .
За мерење нижих температура користе се термометри са етил– алкохолом
који могу да мере температуре у интервалу (–70,78) °С
За мерење веома ниских и високих температура користе се термометри
који мере тако што се мери зависност неке електричне особине материјала
од температуре.
У нашој свакодневној прекси за мерење телесне температуре користе
се дигитални термометри.

Пажљиво прочитати лекцију и у свеску преписати кључне појмове
Задаци за самостални рад:
1) Објасни појаву топлотног ширења.

2) Шта је температура и у којим јединицама се мери?

3) Изрази своју телесну температуру у Келвиновој скали.

4) Температура мржњења живе износи 234 К.
Изрази у степенима Целзијуса.

5) у 6h температура је износила 14°С а у 15h измерено је 33 °С.
Изразити промену температуре у Целијусовој и Келвиновој
температурској скали.
Решења послати до 20h у недељу.

Ученици који раде по посебном програму :
1) Написати особине:
–чврстог агрегатног стања
–течног агрегатног стања
–гасовитог агрегатног стања
2) У ком агрегатном стању се налази вода на данашњој температури?
3) Какао се зове чврсто агрегатно стање воде?

 

ОДГОВОРИ НА ПИТАЊА СА 17 ЧАСА

1) Механички рад је извршен када је дошло до померања тела или када је
дошло до промене облика тела ( деформације ).

2) Рад у механици врши сила.

3) Рад се врши када се тело помера или деформише.

4) Рад врши лева рука јер се она помера.
Десна рука само држи кофер (без померања )

5) Двоструко мањи рад врши дизалица која подиже лакши ауто.

6) При слободном паду тела, сила Земљине теже врши позитиван рад
а сила отпора негативан.

7) При кретању тела по хоризонталној подлози, сила Земљине теже не врши рад
(делује нормално на правац кретања) а сила трења врши негативан рад.

8) Ако се изврши рад за дуже време тада је развијена снага мања.

9) Механичка енергија једнака је збиру потенцијалне и кинетичке енергије.

10) Кинетичку енергију има тело које има брзину.

11) Кинетичка енергија тела зависи од масе и квадрата брзине.

12) Када се маса тела смањи два пута, потенцијална енергија се
смањи два пута.

13) Када се брзина тела смањи два пута кинетичка енергија се
смањи четири пута.

14) Гравитациону потенцијалну енергију тело има када се налази на висини и
узајамно делује са Земљом гравитационом силом.

15) Саксија има ( Ек )max при удару о тло а ( Е )max на тетаси.

16) Потенцијалну енергију врабац има када лети изнад кестена
и изнад зграде.

17) Закон одржања механичке енергије важи за изоловано тело
и гласи да се укупна механичка енергија тела не мења , него само
може прелазити из потеенцијалне у кинетичку и обрнуто.

18) Ако се рад изврши за дуже време тада је развијена снага мања.

19) снага — ват
механички рад — џул
сила — њутн
енергија — џул

20) Коефицијент корисног дејства је однос корисног и уложеног рада.
Такодје,ожемо казати да је однос корисне и уллжене енергије.
Вредност : 0 < ККД < 1

 

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХПДНОГ ЧАСА

1) Када неком телу доводимо топлоту (загревамо га) долази до повечања
температуре. Молекули врше интензивније кретање око равнотежних положаја
па долази до повечања медјумолекулских растојања. Када се то дешава са великим
бројем молекула , долази до приметних промена дужине и запремине на макроскопском
нивоу. Такву појаву називамо линеарно и запреминско топлотно ширење.
Код жице или железничке пруге линеарно, а код тела сферног или кубичног облика
запреминско ширење. При том се не мења облик и маса тела.

2) Температура је мера степена загрејаности тела. Основна мерна јединица у
Медјународном систему је келвин (К). У свакодневној пракси користи се
степен Целзијуса (°С) или Фарeнхајтa (F) (на америчком континенту).

3) Телесна температура човека је t=36 °C
T=?
T=(t/°C + 273) K

T=(36°C/°C + 273) K

T=309 K

4) T=234 K

t=?

t=(T/K — 273) °C

t=(234 — 273) °C

t= — 39 °C

5) t1=14 ° C
t2=33 °C
a ] промена температуре на Целзијусовој скали ♢t=?
б ] промена температуре на Келвиновој скали ♢Т=?

а] ♢t=t2 — t1

♢t=( 33 — 14 )°C

♢t=19°C

б] ♢Т=Т2 — Т1

Т1=(14°С /°С + 273) К

Т1=287 К

Т2=(33°С/°С + 273)

Т2=306 К

♢Т=(306 — 287) К

♢Т=19 К

Напомена: промена температуре на Целзијусовој и Келвиновој скали је иста.

За ученике помпосебном програму:
1) На Земљи се супстанца појављује у једном од три агрегатна стања
чврстом, течном и гасовитом.
Тела у чврстом стању имају сталну запремину и стални облик.
Примери: ексер, даска , кликер
Тела у течном стању имају сталну запремину али немају стални облик,
него узимају облик суда у коме се налазе. Примери: бензин, уље.
Гасови немају сталну запремину ни сталан облик. Заузимају целокупан
расположиви простор. Примери: кисеоник, азот, водена пара.

2) На данашњој температури ( t= 20°C) вода се налази у течном
стању.

3) Чврсто агрегатно стање , које се јевља кад је температура воде
испод 0 Целзијусових степени, назива лед.

ЧАС 19

Топлотно ширење тела
Појам и мерење температуре

Утврдјивање ове наставне јединице остваричемо кроз питања и одговоре
и рад задатака.

1) Загревањем тела долази до :
а] топлотног ширења тела
б] топлотног скупљања тела
в] димензије тела се не мењају
–одговар а]

2) При загревању тела се :
а] густина не мења
б] густина тела се повечава
в] густина тела се смањује
— одговор в]

3) Запреминско ширење тела при истом температурском порасту
је најизраженије код:
а] гасова
б] течности
в] чврстих тела
— одговор а]

4) Температура се дефинише као :
а] степен топлотног ширења тела
б] степен загрејаности тела
в] топлотна енергија тела
— одговор б]

5) У научним истраживањима углавном се користи:
а] Фаренхајтова температурска скала
б] Целзијусова температурсака скала
в] Келвинова температурска скала
— одговор в]

6) Изразити вредности температуре ваздуха у Келвинима:
а] највиша имерена температура код нас је 44°С
б] најнижа измерена температура код нас је — 39 К
t1=44°C
t2= — 39°C

a) T1=( t1/°C +273 ) K

T1=(44°C/°C + 273 ) K

T1=317 K

б] Т2= ( –39°C /°C + 273) K

T2=234 K

7) Температуру од 268 К превести у Целзијусову.

Т=268 К

t=( T/K — 273 ) °C

t=(268K/K — 273) °C

t= — 5 °C

8) Које од наведених тврдјења је тачно:
а] вредност температуре у (°С) једнака је вредности у( К)
б] промена температуре има исту вредност у (°С ) и (К )
в] промена у (°С ) је за 273 мања него у (К )
— одговор б]

9) Температура мржњења и кључања воде користи се за
калибрацију :
а] Фаренхајтове скале
б] Келвинове скале
в] Целзијусове скале
— Тачка мржњења воде означена је као 0°С а кључања воде као 100 °С.
Ове карактеристичне темпетатуре служе за калибрацију Целзијусове скале.

10) Термометр са етил-алкохолом у капилари може да мери температуру
у интервалу од (–70, 78) °С. Да ли се може овим теемометром измерити
температура од 180 К на Антарктику?

t1= –70 °C

t2= 78 °C

T=180 K ——-> t=(180 K/K — 273 )

t= — 93 °C

Температура –93°С је изван мерног опсега алкохолног термометра
па се он не може користити за мерење овако ниских вредности.
Напомена: најнижа измерена температура на планети Земљи је
— 98,6 °С на Антарктику.

ЧАС 20

Количина топлоте
Специфични топлотни капацитет
Топлотна равнотежа

У овој наставној јединици упознчемо се са новом физичком величином
коју називамо количина топлоте и означавамо са (Q ).

Количина топлоте је енергија коју тело прими или отпусти у процесу
топлотне размене.
Основна мерна јединица је џул (Ј ).
Може се показати да је количина топлоте коју тело размени са околином
пропорционална маси тела и промени његове температуре, што формулом
исказујемо на следечи начин:

Q=m × c × (T2 — T1) или

Q=m × c × ( t2 — t1 ) , где је

m–маса тела
[ kg]

c– специфични топлотни капацитет
( специфична топлота)

Промена темпертуре на апсолутној скали [ К]

♢Т=Т2 — Т1

Промена температуре на Целзијусовој сакли [ °C ]

♢t=t2 — t1

Показали смо да је ♢Т=♢t

Специфични топлотни капацитет (с) је бројно једнак количини
топлоте која је потребна да се килограму супстанце промени
температура за један степен.

с= Q/( m × ♢T) па је јединица

[ с ]=Ј/(kg ×K) што се чита

џул по колограм келвину.

Пошто је разлика температура у келвинима и степенима Целзијуса
бројно једнака специфичн топлотни капацитет се може изразити

[ с ]=Ј/(kg× °C) што се чита

џул по килограм степена Целзијуса.

Топлотна размена измедју тела се може остварити проводјењем
топлоте, струјањем и зрачењем.Без обзира на начин размене ,
топлота увек прелази са тела више на тело ниже температуре.
Када температуре тела и околине нису једнаке , тело као целина
размењује топлоту са околином.
Ако је тело топлије предаваче топлоту околини , ако је хладније
примаче топлоту од околине

Тело се налази у топлотној равнотежи ако сви делови тела имају једнаку
температуру која се не мења са временом.
Да бинсе то остварило тела из околине не смеју загревати или хладити
посматрано тело, што значи да тело и околина морају бити на истој
температури.Дакле , да закључимо
тело се налази у топлотној равнотежи ако сви делови тела имају исту
температуру и ако не размењују топлоту са околином.
Таква тела називамо топлотно изолованим телима.
Можемо говорити и о топлотно изолованом систему који не размењује
топлоту са околином.
На пример,термос боце (Дјуарови судови) служе за одржавање сталне
температуре топлих напитака, у свакодневној пракси .
Уредјај који служи за топлотну изолацију система зове се калориметар.
Његови зидови и поклопац су направљени од топлотних изолатора ,
па када је затворен можемо сматрати да тела у њему чине изолован систем.
Калориметар се може користити за мерење специфичне топлоте тела,
уколико је позната вредност специфичне топлоте тела са којим испитивано
тело ступа у топлотну равнотежу.
Нека је тело масе m1, специфичне топлоте с1 загрејано до температуре t1,
a тело масе m2 , специфичне топлоте с2 на нижој температури t2.
Aко ова два тела убацимо у калориметар , где чине топлотно изолован
систем , количина топлоте коју тело више температуре отпусти (Q1)
једнака је количини топлоте коју тело ниже температуре прими (Q2).

