Fyzika vod Fyzika z eckho slova fysis proda

Fyzika - úvod Fyzika z řeckého slova fysis = příroda. • původně - fyzika byla univerzální přírodovědou, tj. naukou o celé přírodě • později – oddělily se biologické vědy, chemické vědy, astronomie, technické vědy Fyzika se zabývá základními, nejobecnějšími přírodními jevy a jejich zákonitostmi.

Základním pojmem fyziky je hmota. Hmota může existovat buď jako látka nebo jako pole. Látka a pole jsou dvě základní formy hmoty. Látková forma hmoty – pevná, kapalná, plynná tělesa Pole – gravitační, elektrické, magnetické Obě formy hmoty jsou v neustálém pohybu.

Metody fyzikálního bádání a) empirické metody fyziky – metody založené na zkušenosti neboli empirii Pozorování = sledování určitého jevu v přirozených podmínkách, aniž by pozorovatel do průběhu jevu zasahoval. Experiment (pokus) = sledování jevu v určitých laboratorních podmínkách. Při pokusu určitý jev uměle vyvoláváme, měníme jeho podmínky a sledujeme vliv těchto podmínek na průběh jevu.

Jestliže průběh a výsledky pozorování nebo experimentu vyjadřujeme matematickými prostředky, např. souborem číselných údajů, grafem nebo rovnicí, provádíme fyzikální měření. Pokud při fyzikálních měření získáme vztah mezi podmínkami a výsledkem pozorování nebo experimentu, docházíme k fyzikálnímu zákonu. b) teoretické metody fyziky – vytváření a ověřování hypotéz Hypotézou rozumíme vědecky zdůvodněnou představu o průběhu a příčinách zkoumaného jevu. Pravdivost hypotéz vždy ověřujeme.

Při ověřování hypotéz pracujeme s myšlenkovými konstrukcemi (modely), např. hmotný bod, ideální kapalina, siločáry elektrického pole apod. Každý model vyjadřuje určité zjednodušené vlastnosti zkoumaného jevu. Ověřená hypotéza tvoří fyzikální teorii. Podle pracovních metod dělíme fyziku na: a) experimentální (vyvozuje nové poznatky na základě pokusu a pozorování) b) teoretickou (vychází z hypotéz teorií) Experimentální a teoretická fyzika se vzájemně doplňují a ovlivňují a nelze mezi nimi vést přesnou hranici.

Podle povahy zkoumaných jevů rozdělujeme fyziku na: 1. mechaniku 2. molekulovou fyziku a termodynamiku 3. elektřinu a magnetismus 4. optiku 5. kvantovou fyziku 6. fyziku elektronového obalu 7. jadernou fyziku a astrofyziku Fyzika má velký význam pro další přírodní vědy, např. v chemii, biologii, geologii, medicíně atd.

Využití fyzikálních poznatků v technické praxi, např. elektrické spotřebiče, počítače, stroje apod.

Fyzikální veličiny a fyzikální jednotky Fyzikální veličiny vyjadřují různé vlastnosti a změny hmotných objektů. Pro označování fyzikálních veličin používáme smluvené značky. Poznámka: Existují také nefyzikální veličiny, např. životnost, cena, apod.

Měřit fyzikální veličinu znamená určit její hodnotu. Hodnotu fyzikální veličiny určujeme tak, že ji porovnáváme s určitou předem smluvenou hodnotou veličiny téhož druhu, kterou volíme za měřící jednotku. Měřící jednotka (jednotka fyzikální veličiny = jednotka) představuje pevnou a stálou hodnotu veličiny, s níž porovnáváme veličiny téhož druhu. Výsledkem porovnání měřené fyzikální veličiny se zvolenou měřící jednotkou je číselný údaj, zvaný číselná hodnota. Číselná hodnota veličiny udává, kolikrát je hodnota měřené veličiny větší než zvolená měřící jednotka.

Hodnota fyzikální veličiny je určena číselnou hodnotou {