Oва једначина се зове једначина топлотног баланса
(једначина топлотне равнотеже )

Q1=Q2

m1×c1×(t1– t ) = m2 × c2×(t2 –t)

Из ње можемо добити равнoтежну температуру ( t )
која се успоставља после неког втемена.

t=( m1×c1×t1 + m2× c2 × t2 ) : ( m1×c1 + m2×c2 )

Из једначине топлотног баланса можемо добити непознату специфичну
топлоту тела када су познате масе и температуре тела и ако је позната
специфична топлота другог тела.

Треба имати у виду , да се у реалним условима тела не могу потпуно
топлотно изоловати, део топлоте се неминовно губи.
Због тога се настоји у пракси да топлотни губици буду што мањи,
па се врши топлотна изолација стамбених објеката.

Поткрепичемо са неколико примера ову тему.

Пример1

Колико топлоте треба довести једном килограму олова
да би се њетова температура повечала за 1 степен?
— Питање се односи на специфични топлотни капацитет
(ранији назив специфична топлота)
У таблици видимо да је његова вредност за олово
с=130 Ј/(kg × K)
или
с=130Ј/( )kg/°C)

Пример 2

Kолика је количина топлоте потребна да би се 50 kg воде загрејало
са 15 °С на 75 °С ?
Специфична топлота воде је 4200 Ј/(kg× °C ).

m=50 kg

с=4200Ј/( kg× °C)kg

t1=15°C

t2=75°C

Q=?

Q=m×c×( t2 –t1)

Q=50 kg×4200 J/(kg×°C ) × (75 °C –15°C)

Q=(50×4200×60) J

Q=12 600 000 J

Q=12,6 MJ

Приметимо, за загревање воде је потребно уложити велику количину
енергије . То треба имати у виду када користимо бојлер или штедњак.

Пример 3

У воду масе 5kg и температуре 20 °С убачено је бакарно тело масе 1kg и
температуре 100 °С.Израчунати температуру воде после успостављања
топлотне равнотеже.

m1=1kg

c1=280 J/(kg×°C )

t1=100°C

m2=5kg

c2=4200J/(kg ×°C)

t2=20° C

t=?

t=(m1×c1×t1 + m2×c2×t2 ) : ( m1×c1 + m2 × c2)

t=[1kg×280 J/(kg × °C)×100 °C +5kg×4200J/(kg×°C )× 20°C] :

: [ 1kg×280J/(kg×°C) + 5kg×4200J/( kg×°C) ]

t=[( 28000 + 420000)°C] : ( 280+21000 )

t=(422800 : 21280) °C

t=19, 9° C

Прочитати пажљиво лекцију и кључне појмове , формуле и рачунске
примере преписати у свеску.
Задаци за самостални рад:

1) Објасни шта је количина топлоте.
( дефиниција, формула и основна мерна јединица)

2) Објасни шта је специфични топлотни капацитет.

3) Шта је топлотна равнотежа?

4) Три куглице од олова , гвождја и бакра загрејане су до исте
температуре. Свака је убачена у једну од три једнаке посуде са водом,
масе 1kg које су биле истог степена загрејаности.У којој посуди после
топлотне равнотеже вода има највишу температуру?

5) Одреди колико је потребно довести топлоте да би се комад
гвождја масе 2kg загрејео са 10°С на 90°С.
Специфична топлота гвождја је 480Ј(kg×°C).

Решења послати до 20 h y суботу.
Ученици по посебном програму нека одговоре на питања
са предходног часа.

ЧАС 21

Количина топлоте
Специфични топлотни капацитет
Топлотна равнотежа

Утврдјивање наставне јединице остваричемо кроз одговоре на питања и
рад задатака.

1) Топлота је :
а] исто што и температура
б] облик енергије коју тело прима или предаје
в] степен загрејаности тела
— тачан одговор б]

2) Процес преласка топлоте са једног на друго тело назива се :
а] топлотно ширење
б] топлотна равнотежа
в] топлотна размена
–тачан одговор в]

3) Измедју два тела топлота спонтано прелази са :
а] тела вече масе на тело мање масе
б] тела више температуре на тело ниже температуре
в] тело вече запремине на тело мање запремине
— тачан одговор б]

4) Количина топлоте потребна за загревање 1kg супстанце
за 1 степен назива се :
а] специфични топлотни капацитет
б] масени капацитет
в] запреминска температура
— тачан одговор а]

5) Супстанце које се брже загревају имају :
а] имају мању специфичну топлоту
б] имају вечи топлотни капацитет
в] имају вечу специфичну топлоту
— тачан одговор а]

6) Да ли је тело у топлотној равнотежи када сви његови делови имају
исту температуру?
— Када сви делови тела имају исту температуру то још не значи да је
тело у топлотној равнотежи. Тек када тело не размењује топлоту са
околином тада је у топлотној равнотежи.

7) Два тела, свако масе 1 kg загрејана су до исте температуре. Прво тело
има специфичну топлоту 500 (J/kg×K) а друго 900 (Ј/kg×K). Које тело
предаје околини вечу количину топлоте када им се температура смањи
за 1 К ?
— Друго тело предаје околини вечу количину топлоте јер је његова
специфична топлота веча. Прецизније речено,друго тело предаје
околини 900 (Ј/kg×K) a прво 500 (Ј/kg×K).

8 ) При загревању тела масе 200 грема за 20 К утрошена је количина
топлоте од 920 J. Одреди вредност специфичног топлотног капацитета
тела. У табели одреди од које супстанце је направљено тело?

m=200 g=0,2 kg

♢T=20 K

Q=920 J

c=?

Q=m×c×♢T

c=Q/( m×♢T )

c=920 J/( 0,2 kg × 20 K)

c=(920/4)(J/kg×K)

c=230 J/(kg×K)

Из таблице специфичних топлотних капацитета очитавамо да
ова вредност одговара сребру.

9) Алуминијумски радијатор има масу 8 kg и налази се на температури
5°С. Специфични топлотни капацитет алуминијума је 900 J /(kg × °C).
До које температуре се загреје радијатор када му се доведе количина
топлоте од 504 kJ.

m=8kg

t1=5°C

c=900 J/(kg×°C )

Q=504 kJ=504 000 J

t2=5°C + 504000 J/[ 8kg×900 (J/ kg×°C)]

t2=5°C + (504000/7200)°C

t2=5°C + 70°C

t2=75°

10) У воду запремине 15 литара температуре 95°С уливено је 25 литара
температуре 15°С. Одредити ведност равнотежне температуре која
се успостави након мешања, после неког времене.Густина воде је

&=1000 kg/m^3.

V1=15 L=15dm^3=0,015m^3

t1=95°C

V2=25 L=25 dm^3=0,025 m^3

t2=15°C

t=?

t=[(m1×c×t1) + (m2×c×t2)] / [(m1×c) +(m2×c ) ]

t=c×[(m1×t1) +(m2×t2 )] / c×(m1+ m2 )

t=[ (m1×t1)+( m2×t2) ] / (m1+m2 )

m1=&×V1=1000(kg/m^3) × 0,015m^3

m1=15kg

m2=25kg

t=[(15kg×95°C ) + (25kg×15°C ) ]/(15kg +25kg)

t=[(1425 + 375) /40] °C

t=(1800/40)°C

t=45°C
Q=m × c × ( t2 — t1 )

t2 — t1=Q/(m×c)

t2=t1 + Q/(m×c )

t2=5°C +

ЧАС 22

Честични састав супстанце
Унутрашња енергија

До сада смо посматрали тела споља и опсввали га мерљивим физичким
карактеристикама које називамо физичке величине, као на пример:
брзина , убрзање , маса , кинетичка енергија , потенцијална енергија.
Сада нас занима које су то ситне ,,циглице” од којих се сасоји супстанца
од које су направљена тела.
Од давнина су научници покушавали да одговоре од чега се састоји неко
физичко тело .
Шта се добија као резултат ситњења неког тела ?
Идеја да се свет састоји од честица потиче од старогрчких мислилаца
Демокрита и Леукипа , који су ту честицу назвали атом, што на грчком
значи недељив. Ми данас , на основу знања из савремене физике знамо
да и атом има своје саставне делове .
Два или више атома истог или различитих елемената чине молекул.
Молекули су најситније честице тела који задржавају особине супстанце
од које је тело изградјено.Ову дефиницију молекула треба узети са резервом,
јер особине супстанце зависе од услова под којим се супстанца налази.
Када бисмо зрнце полена убацили у неколико капи воде и под микроскопом
посматрали , запазили бисмо исто што је енглески научник Роберт Браун запазио
почетком 19 .века, да зрнце има изломљену путању.

Хаотично кретање честца назива се Брауново кретање .
Уколико се вода загреје па се убаци зрнце полена хаотичност се повечава.
Због повечања температуре молекули повечавају брзину кретања па се
овакво кретање у унутрашњости тела назива топлотнао кретање .
Молекули у стању кретања имају кинетичку енергију јер се на различите
начине кречу: праволинијски, криволинијски, ротирају и осцилују око
равнотежних положаја.
Услед свог узајамног деловања имају и потенцијалну енергију.

Унутрашња енергија
је збир свих облика кинетичке и потенцијалне енергије свих честица неког
тела (молекула , атома).
Треба нагласити да унутрашња енергија не зависи од тога да ли се тело налази
у стању кретања или мировања.
Унутрашња енергија је у тесној вези са температуром. Можемо казати да је
промена унутрашње енергије тела сразмерна промени температуре.
Као и сви облици енергије мери се у џулима.

Температура је мера топлотног кретања молекула.
Осим од температуре , унутрашња енергија тела зависи од врсте супстанце
од које је тело сачињено, масе тела и броја честица .

Унутрашња енергија тела може се променити на два начина:
— доводјењем топлоте телу
— вршењем рада над телом
Када је супстанца у чврстом стању атоми и молекули осцилују око равнотежних
положаја. Могли бисмо их упоредити са куглицама које су у чворовима кристалне
решетке повезане опругама и врше мала померања око равнотежних положаја.
У вишој температурској области супстанца се налази у течном стању. Овде
молекули врше хаотично кретање, налазе се на вечим медјумолекулским
растојањима и отприлике су распоредјени као зрна у грозду.
У гасовитом агрегатном стању кретање молекула и атома је потпуно хаотично.
Налазе се у непрестаном медјусобном сударању и саударању са зидовима суда.
Због тога се непрестано мења брзина и по вредности и по правцу и смерау.
Ово кретање се назива хаотично топлотно кретање.
Због кретања молекула ваздуха, врло брзо би се мирис парфема пренео са
једног на други крај собе.
Појава мешања молекула две супстанце без спољашњих утицаја назива се дифузија.
Дифузија се одвија у свим агрегатним стањима али је најбржа код гасова.

Агрегатна стања
Супстанца се на земљи налази у три основна агрегатна стања –чврстом,
течном и гасовитом а знатно редје у стању плазме.
У звездама , као и нама најближој звезди — Сунцу,супстанца је у стању плазме.
Агрегатно стање супстанце зависе од њене температуре и спољашњег притиска.
Молекули неке супстанце су исти у сва три агрегатна стања.У ком агрегатном
стању се налази супстанца утичу :просторни распоред молекула , медјумолекулска
растојања , брзине кретања и везе измедју молекула .
За сваку супстанцу постоји карактеристична температура при којој прелази из једног
стања у друго.
Тела прелазе из једног агрегатног стања у друго различитим топлотним процесима.
Прелазак тела из једног агрегатног стања у друго је последица доводјења , односно
одводјења топлоте.

Топљење је прелажење чврстог тела у течно агрегатно стање , при загревању.
Температура на којој се то дешава зове се тачка топљења.
Очвршчавање је прелажење течности у чврсто агрегатно стање при хладјењу.
Испаравање је прелажење течности у гасовито агрегатно стање при загревању.
Температура на којој се то дешава зове се тачка кључања.
Кондензација је прелажење гаса у течно агрегатно стање при хладјењу.

Сублимација је директно прелажење из чврстог у гасовито агрегатно
стање при загревању.
Ресублимација је директно прелажење из гасовитог у чврсто агрегатно
стање при хладјењу.( други назив је депозиција)

Треба напоменути, током преласка супстанце из једног у друго агрегатно
стање њена температура је стална ,иако се врши размена топлоте .

Пример 1

Вода је супстанца која се јавља у три агрегатна стања у зависности
у којој температурској областаи се налази. Нека се ови прелази дешавају
на атмосферском притиску.
Нека се вода налази у чврстом агрегатном стању –лед.
Доводјењем довољне количине топлоте лед почиње да се топи и прелази
у течно стање .
Тачка топљења леда је 0°С (273 К).
Даљим доводјењем топлоте вода се загрева а затим почиње да кључа ,
прелазечи у водену пару–гасовито агрегатно стање.
Тачка кључања воде је 100 °С (373 К).
Када се пара хлади, долази до кондензације , на тачки кондензације 100 °С,
прелази у течно агрегатно стање.
Даљим хладјењем долази до мржњења воде , на тачки мржњења воде 0°С,
прелази у чврсто агрегатно стање .

Пример 2

Температура топљења алуминијума је 660 °С , а температура
кључања је 2519 °С.
У ком агрегатнонм стању се налази алуминијум на температури
953 К ?

Дату температуру преводимо у степене Целзијуса

t=(T/K — 273) °C

t=(953 K/K –273) °C

t=680 °C

чврсто | течно | гасовито
_________,|_______ |__________
^

660°С < t < 2519°C

Aлуминијум се налази у течном агрегатном стању на
температури 680° С (953 К ).
Пажљиво прочитати лекцију у уџбенику и у свеску
преписати и научити кључне појмове.

ЧАС 23

Честични састав супстанце
Унутрашња енергија

Утврдјивање ове наставне јединице остваричемо кроз одговоре на
постављена питања и рад задатака.

1) Флуид је заједнички назив за :
а] чврста тела и течности
б] чврста тела и гасове
в] течности и гасове

— Тачан одговор     в]

2) Честице (атоми и молекули) ваздуха :
а] стално мирују
б] налазе се у непрестаном кретању
в] померају се само  када дува ветар

— Тачан одговор   б] . Такво кретање назива се Брауново . Путања честица је
изломљена линија неправилног облика ( цикцак ).

3) Када се флуиду повиси температура просечна брзина молекула :
а] се повечава
б] се не мења
в] се смањује

–Тачан одговор  а]

4) Наведи једноставан начин како можемо да се уверимо да се молекули ваздуха
стварно налазе у стању кретања ?

— Када распршимо мирис на једном месту у соби, кроз неколико минута се сва соба испуни
мирисом. То нам је доказ да се молекули ваздуха померају у простору.

5) Шта је дифузија ?

— Дифузија је спонтано мешање различитих супстанци.
Она се оддија у свим агрегатним стањима, а најбржа је код
гасова а најспорија код чврстих тела.
Пример:
Када отворимо врата на задимљеној соби долази до мешања молекула
из једне и друге собе  па убрзо и друга соба постаје задимљена.

6) У ком агрегатном стању су градивне честице најближе једна другој?

— У чврстом агрегатном стању су честице (молекули и атоми) најближе
једна другој а у гасовитом најудаљеније . У чврстом агрегатном стању делују и
најјаче силе измедју честица а у гасовитом најслабије .

7) Шта је унутрашња енергија ?

— Под појмом унутрашња енергија подразумевамо збир свих облика кинетичке
енергије молекула  и потенцијалне енергије медјумолекулског деловања.
Кинетичку енергију молекул има када врши праволинијско или криволинијско
кретање, када се ротира или врши  вибрационо кретање.

8) Да ли се унутрашња енергија тела мења када тело као целина мења брзину
кретања или се подигне на висину ?

— Унутрашња енергија тела не зависи од тога да ли  тело мења брзину
или се подигне на висину . Са променом брзине тела као целине, мења се
његова кинетичка енергија , а са променом висине мења се његова потенцијална
енергија.

9) На који начин се може променити унутрашња енергија тела ?

— Унутрашња енергија тела може се променити доводјењем ( одводјењем)
топлоте телу или вршењем рада над телом.

10) Како се мења унутрашња енергија тела у зависности од температуре?

–Промена унутрашње енергије је пропорционална промени температуре.
Када се тело загрева његова унутратрашња енергија расте а када се тело
хлади његова унутрашња енергија се смањује.

11) Како се зову карактеристичне температуре на којима супстанца мења
агрегатно стање ?
Температура на којој супстанца прелази из чврстог у течно агрегатно стање
назива се тачка топљења.
Темпетатура на којој супстанца прелази из течног у гасовито агрегатно стање
назива се тачка кључања.

12) На Целзијусовој температурској скали тачка топљења леда је 0°С степени,
а тачка кључања воде је 100° С. У ком агрегатном стању се налази вода на
(– 15 °С) ?

— Температура t= –15 °C је мања од тачке топљења па се вода налази у чврстом
агрегатном стању ( лед).

13) Температура топљења злата је  1064°С  а температура кључања 2856°С.
У ком агрегатном стању се налази злато на 3000 К ?

—  Потребно је да преведемо температуру у исте мерне јединице.
Т=3000 К

t=( T/K —  273)°C

t=(3000 K/K– 273)°C

t=2727 °C

(t)топљења< 2727°С<(t)кључања

На 2727 °С гвождје је у течном агрегатном стању.

14) Дате су вредности температуре топљења и кључања три супстанце .
Одреди која се супстанца  налази у гасовитом агрегатном стању на
нормалном притиску и температури 500 К.

Супсанца [А]
( t)топ= –18 K ,    (t)кљу=650 К

Супстанца [Б]
(t)топ= –197 K,    (t)кљу=370К

Супстанца [В]
(t)топ=250К ,  (t)кљу=920 К

Запажамо да температура од 500 К једино изнад тачке кључања
супстанце  [Б]. Дакле супстанца [Б] је у гасовитом агрегатном стању.

15) Наведени су називи топлотних процеса:
кондензација,топљење, испаравање, сублимација и очвршчавање.
Повежи топлотне процесе са променом агрегатних стања.

кондензација— гасовито у течно

топљење—чврсто у течно

испаравање—течно у гасовито

сублимација–чврсто у гасовито

очвршчавање–течно и чврсто

Питања и одговоре као и задатке са решењима преписати у свеску и научити.

ЧАС 24

Систематизација градива физике  (1.део)

1) Тело се крече сталном брзином ако на њега:
а] делује стална сила
б] резултанта једнака нули
в] делује променљива сила

— тачан одговор  б]

2) Када у једнаким временским интервалима тело прелази различите,
путеве тело се крече:
а] сталном брзином
б] равномерно
в] неравномерно

— тачан одговор  в]

3) Тело може променити начин кретања када :
а] због инерције
б] само под дејством силе
в] без спољног утицаја

— тачан одговор  б]

4) Шта је убрзање ?

— Убрзање је једнако количнику промене брзине и временског интервала .
Основна мерна  јединица је метар у секунди за секунд ( m/s ^2).

5) Како гласи основни закон динамике (Њутнов закон) ?

— Убрзање је сразмерно сили а обрнуто сразмерно маси.
Математички исказ :

а=F/m    или  F=m×a

6) Како се мења убрзање тела када се сила смањи два пута?
а] убрзање се смањи два пута
б] убзање се повеча два пута
в] убрзање се не мења

— тачан одговор  а]

7)  Једнака сила делује на два тела. Маса првог тела је 4 пута
веча од масе другог тела. Како се односе убрзања тела?

— Убрзање првог тела је је 4 пута мања од убрзања другог тела.

8) На тело масе 3 kg делују две силе истог правца а супротног смера.
На дасно делује сила 19 N а налево од  13 N.
У ком смеру се помера тело?
Колико је убрзање?

F1            F2
<——-■————–>

Резултанта   Fr

Fr=F1 —  F2

Fr=(19 –13 )N

Fr=6 N

Резултанта делује надесно па се и тело крече надесно.

a=Fr/m

a=(6N )/3kg

a= 3 m/s^2

9) На столу стоји тело . Силу Земљине теже сматрамо силом акције.
Шта је у том случају сила реакције ?
–Сила реакције је сила отпора подлоге усмерена вертикално навише
а по интензитету једнака сили теже.

10) Одредити које од наведених величина су скаларне а које векторске:
маса,време,сила,брзина и убрзање.

маса—-скаларна

време—–скаларна

сила—–векторска

убрзање—-векторска

брзина — векторска величина

ЧАС 25

Систематизација (2. део )

1) Равномерно убрзано кретање одвија се када на тело :
а) не делује сила
б) делује стална
в) делује променљива сила

— Тачан одговор б]
Равномерно убрзано кретање одвија се када на тело делује сила
сталног интензитета.Тада је убрзање стално а у једнаким временским
интервалима брзина се мења за исти износ.

2) Галилилејев оглед је показао да у пољу Земљине теже сва тела
без обзира на масу :
а] падају једнаком брзином
б] прелазе једнаке путеве у 1 секунди
в] имају једнака убрзања

–тачан одговор под в]

3) Како се понаша тело кад га бацимо вертикално увис ?

— Под дејством силе Земљине теже тело равномерно смањује своју
брзину док се не заустави , а потом почиње да се крече равномерно
убрзано вертикално наниже.

4) Када тело слободно пада прелази у свакој секунди :
а] исту дужину пута
б] вечу дужину пута
в] мању дужину пута

— тачан одговор је под б]

5) Сила трења делује :
а] увек вертикално наниже
б] дуж додирне површине тела и подлоге
в] по целој површини тела
— тачан одговор б]

6) Од чега зависи сила отпора средине ?
— Сила отпора средине зависи од густине средине, релативне брзине тела,
облика тела и облика чеоне површине.

7) Које силе делују на тело које мирује на хоризонталној подлози ?
Да ли је такво тело у стању равнотеже ?

— Вертикално наниже делује сила Земљине теже а вертикално навише
реакција подлоге. Ове две силе су истога интензитета и правца а супротног смера.
Резултанта је једнака нули.
Тело се налази у стању пасивне равнотеже.

8) Момент силе је :
а] производ силе и крака
б] количник силе и крака
в] производ силе и брзине

— тачан одговор под а]

9) Које физичке имају заједничку мерну јединицу џул ?

— Сви облици енергије , механички рад и количина топлоте се
мере у џулима (килоџулима , мегаџулима).

10) Када шољу топлог чаја ставимо на сто ,унутрашња енергија стола се:
а) не мења
б] расте
в] смањује

— Сто се у топлотној размени загрева па му унутрашња енергија расте.

________________________________________________________________________________

ОСМИ РАЗРЕД

РЕШЕЊА ЗАДАТАКА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1) Атом је најмања структурна јединица супстанце која одредјује хемијски елемент.
Да направимо аналогију, оно што је цигла за зид зграде,то је атом за супстанцу.
Реч атом на грчком значи недељив. Демокритова идеја је била да је атом основно
зрно у изградњи супстанце.

2) Димензије атома су реда величине 10^(–10)m, кажемо десет на минус десети метара.
Да бисмо приближно стекли представу о величини напревичемо поредјење: атом према
кликеру по величини, исто се односи као кликер према Земљиној кугли.

3) У централном делу атома се налази језгро (нуклеус ) око кога се по орбитама кречу
електрони. У језгру се налазе протони и неутрони, који се једном речју називају
нуклеони.

4) Протони су позитивно наелектрисане честице елементарном количином наелектрисања ( е).
Неутрони су ненаелектрисане честице (неутралне ).
Електрони су негативно наелектрисане честице елементарном количином наелектрисања( – е )

е= 1,6 × 10 ^(– 19 ) С
Атом као целина је неутралан јер садржи једнак број протона и електрона.

5) Масе протона и неутрона су приближно исте.
Маса електрона је 1836 пута мања од масе протона.
Мр=1,673×10^(– 27) kg
Mn=1,675×10^(–27) kg
Me= 9,1× 10^(–31) kg
Ове вредности су навдене ради стицања представе о маси честица. За нас је сада
битно да схватимо да је маса протона око 2000 пута веча од масе електрона.

6) Редни број ( Z ) представља број протона у језгру.
Масени број (А) представља број нуклеона у језгру А= Z + N
N — број неутрона у језгру
У природи се јављају елементи који имају исти редни а различит масени број.
Такве елементе називамо изотопи.

7) Планетарни модел атома је настао после Радефордових експеримената где се
закључило да је највечи део масе атома сконцентрисан у језгру.
По узору на Сунчев систем , где је у центру Сунце а около по својим орбитама круже
планете формиран је планетарни модел атома. Наиме, језгро је у центру атома а око
њега круже електрони по својим орбитама.У унутрашњости атома делују привлачне
електричне силе измедју језгра и електрона, али захваљујучи кретању електрони не
падају у језгро, па се одржава стабилност атома.

8) Измедју језгра и електронског омотача делује привлачна електрична сила .
У језгру су позитивне честице –протони који делују са електронима
привлачном електричном силом (али не падају у језгро ).

9) За стабилност језгра су одговорне јаке нуклеарне силе (интеракције).
Оне су привлачног карактера. Делују измедју:
протона и протона
протона и неутрона
неутрона и неутрона
По јачини вишеструко надмашују одбојно дејство електричних сила измедју протона.

10) Карактеристично за нуклеарне силе :
— делују на малим растојањима, реда димензија језгра
–увек су привлачне
— исте су по јачини за све парове нуклеона
–делују само на кратком домету измедју суседних нуклеона
—од свих нама познатих сила су најјаче у природи
Гравитационе и електричне силе су дугодометне док су нуклеарне креткодометне.
Облик нуклеарних сила, изражен математичком формулом није познат.
Подсетимо се да нам Њутнов закон гравитације даје формулу за гравитациону
а Кулонов закон за електричну силу.
Напомена: димензије језгра реда величине десет на минус петнаести метара
R~ 10^(–15 ) m

ЧАС 14

Структура атома
Нуклеарне силе

Продубљивање и утврдјивање наставне јединице остваричемо кроз питања
и задатке.
1) Шта можемо да кажемо о димензијама атома и језгра.
— Према знањима које нам дају атомска и нуклеарна физика атом је
реда величине десет на минус десети метара R~10^(–10) m,
или у децималном облику R~ 0,000 000 0001 m.
Јeзгро је реда величине десет на минус петнаести метара
r~ 10^(– 15)m или у децималном облику записано
r~ 0,000 000 000 000 001m
Да појаснимо на примеру милиметра
m=1000 mm=10^3m
mm=(1/1000)m=10^(–3)m
пример нанометра:
m=1000 000 000 nm=10^9 nm
nm=(1/1000 000 000)m
nm=10^(– 9 )m
Сад схватамо да је атом мањи од нанометра а молекули су реда величине
нанометра (мада мaкромолекули могу бити и крупнији).

2) Да ли су честице од којих се састоји атом равномерно распоредјене ?
— Нису . У централном делу атома смештено је језгро унутар кога су протони и неутрони.
Око језгра се кречу електрони по својим орбиталама ( орбитама) и не падају у језгро.

3) Како су наелектрисане честице од којих је сачињен атом?
протон p : q( p)= + €
неутрон n : q( n)=0
eлектрон е : q(e )= — €
€ је елементарна количина наелектрисања
€= 1,6 × 10^(– 19 ) С или другачије написано
€=0,000 000 000 000 000 00016 С
Подсетимо се , при наелектрисавању тела истицали смо које честице имају
кључну улогу у том процесу и да протон и електрон носе по апсолутној вредности
исту количину наелектрисања– елементарну количину наелектрисања.

4) Које силе ( интеракције) делују измедју честица унутар атома ?
електрон — електрон : одбојна електрична сила
протон — протон : одбојна електрична сила
протон — електрон: привлачна електрична сила
протон — протон : привлачна јака нуклеарна сила
протон — неутрон : привлачна јака нуклеарна сила
неутрон- неутрон : привлачна јака нуклеарна сила
Измедју свих честица делује и привлачна гравитациона сила ,
али она је по интензитету много слабија од електричне, а поготово
од нуклеарне силе , па не игра пресудну улогу у процесима у језгру.
Измедју позитивно наелектрисаног језгра и негативно наелектрисаног
електронског омотача делује привлачна електрична сила.
5) Атом је неутралан зато што има једнак број :
а] протона и неутрона
б] протона и електрона
в ] неутрона и електрона
–одговор под б]

6) Шта значи ознака (Z) X (A) за језгро неког атома ?
[напомена : ја морам овде да означим овако не могу као у уџбенику]
Z — редни број (број протона у језгру)
А– масени број (збир броја протона и неутрина у језгру )
X– ознака за атом неког елемента у периодном систему
на пример: натријум (11)Na(23)
редни број Z=11 (11 протона у језгру и 11 електрона у омотачу)
масени број A=23
број неутрона N=?
пошто је A=Z + N ,
онда је N=A — Z=23 — 11
N=12

7) Наелектрисање електронског омотача можемо израчунати по формули:
а] q= — A×€
б] q= Z ×€
в] q= –Z×€
— одговор под в]

8) Нека су два електрона напустила атом са ознаком (47 ) Аg( 108).
Oдреди количину наелектрисања :
а] јона
б] електронског омотача
в] језгра
— одговори :
а] Пошто су атом напустила два електрона он је позитиван јон са вишком
два протона па је q= — (2×€)
б] У атому је било је 47 електрона па је остало 45,тако да је наелектрисање
електронског омотача q= –(45×€)
в] У језгру се налази 47 протона па је наелектрисање језгра
q=47 × €
Напомињемо, € је елементарна количина наелектрисања.
9) Шта је изотоп ? Наведи пример изотопа.
— У природи се јављају неки елементи који имају исти редни а
различит масени број. Такве елементе називамо изотопи.
Пример : елемент на 1.месту у периодном систему — водоник
а] водоник (1) Н (1) — протонијум
Z=1 (један протон у језгру и један електрон у омотачу)
A=1 (jедан нуклеон у језгру,само протон)
N=0 (нема неутрона )
б] водоник (1 )Н (2 ) — деутеријум (тешки водоник)
Z=1 (један протон у језгру и један електрон у омотачу )
А=2 (2 нуклеона, један протон и један неутрон)
N=1 (jедан неутрон)
в] водоник (1 )Н (3) — трицијум (супер тешки )
Z=1 (један протон у језгру и један електрон у омотачу)
А=3 (3 нуклеона)
N=2 (2 неутрона у језгру)

10) Да ли су елементи са ознзкама (8)Х ( 18) и (9 )У(18) изотопи ?
— ови елементи немају исти редни број па нису изотопи.

Задаци за самостални рад:

1) Који елемент има атом са ознаком ( 19)Х(39 ) ?
(видети у периодном систему)

2) Колико протона , неутрона и електрона има атом елемента
(79)Аu(197 )
3) Нека је један електон напустио атом елемента( 13)Аl (27 ).
Oдреди колико је наелектрисање :
а] језгра
б] електронског омотача
в] новонасталог јона

Решења послати до 20h y среду.

ЧАС 15

Природна радиоактивност.
Радиоактивно зрачење и његово дејство
на биљни и животињски свет

Радиоактивност је открио француски научник Анри Бекерел крајем 19.века.
Приметио је да руда урана оставља траг на фотографској плочи када
није изложена светлости.
Појава да неки хемијски елементи спонтано отпуштају невидљиво зрачење
зове се природна радиоактивност. Кад кажемо спонтано, подразумевамо
да се ти процеси дешавају без утицаја човека.
Радиоактивност(радиоактивни распад) је процес у коме језгро нестабилног атома
прелази у стабилније при чему се емитује релативно велика енергија у виду зрачења.
Углавном се спонтано распадају језгра великих масених бројева и прелазе у стабилније.
Постоје три врсте радиоактивног зрачења :алфа, бета и гама па говоримо о алфа ,
бета и гама распадима језгра. Уместо израза зраци , за радиоактивно зрачење се
користи израз радиоактивне честице.
Језгро које емитује зрачење назива се родитељ ,а новонастало потомак.
За супстанце које емитују радиоактивно зрачење кажемо да су радиоактивне.
Изучавањем радиоактивности бавили су се Марија и Пјер Кири, Ото Хан,
Ирена-Жолио Кири ,са којом је сарадјивао наш познати физикохемичар Павле Савич.
Павле Савич био је вишегодишњи председник Српске академије наука и уметности.
Законе радиоактивног распада открили су Марија и Пјер Кири.
Закон радиоактивног распада нам показује како се нестабилна језгра
радиоактивних елемената распадају.
Без обзира на количину радиоактивног материјала , увек се за истао време
распадне половина радиоаативних језгара. Уводи се појам период полураспада,
као време потребно да се број нераспаднутих језгара неког радиоактивног елемента
смањи на половину ( ознака Т1/2) Период полураспада је карактеристичан за сваки
радиоактивниелемент и не зависи од спољашњих услова под којима се атом налази
на примерпритиска и температуре.
Пример: нека је број почетних нераспаднутих језгара 1000 000 000
1000 000 000 (после Т1/2)—> 500 000 000 (после Т1/2)—->250 000 000 итд.
Радиоактивно зрачење не можемо регистровати нашим чулима.
За откривање овог зрачења користе се детектори, на пример
Гајгер-Милеров бројач, јонизациона комора итд.
Када се питамо какав је утицај радиоактивног зрачења на живи свет ,
требало би имати у виду да радиоактивно зрачење има енергију коју
губи приликом судара са атомима пролазечи кроз средаину.
При томе долази дао различитих појава ,али је најважнија јонизација
средине због последица које може да изазове на живим организмима.
Јони који настају проласком радиоактивног зрачења могу довести до
поремечаја процеса у челијама организма и довести до настанка озбиљних
болести (тумора).
–Пажљиво прочитати лекцију и погледати видео запис.
У свеску записати кључне појмпве: радиоактивност, врсте и карактеристике
радиоактивног зрачења, закон радиоактивног зрачења, период полураспада,
утицај зрачења на живи свет.

Задаци за самостални рад:
1) Шта је радиоактивност?
2) Објасни алфа распад.
3) Објасни бета распад.
4) Објасни гама распад.
5) Нека се у почетку налази 800 000 000 нераспаднутих језгара. Предпоставимо
да је период полураспада 10 година. Одреди колико остаје нераспаднутих језгара
по истеку 50 година.
6) Какав је утицај радиоактивног зрачења на живе организме?

Решења послати до 20h у понедељак.

 

РЕШЕЊА СА ПРЕДХОДНОГ ЧАСА

1) Радиоактивност (радиоактивни распад ) је процес при коме језгра
нестабилних атома прелазе у стабилнија , при чему се емитује релативно
велика енергија у виду зрачења.
Разликујемо природну радиоактивност где се нестабилна језгра ,обично
великог масеног броја, спонтано распадају прелазечи у стабилнија и
вештачку радиоактивност коју поседују вештачки створени изотопи.

2) При алфа распаду нестабилно језгро се распада и прелази у стабилније
језгро при том се емитује алфа честица — језгро хелијума (2)He(4).
Емисијом алфа честице смањује се редни број елемента за 2 а масени за 4.
Нека је (Х) језгро родитељ а (Y ) потомак , тада алфа распад можемо
записати : ( Z) X (А) —-> (Z–2) Y (A–4 ) + (2) He (4)
Велику енергију коју поседује алфа честица губи проласком кроз средину,
на кратком путу, вршечи јонизацију .Домет у ваздуху је неколико центиметара.

3) При бета распаду нестабилана језгра емитују брзе електроне прелазечи у
стабилнија. При овом распаду један неутрон прелази у протон и електрон,
па се редни број повечава за 1 а масени се не мења. Трансформација језгра
при бета распаду записује се:
(Z)X(A) ——> (Z+1 ) Y (A)
Бета честице су око 7000 пута мање масе од алфа честица , па су продорније.
Њихов домет у ваздуху је око 12 метара,а у живом ткиву неколико центиметара.

4) Гама зраци се емитују када језгра из стања повишене енергије прелазе у нижа
енергетска стања. Гама зрачење је електромагнетно зрачење само вече
фрекфенције и енергије него видљива светлост.При емисији гама зрака
језгро не мења ни редни ни масени број, него само енергију. Радиоактивна
језгра емитују гама зраке и после емисије алфа и бета зрака.
Гама зрачење је високо енергетско па је веома продорно и простире се
брзиним сбетлости. Његов домет у ваздуху је неколико стотина километара
а може га зауставити бетонски зид дебљине изнад 80 cm.

5) Период полураспада Т(1/2) =10 година
Број не распаднутих језгара на почетку
No=800 000 000
време након ког тражимо број нераспаднутих језгара
t=50 година =5 × Т(1/2)
Број нераспаднутих језгара N=?
800 000 000–(10год.) -> 400 000 000
400 000 000–(10год.)–>200 000 000
200 000 000–(10год.)–>100 000 000
100 000 000–(10год.)—>50 000 000
50 000 000—(10год.)—>25 000 000
Када протекне период полураспада распадне се половина
од укупног броја језгара и тако редом ,поле 5 периода остаје
N=25 000 000 нераспаднутих језгара

6) Раиоактивно зрачење је опасно за живе организме јер
узрокује јонизацију атома ткива.
Алфа зраци изазивају оштечења на кожи у виду опекотина и од
њих се можемо заштитити листом папира.
Бета зраци су продонији и изазивају озбиљнија оштечења а можемо
се заштитити луминијумском плочом дебљине неколико милиметара.
Гама зраци су врло продорни и могу у организму да направе трајна
оштечења ткива. Од овог зрачења се може заштитити оловном плочом
дебљине вече од 20 центиметара.
Посебно је опасно ако се радиоактивни материјал унесе у организам
преко хране и ваздуха.

За ученике по посебном програму решења су проследјена вибером.

ЧАС 16

Заштита од радиоактивног зрачења

У предходној лекцији смо видели да постоје три врсте радиоактивног зрачења алфа ,бета и гама
које настаје када се нестабилна језгра распадају и прелазе у стабилнија.
Честице настале распадом језгара имају енергију и пролазе кроз материју при чему долази до различитих појава од којих је најважнија јонизација. У судару са атомима и молекулима долази до ,,откидња ” електрона из електронског омотача при чему настају јони , који врше поремечај у живим челијама(ткивима).Подсетимо се колики је домет појединих честица.
Алфа честице су језгра хелијума и њихова продорност је мања,заустављају се након предјених неколико центиметара у ваздуху а може их зауставити лист папира.Велику енергију коју имају губе на кратком путу вршечи интензивну јонизацију. Опасни су ако се извор надје у организму удисањем или исхраном.
Бета честице су брзи електрони, који имају много мању масу и продорнији су од алфа честица.
У ваздуху се заустављају након предјених око 12 метара, а у живо ткиво продире неколико
центиметара. Може их зауставити алуминијумска плоча дебљине неколико центиметара.
Посебно је опасно ако се путем хране и ваздуха унесе у организам.
Бета зрачење у строго контролисаном облику се користи у медицини за прачење и лечење болести.
Гама зраци представљају електромагнетно зрачење ,има исту природу као светлост или радио таласи,само много вече фрекфенције и енергије. Гама зрачење је веома продорно , у ваздуху је домет неколико стотина километара а може га зауставити бетонски зид дебљине око 80 cm или оловна плоча чија дебљина није мања од 20cm.
Природна радиоактивност је неизбежна и стално смо јој изложени. Кажемо , ако је зрачење на нивоу природног фона онда је дозвљено.
Наша чула не региструју радиоактивно зрачење ,па се за откривање користе детектори а доза апсорбованог зрачења се мери дозиметрима.
Дакле , још једном да нагласимо радиоактивно зрачење је опасно по живе организме јер изазива јонизацију атома ткива.Згог тога је потребно избегавати излагање овом зрачењу.
Честа излагања радиоактивном зрачењу и апсорбовање велике дозе може довести до трајних штетних последица, некада и смртних.
Ако је изложеност зрачењу неопходна (лечење ) или неизбежна (непредвидјене околности )
треба се придржавати упутстава:
–удаљити се од извора што више можеш
–скратити време излагања зрачењу
— користити заклоне (препреке ) који апсорбују зрачење
— користе слабије изворензрачења ако су баш неопходни
Посебна пажња се мора посветити људима који су послом везани за изворе зрачења као што су
истраживачи или медицинско особље у радиолошким лабораторијама
Они су оспособљени и опремљени за своје задатке а други људи морају избегавати овакве просторе. Простори у којима су људи изложени јонизујучем зрачењу означени су посебним
знаком- жути троугао са црном елисом.
Поред радиоактивног зрачења човек и други живи организми изложени су и другим
зрачењима ,као например:
–ултраљубичасто зрачење
–рендгенско зрачење
–космичко зрачење
Извори јонизујучег зрачења у природи су саставни део нашег окружења .Материја око нас
је састављена од атома многих елемената , од којих су неки и радиоактивни. Осим тога, наше тело и друга жива бича су састављени од атома који зраче , па финкционисање организма није угрожено јер прилагодјено окружењу.
Треба имати у виду да излагање вештачким изворима ултраљубичастог зрачења (кварцне лампе)
може бити опасно по организам. Поред тога, да напоменемо, претерано излагање и сунчевим зрацима може довести до озбиљних здравствених последица.
Овде је тема мало проширена са радиоактивног и на друге облике јонизујучег зрачења ради продубљивања знања и његове примене у свакодневном животу.
Да закључимо,као што на трафостаници постоји знак опасности који јасно упозорава на последице такву важност има и знак опасности од јонизујучег зрачења.

 

ЧАС 17

Природна радиоактивност .
Радиоактивно зрачење.
Заштита д радиоактивног зрачења

Утврдјивање ових наатавних јединица остваричемо кроз
одговоре на питања и задатке.
1) Радиоактивност је процес при коме се:
а] емитују радио таласи
б] језгро нестабилног атома прелази у стабилније
в] распадају молекули супстанце
— тачан одговор је под б ]

2) Радиоактивни елементи су :
а] само елементи малог редног броја
б] сви елементи у периодном систему
в] неки елементи са великир редним бројевима
–тачан одговор в]

3) Наведи имена физичара који су посебно заслужни за проучавање
радиоактивности.
— Најзначајнији научници који су се бавили овом облашчу и постигли
велике резултате : Анри Бекерел (открио радиоактивност),Радерфорд,
Марија и Пјер Кири, Ирена и Жолио Кири, Ото Хан и Лиза Мајтнер Медју
овим значајним именима наводимо нашег Павла Савича који је сарадјивао
са Иреном и Жолиом у истраживачким подухватима.

4) Које врсте радиоактивног зрачења постоји ?
— Постоје алфа, бета и гама зрачење. Тако су научници првобитно назвали ,
касније је била познатана природа појединих честица (зрака).

5) У ком односу су масе алфа честице и бета честице ?
— Алфа честица се састоји од 2 протона и 2 неутрона а бета честица је
по природи електрон. Знамо да је маса протона(неутрона ) 1836 пута
веча од масе електрона ,па кад прорачунамо добијамо да је маса алфа
честице око 7300 пута веча од масе бета честице.

6) Какво је наелектрисање појединих честица које настају
радиоактивним распадом?
-алфа честицу чине 2 протона и 2 неутрона па је q= (+2)× €
-бета честица је електрон па је q=(– 1 )×€
–гама зрачење је високо енергетско електромагнетно зрачење
€ је елементарна количина наелектрисања

7) Које радиоактивно зрачење емитује уран при реакцији:
(92 ) U (238 ) ———-> (90 ) Th (234 ) + ?
— запажамо да се раедни број смањио за 2 а масени за 4 ,дакле
емитована је алфа честица (језгро хелијума )

8) Одреди редни и масени број језгра потомка у распаду:
(84 )Po(216) ——-> (Z )Y( A) + (–1)e(0)
— Препознајемо бета распад при коме се распао неутрон а настао
протон и електрон (плус енергија) . При том се редни број повечао
за 1 а масени остао исти. Дакле, (85) Аt( 216).

9) Да ли се мења врста хемијског елемента када језгро емитује
гама зрачење?
–Не, јер се не мења редни број језгра.

10) Наведи по продорности радиоактивно зрачење , од најпродорнијег
до најмање продорног.
–Најпродорнији су гама зраци, затим бета зраци па алфа зраци.

11) Да ли период полураспада зависи од почетне количине језгара
(броја језгара ) која се распадају.
— Не зависи. Период полураспада је карактеристичан за сваки
радиоактивни елемент посебно.

12) Познато је да један изотоп урана има период полураспада 4,5
милијарди година. Ако сада имамо 400 грама овог изотопа колико
грама остаје нераспднуто после 18 милијарди година?
Мо=400g
T(1/2)=4 500 000 000 god
t=18 000 000 000 god
Примеетно је да се тражи нераспаднута маса по истеку 4 периода
полураспада. Па можемо корак по корак да анализирамо:
400 —–( Т1/2 )——>200
200——( Т1/2)——->100
100——( Т1/2)——–>50
50——–( Т1/2)——–>25
Закључујемо, по истеку 4 периода полураспада , нераспаднута маса
радиоактивног изотопа урана износи 25 грама.
То је 2^4(два на 4.степен) пута мање од почетне.

13) Зашто је радиоактивно зрачење штетно када пролази
кроз живо ткиво?
–Поред више реакција које може да изазове , радиоактивно зрачење
доводи до јонизације атома и молекула средине . То значи да се врши
поремечај процеса који се одвијају у челијама организме, што може
довести до трајног оштечења и озбиљних здравствених проблема.

14) Да ли се радиоактивно зрачење може регистровати чулима?
Који инструменти нам служе као помагала у томе?
— Нашим чулима не можемо регистровати радиоактивно зрачење.
Истина, последице могу бити видљиве као например опекотине .
Откривање и мерење интензитета врши се нуклеарним детекторима на
пример Гајгер–Милеровим бројачем.
Доза примљеног зрачења, што је битно за нуклеарне истраживаче и
медицинско особље на радиолошким одељењима, мери се дозиметрима.

15) Изабери најбољу заштиту од гама зрака медју наведеним супстанцама:
а] слој воде
б] бакарна плоча
в] оловна плоча
г] дебео слој новина
— одговор под в)

Задаци самостални рад :

Додај речи да исказ буде тачан:
1) Алфа распад је трансформација радиоактивног језгра у
којој се __________смањује за 2 а ____________________ за 4.

2) Бета распад је трансформација радиоактивног језгра у којој
___________повечава за______,а масени број се ___________.

3) Одредити које је језгро родитељ при алфа распаду :
(Z)Х( A) ——->(90)Th( 234) + (2)He(4 )

4) Језгро родитељ има редни број 90 а масени 230.
Одреди редни и масени број потомка који настаје после једног
алфа и једног бета распада.
5) Да ли је за човека опасније ако путем хране или ваздуха унесе
радиоактивни извор у организам мањег или вечег периода полураспада?
( претпоставка да унети извор није смртоносан)

6) Које се мере предузимају ради заштите од штетних последица
радиоактивног зрачења?

Решења послати до 20 h yнедељу.
Ученику по посебном програму појашњења и задаци послани су вибером.

 

ЧАС 18

Вештечка радиоактивност
Фисија и фузија

Природна радиоактивност је процес у коме спонтано језгра неких
нестабилних атома прелазе у стабилнија, при чему се емитује релативно
велика енергија.
Вештачка радиоактивност је појава да се бомбардовањем стабилних атомских
језгара добијају језгра радиоактивних елемента.
Нуклеарне реакције су процеси у којима атомско језгро реагује са другим језгром,
елементарном честицом или гама зраком. Оне трају врло кратко, неколико милисекунди.
Прву нуклеарну реакцију извршио је Ернест Радерфорд 1919.године. Он је језгро азота
бомбардовао алфа честицама и добио кисеоник.
Прве вештачке радиоактивне елементе добили су Ирена Жолио Кири и Фредерик Жолио
1934.године када су литијумову фолију бомбардовали алфа честицама . Као продукт реакције
добијен је радиоактивни изотоп фосфора , који не постоји у природи и пуно неутрона.
У нуклеарним реакцијама се највише користе неутрони , честице које имају довољну масу
а нису наелектрисане па могу да се приближе језгру близу,на домет нуклеарних сила.

Нуклеарна фисија
Нуклеарна фисија је процес у коме се језгро неког елемента са великим атомским
бројем дели на два нова , мањих атомских бројева, уз ослобадјање енергије.
Фисија може бити спонтана и индукована .
При спонтаној фисији се деле нестабилна језгра , као на пример (94)Pu(240).
При индукованој фисији језгра се бомбардују неутронима . На пример
захватом неутрона долази до фисије језгра урана (92) U (235).
Процес фисије почиње бомбардовањем језгра неутронима. Када језгро
захвати неутрон, у њему настају осцилације које му смањују стабилност
и доводе до цепања језгра.Нова језгравназивају се фисиони фрагменти
а ослободјена енергија фисиона енергија. Енергија добијена фисијом је
огромна , многоструко надмашује енергију алфа, бета или гама распада.
На пример,1грам урана ослободи 80 милијарди џула.
Производи фисије су нова језгра и неутрони , којих има више него на почетку
реакције. Ти неутрони могу да доведу до фисије других језгара, тако да долази
до ланчане реакције. Она може да се одржава самостално , јер долази до сталног
уножавања неутрона , који су нови пројектили за бомбардовање језгра.
Услов је да постоји довољна количина елемента која се назива критична маса.

неутрони
нова језгра • ——–>
неутрон језгро ○ • ——–>
• ———–> ○ { • ———>
○ • ———>

Контролисане нуклеарне реакције се изводе у нуклеарним реакторима .
Као гориво за нуклеарне реакторе се користе изотопи урана и плутонијума.
Да не би дошло до неконтролисане ланчане реакције реакције –експлозије
број неутрона мора да се контролише .То се чини графитним, кадмијумовим
и боровим шипкама, које апсорбују вишак нњутрона.
Ослободјена енергија се претвара у топлотну енергију, којом се загрева вода
која покрече парне котлове и турбине.Нуклеарни реактори се морају хладити
непрестано, што се чини водом и гасовима.
Токам фисије се ослобадја штетно гама зрачење. Ради заштите од зрачења се
користе заштитни слојеви специјалног бетона , воде и других материјала.
После другог светског рата дошло је до развоја нуклеарне технологије и примене
у мирнодопске сврхе.

Велики мотив да се нуклеарна енергија искористи за потребе индустрије
и изградњу нуклеарних електрана јесте велика енергија која се ослобадја
у процесу фисије. Да бисмо стекли представу навешчемо податак да од
1 килограма урана (92)U(235) се добија енергија која се може добити од
300 тона угља или 200 тона нафте.

Нуклеарна фузија

Нуклеарна фузија је процес при коме од два лака атомска језгра
спајањем добија теже језгро , уз ослобадјање енергије. Енергија која
се ослободи при фузији је много веча него при фисији.
Да би дошло до приближавања два језгра потребна је велика енергија ,
то јест брзина којом би се једно језгро кретало ка другом. То је нужно
да би се савладала одбојна електрична сила измедју језгара и да би
језгара била у зони деловања јаке нуклеарне силе. Ово се може остварити
у условима високих температура и притисака . Такви услови постоје у звездама,
где су температуре десетак милиона Келвина и огромни притисци па се одвија фузија .
Сунце је нама најближа звезда и у њему се одвијаја фузија(термонуклеарна реакција)
захваљујучи кој се ослобадја огромна енергија која се израчује у околни простор,
на велике даљине. Енергија Сунца ,у највечој мери потиче од фузије водоника при
чему настаје хелијум.
У лабораторијама на Земљи је тешко остварити и контролисати услове при којима
би се одвијала фузија.Пример је могуча, али још не остварена нуклеарна фузија
језгра деутеријума (1)Н(2) и трицијума (1)Н(3) у језгро хелијума (2)Не(4) при чему
се добија неутрон и велика енергија .

(1)Н(2) + (1)Н(3) —–> (2)Не(4) +(0)n(1) +E

У великим научним лабораторијама у свету развијени су прототипови
за овакве нуклеарне реакције и извесни помаци постоје.

Задаци за самостални рад:

1) Шта је вештачка радиоактивност?
2) Објасни нуклеарну фисију.
3) Објасни нуклеарну фузију.
Ученик који ради по посебном програму добио је задатке преко вибера.

ЧАС 19

Примена нуклеарне енергије и радиоактивног зрачења

Откриче радиоактивног зрачења и нуклеарних реакција имало је далекосежне
последице на развој људског друштва. Човечанство се суочило са великим
изазовом, неслучено великом енергијом која је скривена у атому.
Потреба за енергијом је пратила индустријску револуцију а иде у корак са
развојем технике и технологије. Поготово током 20.века када је извршена
електрификација планете и готово свака куча добила електричну струју.

После остварених реакција фисије , где се у једном распаду ослободи енергија
око 200 MеV, било је јасно да је то велики енергетски резервоар,јер је број језгара
који се може распасти велики.
То се и показало, 1 грам урана може да ослободи енергију од 80 милијарди џула.
Можда боља илустрација, од 1 килограма урана (92) U (235) може да се добије
енергија која се ослободи сагоревањем 300 тона угља или 200 тона нафте.
Прва велика ослобадјања нуклеарне енергије , која је нажалост показала
страшно рушилачко дејство ,било је у експлозији атомских бомби које су
бачене крајем другог светског рата на јапанске градове .
После другог светског рата развијане су технологије за примену нуклеарне
енергије у разним областима људске делатности: научне, енергетске, медицинске
техничко-технолошке, пољопривредне итд.
Прва нуклеарна електрана за производњу електричне енергије била је пуштена
у рад 1954. године на територији Русије. Од тада је током протеклих деценија
број порастао преко 400, од тога преко преко 100 у САД и око 60 у Француској .
У бившој Југославији је саградјена једна нуклеарна електрана ,,Кршко” која
је данас на територији Словеније.
Данас преко 30 земаља света у свом енергетском систему има и нуклеарне
електране. Сматра се да око 15% електричне енергије произведено у свету је
добијено у нуклеарним електранама а остали део у хидроелектранама,
термоелектранама, ветропарковима, соларним панелима итд.
Нуклеарне електране су постројења у којима је главни уредјај нуклеарни
реактор. Први нуклеарни реактор је пуштен у погон 1942 .године у
Чикагу . То је учинио физичар италијанског порекла Енрико Ферми.
Као гориво у нуклеарним реакторима се користе изотопи урана и
плутонијум. Потребно је да постоји довољна количина горива ради
одрживости процеса и она се назива критична маса.
У нуклеарним реакторима се одвија контролисана ланчана реакција .
Неконтролисана би довела до експлозије са катестрофалним последицама.
Да се подсетимо како тече процес у нуклеарном реактору:
примарним неутронома се бомбардује језгро урана (92)U(235) ,при чему
настају два фисиона фрагмената- нова језгра мањег атомског броја ,
неколико секундарних неутрона и енергија.
Секундарни неутрони погадјају друга језгра и доводе до нивих фисија и
тако се процес наставља , остварује се ланчана реакција . У врло кратком
времену дешава се велики број фисија (цепања језгара) и ослобадја велика
енергија. Процес се мора држати под контролом ,а то се чини контролисањем
броја неутрона. То се остварује додавањем посебних супстанци у фисиони
материјал, који апсорбује вишак неутрона.Шипке урана обложене су слојем
графита који успорава неутроне а не реагује са њима.
Да напоменемо, вероватноча за фисиону реакцију је веча што је неутрон спорији.
Поред тога битно је да се непрестано одводи енергија како не
би дошоло до прегревања реактора .То се остварује хладјењем реактора што
доводи до загревања материјала којим се хлади реактор.Дакле, ослободјена
нуклеарна енергија се највечим делом претвара у топлоту , која загревањем
воде даје вводену пару. Водена пара се одводи до парних турбина које покрече,
а турбине су повезане са генераторима електричне енергије који производе
електричну енергију.
Запазимо занимљив пут енергије : нуклеарна енергија која настаје цепањем
језгара се преводи у топлотну , а затим у механичку која се потом претвара
у електричну , која се даље одводи до корисника и поново трансформише по
потреби. Дакле , енергија се не може ни створити ни уништити него само
прелази из једног облика ундруги.
Поред значаја за контролисан процес фисије и добијања енергије ,нуклеарни
реактори служе за покретање подморница, бродова , космичких летилица ,
вештечких сателита као и за добијање вештачких радиоактивних изотопа
(радионуклида ).
Наводимо неколико примена нуклеарног зрачења (радионуклида):

— У медицини за откривање болести и за лечење
Познато је да се у неким органима људског организма нагомилавају
хемијски елементи , па када се убаце радиоактивни изотопи могу да
се препознају оболели делови ткива. На пример, јод се сакупља у
штитној жлезди па се радиоактивни изотоп користи за откривање
обољења штитне жлезде.
У савременој нуклеарној медицини примењују се радиоактивни
маркери и ПЕТ скенери за рано откривање тешких обољења
Радиоактивно зрачење се користи у лечењу тумора, јер убија челије
које се неконтролисано умножавају.
Радиоактивно зрачење убија микроорганизме па се примењује за
стерилизацију медицинских инструмената.
— У индустрији и технологији
Врши се контрола производа , откривају се дефекти,пукотине и ломови
на недоступни местима.
Користи се за процену квалитета варова на цевима, моторима и разним
конструкцијама.
Користи се за добијање нових особина материјала који имају примену,
јер се неке особине супстанце мењају под утицајем радиоактивног зрачења.
Радиоактивно зрачење се користи за одредјивање старости геолошких и
археолошких налазишта.
Радиоактивни изотоп угљеника (6)С (14) користи се за процену времена смрти
живих организама чији живот де завршио пре неколико хиљада година..
После смрети овај изотоп се не уноси у организам, а за живота се преко хране и
ваздуха уноси.
Радионуклиди се користе за проверу аутентичности уметничких дела.
Полицији у њиховом послу омогучује да утврди постојање експлозивних
направа.
Наравно списак примене је много дужи ,овде су само неке набројане.
Нуклеарна енергија пружа велике могучности али је истовремено
извор и велике опасности , па је потребан врло промишљен и одговоран
однос према овом облику енергије.
Поред експлозија нуклеарних бомби , своје могуче рушилачко дејство
нуклеарна енергија је показала и у две нуклеарне централе, где су се
десиле нуклеарне катастрофе. У Чернобиљу данашњој Украјини 1986.
године где је узрочник људски фактор и у Фокушими , у Јапану 2011.
године , где је узрочник земљотрес.
Нуклеарне катастрофе имају имају разорно дејство ,руше градјевине и
постројења али још опасније радиоактивни продукти фисије угрожавају
живи свет радиоактивним зрачењемПоред тога, велики проблем је чување ,
складиштење и уништевање радиоактивног отпада. Продукти фисије имају дуг
период полураспада,количински их је највише од свог нуклеарног отпада .
Тај отпад се одлаже у посебне контејнере, који се бетонирају .
Ако је отпад мање активности одлаже се у посебне базене преко
којих се наноси бетон и земља. Код отпада који им велику активност
бетонирани контејнери се убацују у тунеле у земљи.

Напуштени рудници удаљени од насеља су такодје били места складиштења.
До 1970.године су велике нуклеарне силе отпад одлагале не дно океана ,
што није било добро решење ,па се то сада не чини.
Дакле , питање нуклеарног отпада је отворено и чека се сречније решење.

Природни радионуклиди су присутни у свету који нас окружује а радиоактивно
зрачење које потиче од њих зове се природни фон –фонско зрачење.
Поред радиоактивних изотопа који се налазе у Земљи, води, тлу и ваздуху
до нас стиже и космичко зрачење које је радиоактивно, које се у сударима
са молекулима атмосфере мења.
Интнзтет радиоактивног зрачења мери се Гајгер–Милеровим бројачем.
Ови бројачи дају звучни сигнал кад у сонду падне радиоактивно зрачење.
У нормалним условима , ови бројачи због природног фона , дају приближно
један звучни сигнал у секунди.
Разуме се , кад би сонду Гајгер–Милеровог бројача приближили радиоктивном
извору број звучних сигнала би се умножио.

ЧАС 20

Вештачка радиоактивност
Примена нуклеарне енергије и радиоактивног зрачења

Утврђивање ових наставних јединица остварићемо кроз одговоре на питања.

1) Вештачка радиоактивност је појава бомбардовања језгара стабилних
елемената при чему се добијајау :
а] увек стабилни изотопи
б] изотопи радиоактивних елемента
в] изотопи елемената великог редног броја
—тачан одговор б]

2) Фисија је процес при коме се ослобадја велика енергија након :
а] распада тежих језгара на лакша
б] стапања лакших језгара у тежа
в] алфа распада
— тачан одговор а]

3) Могу ли се фисијом језгра распасти на 3 фрагмента ?
— Могу, али се најчешче распадају на два фрагмента.

4) Фузија је процес при коме се ослибадја велика енергија након :
а] распада тешких језгара на 2 фрагмента
б] спјања лакших језгара у теже
в] бета распада
— тачан одговор б]

5) Када се ослобадја веча енергија , фисији или при фузији?
— При фузији се ослобадја много више енергије.

6) Који процеси се одвијају на Сунцу и другим звездама, а као резултат дају
огромну количину енергије ?
— На Сунцу и другим звездама, при високим притисцима и температурама
одвија се фузија.

7) Како се зову машине где се одвијају нуклеарне реакције и контролисано
ослобадја енергија?
— Машине у којима се контролисано одвијају ланчане реакције
зову се нуклеарни реактори. То су главни делови нуклеарних електрана.

8) Шта се користи као гориво у нуклеарном реактору?
— Као гориво у нуклеарном реактору се користе изотопи урана и плутонијум.
9) Процес ланчане реакције започиње бомбардовањем језгра урана :
а] електроном
б] протоном
в] неутроном
— тачан одговор в]

10) Шта се дешава када се фисиона ланчана реакција отргне контроли?
— Дешава се нуклеарна експлозија , са великим рушилачким дејством
и великим радиоактивним загадјењем штетним по живи свет.

11) За шта се углавном користе нуклеарни реактори?
— Највише се користе за производњу електричне енергије и добијање
радиоактивних супстанци.Сматра се да око 15% светске производње
електичне енергије потиче из нуклеарних електрана.

12) У којим областима људске делатности се користи радиоактивно
зрачење ?
— Користе се у медицини за дијагностиковање и лечење тешких
обољења, затим за испитивање дефеката у материјалу, за добијање
нових особина супстанци, процену старости геолошких и археолошких
ископина, утврдјивање аутентичности уметничких дела итд.

13) Шта су лоше стране у примени нуклеарне енергије и радиоактивног
зрачења?
— Велика енергетска добит од нуклеарне енергије је прачена ризиком од
нуклеарне катастрофе , као што се десило у Чернобиљу 1986.године и у
Фукушими 2011. године.
Други озбиљан проблем је одлагање, чување и уништавање радиоактивног
отпада.

14) Шта је то природни фон?
— Природни фон радиоактивног зрачења је нормалан интензитет овог
зрачења на површинимЗемље. Фон потиче од радиоактивних изотопа
који се у малим концентрацијама налазе у нашем окружењу (тлу,
води, ваздуху).

15) Којим инструментом се мери интензитет радиоактивног
зрачења?
— У научним институтима постоји више инструмената.
У широј пракси се најчешче користи Гајгер-Милеров бројач.

ЧАС 21

Утицај физике на развој других природних наука ,
медицине и технолигије

Физика је природна наука која нам пружа основу општег сазнања о свету
који нас окружује. Она је и теоријска и експериментална наука . Данас
у ери напредних технологија постоји и компјутерска физика, где се реални
физички огледи могу представити компјутерским симулацијама.
Први наша интересовања о дешавањима у природи сежу у најраније детињство.
Ко се није одушевио гледајучи несагледиву небеску куполу обасјану звездама ,
ко није пожелео да дохвати Месец али и осетио страх након страшне тутњаве,
после бљеска муње .Прве тајне о природи сви смо почели откривати са првим
дечјим корацима , а потом до данашњег дана је следило на хиљаде зашто.
Та знатижеља је значајна покретачка снага која је многе довела до научног врха,
највиших стваралачких висина и нетреба је спутавати него развијати.
Нови квалитет у изучавању природе смо задобили кроз физику изучавајучи појаве ,
процесе и својства природе .
Физика проналази најопштије законе природе којима се објашњавају појединачне
појаве и процеси, које проучавају и остале природне науке.
Свака наука као што су астрономија , хемија , биологија ,физичка географија ,
геологија ,метеорологија проучавају одредјене природе системе који се потчињавају
физичким законима, тако да се развој осталих природних наука базира на развоју физике.
Директним утицајејем на природне науке сфера утицаја се шири на остале научне ,
дисциплине, медицину ,технику и технологију . Развој физике је довео до технолошких
револуција које су изразито мењале друштвене односе па се на тај начин физика повезује
и са друштвеним наукама.
Покушајмо да у кратким цртама запазимо везу физике са другим наукама, медицином и
технологијом.

— Физика је у тесној вези са математиком, јер користи математички апарат којим се
прецизно дефинишу физички закони и исказују теорије преко математичких формула.
Развој неких математичких области је поспешен потребама физике. Математички
модели су допринели развоју модерне теоријске физике.Сама примена математичких
формуле,много користи али не исцрпљују суштину физике, идеје физике заузимају
пресудно место.

— Физика и хемија су две најсродније природне науке . Оне имају заједничке области
интересовања: супстанца , структура супстанце, густина , температура итд. Хемија
проучава промене супстанце путем хемијских реакција а физика објашњава како и
зашто се те реакције дешавају. Хемијске реакције се базирају на успостављању
и кидању веза измедју електрона у атомима.

— Астрономија је врло стара наука која се бави проучавањем небеских тела.
Физика је учинила велики искорак преко Кеплерових закона и Њутновог закона
гравитације да се схвати зашто се небеска тела кречу на тај начин.
Поред тога,значајан допринос је сазнање да се небеска тела састоје од истих
атома као на Земљи. Откриче да се у звездама остварују термонуклеарне
реакције (фузија ) је појаснило одакле потиче огромна енергија које звезде
исијавју у васионски простор. Поред тога , почевши од Галилеја који конструисао
дурбин, преко телескопа , до радио телескопа физика је омогучила развој потребних
алата за проучавање васионског простора.

–Биологија је наука о живој природи, која изучава законитости живог света .
Појаве наследја, раста, метаболизма , адаптације на нове услове и многе друге
не могу се проучавати без физичких метода. Познати биолози Ватсон и Крик,
који су се прославили проналаском ,, спирале живота” (ДНК) користили су
се резултатима електронске микроскопије. Активности нервног система су
електромагнетне природе , који се проучава физичким методама.Молекуларна
физика и биофизика су биолошке дисциплине које се теоријски и практично
заснивају на физици.

— Географија је наука која се бави и природном и друштвеним појавама.
Геофизика се бави проучавањем физичких процеса везаних за Земљу,
као планету, од центра па до највиших слојева атмосфере.
Она обухвата доста научних дисциплина као што су : геологија, сеизмологија,
метеорологија,климатологија,океанографија и друге научне дисциплине.

— Геологија је наука која се бави проучавањем Земље . Настоји да одговори на
питања како је формирана, како се мења током времена и да предвиди даљи
ток дешавања. Откривањем радиоактивности и закона радиоактивног закона
добијен је поуздан метод за утврдјиваивање старости појединих слојева,
стена и других геолошких ископина.

— Метеорологија и климатологија су научне дисциплине које проучавају
временске прилике на краткорочној и дугорочној скали.
Метеорологија се најчешче дефинише као физика атмосфере.
Велика открича у физици , од 17.века па надаље су поспешила развој ових
дисциплина. Пре свега је битан проналазак инструмената као што су :
термометри ,хигроскопи,аерометри,сеизмиграфи, телеграфи, радари а затим
крупни технички проналасци авиона и сателита далои су велики замајац развоју
ових научних области. Поготову су значајни сателити којим шаљу детаљнне слике
Земљине површине.

— Медицина се ослања на многе физичке законе и технике. Поред тога су значајне
многи иструменти и алати који су конструисани захваљујучи развоју физике.
Велики скок у дијагностици био је проналазак рендгенских зрака, који пролазе
кроз живо ткиво. Такодје , веч деценијама има значајно место ултразвук и у
дијагностици и лечењу. Радиоактивни преперати и зрачење се такодје користи
и у дијагностичке и терапеутске сврхе. Са развојем малигних обољења у свету
и код нас развијена је модерна дијагностичка метода — нуклеарна магнетна
резонанца , која се користи у нашим здравственим центрима.
Сложеност дијагностичких и терапеутских поступака и потребна прецизност
мерења довели су до развоја медицинске физике.

— Утицај физике на градјевинске подухвате и техничке проналаске је очигледан.
Од најранијих епоха када су пронадјене просте машине , па до најсавременијих
све се заснивају на физичким принципима .
Електротехника ( радио и ТВ техника) је незамислива без електричне струје и
електромагнетних таласа и знања које је физика донела .
Електроника –полупроводничка (диоде, транзистори, интегрална кола)базира
на полупроводничким материјалима који се заснивају на преласцима електрона
из једне у другу зону.
До револуције у енергетици је дошло проналаском фисије и контролисаних
ланчаних реакција.
Технолошки поступци у многим областима се заснивају на хемијским процесима .
Ти хемијскипроцесисе покоравају физичким законитостима и физика их успешно
објашњава . Оне пртпоставке физике и других наука које су пре неколико година
постојале на нивоу теорије, данас су развијене технологије.
Схватамо да многа истраживања у фундаменталним наукама тренутно нису
примењива али у будучности могу бити значајна за развој технике и технологије.

На основу ових запажања можемо закључити да се физика
са разлогом назива фундаментално науком.
Њен значај за развој људске мисли и друштва је огроман.
Зато не замерајте наставницима што су вас подстицали да се мучите
и физику научите.

ЧАС 22

Систематизација грдива физике

Систематизацију че мо остварити кроз одговоре на питања и рад задатака

1) Кретање планета око Сунца је :
а] периодично и осцилаторно
б] криволинијско и осцилаторно
в] периодично али није осцилаторно
— Тачан одговор је в] . Код осцилаторног кретања тело се крече око
равнотежног положаја наизменично ( љуљашка)

2) Означи са (Т) тачан а (Н) нетачан исказ.
а] фрекфенција је број осцилација у 1 секунди ( Т )
б] амплитуда је исто што и елонгација ( Н )
в] фрекфенцију меримо у херцима ( Т )
г] период меримо у секундама (Т )

3) Одреди фрекфенцију и период осцилатора који за 2 min
направи 480 осцилација.
t=2 min=120 s

N=480

V=?

Фрекфенција је број осцилација у јединици времена.

V=N/t=480 /120 s

V=4 Hz (херца)

Т=1/V=1/4 Hz

T=0,25 s

4) Објасни како се при осциловању осцилатора мења кинетичка,
потенцијална и укупна механичка енергија?
— У равнотежном положају осцилатор има максималну кинетичку
а минималну поѕенцијалну
— У амплитудном положају осцилатор нема кинетичку али је
поѕенцијална максимална
— у сваком положају збир кинетичке и потенцијалне енергије је
сталан, то значи да се укупна механичка енергија одржава
(кад не делује сила трења и сила отпора средине)

5] Звук је :
а] механички талас и не простире се у вакуму
б] звук је електромагнетни талас и простире се у вакуму
в] звук је механички талас и простире се у вакуму
— тачан одговор а]

6] Колика је таласна дужина механичког таласа фрекфенције 3,4 kHz
који се у ваздуху простире брзином 340 m/s?
Да ли човек може да чује овај талас?

фрекфенција V=3,4 kHz=3400 Hz

брзина таласа с=340 m/s

таласна дужина Л=?

Л=с/V=(340m/s)/(3400 Hz)

Л=0,1 m

Да се подсетимо ,вечина људи може да чује звук д 16 Hz до 20 000Hz.
Закључак је да је 3400 Hz у области чујности.

Пошо је фрекфенција овог таласа измедју

7) У хомогеним срединама светлост се простире праволинијски.
Појаве које нам то доказују су :
а] помрачење Месеца
б] одбијање светлости од огледала
в] сенка
— тачни одговори а] и в]

8) Шта тврди закон одбијања светлости?
— Упадни угао једнак је одбојном углу.
Упадни зрак, нормале и одбојни зрак леже у истој равни.

9) Висина предмета је 0,2dm a реалног лика 6 cm.
Колико је увечање сочива?

Р=0,2dm=0,02m

L=6cm=0,06m

U=L/P

U=(0,06m)/(0,02m)

U=3

10) На које начине се тело може наелектрисати?
Тело се може наелтрисати додиром , трењем и електростатичком индукцијом.

11) Које честице у природи су наелектрисане најмањом количином
наелектрисања?
Најмањом количином наелектрисања су наелектрисани протон и електрон.
Та количина наелектрисања назива се елементарна количина наелектрисања
и означава са (е ).

е=1,6×[10 ^(–19) ] С

q(p )= + e за протон

q(e-)= –e за електрон

12) Колико пута се промени вредност електричне силе када се
наелектрисања размакну на 2 пута вече растојање?
Према Кулоновом закону интензитет силе је обрнуто пропорционалан
квадрату растојања. То значи да се сила смањује 2 на квадрат пута.
Дакле, сила се смањује 4 пута.

13) Колика је вредност електричне силе на наелектрисање од
2 миликулона у тачки где је јачина електричног поља 6000 N/C ?

q=2mC=0,002 C

E=6000 N/C

F=?

E=F/q

F=E×q

F=(6000 N/C)×(0,002C)

F=12 N

14) Колики је напон измедју две тачке у електричном пољу где су
вредности потенцијала Ф1= –25 V и Ф2=75 V ?

Напон је једнак разлици потенцијала U=Ф2 — Ф1

U=75V — (–25)V

U=(75 + 25)V

U=100 V

15) Како се мења јачина струје кад се отпор у колу смањи
два пута а напон остаје исти ?

Према Омовом закону за део струјног кола I= U/R
па закључујемо , кад се отпор смањи 2 пута јачина струје
се повеча 2 пута.

16) Снага једне електричне машине је 1kW. Kолико
електричне енергије потроши ако ради 5 сатии?

Основна јединица за енергију , рад и количину топлоте је џул.

Р=1kW=1000 W

t=5 h=5×3600 s=18000 s

E=?

E=P×t

E=(1000 W) × (18000 s)

E=18 000 000 J

E=18 MJ

У пракси се рад и енергија електричне струје мере у јединицама
киловатчас (kWh ). Тако да може и на овај начин
Е=Р×t

E=1kW× 5 h

E=5 kWh

( 1kWh=3 600 000 J)

17) Два отпорника од по 10 ома треба везати у струјно коло тако да
еквивалентни отпор буде 5 ома . Је ли ово оствариво ?

R1=10 oma

R2=10 oma

Re=5 oma

Када би отпорнике везали редно
—-■■———■■—-
Re=R1 + R2

Re=(10 +10)oma

Re=20 oma

Не може редно.
Да пробамо паралелну везу:
——■——-
———-| |———
——-■——

1/R=1/R1 + 1/R2

1/R=1/10 +1/10

1/R=2/10

R= 5 oma

Јесте оствариво када се отпорници вежу паралелно.

18) Поред струјног проводника поставили смо компас, са намагнетисаном иглом.
Шта се дешава када кроз проводник потекне струја ?
Шта доказује ова појава?
Када укључимо струјно коло магнетна игла скрене у једном смеру.
Ако се промени поларитет при укључивању струјног
кола игла скрене у другом смеру.
Ова појава доказује да се око проводника са струјом ствара магнетно поље.
То је први Ерстед у свом огледу установио.

19) Каква сила делује измедју два паралелна проводника са струјом ?

Када су струје истог смера делује привлачна магнетна (Амперова) сила.

Када су струје супротног смера делује одбојна магнетна сила.

20) Посматрамо радиоактивни изотоп злата (79) Аu (198).
а) Колико протона а колико неутрона има у језгру овог елемента?
б) Колико протона а колико неутрона има у језгу потомка које се
добија бета распадом.
а)

Z=79 ( број протона)

A=198 ( број неутрона )

N=A–Z=198–79

N=119

б) При бета распаду један неутрон прелази у протон, емитујучи
електрон и енергију.
Овде се редни број повечава за један а масени не мења.
Број протона расте за један а неутрона опада за један.
Језгро потомак сада има :

Z1=80 протона

N1=118 неутрона

Добијени потомак је језгро живе (80) Нg (198 ).
..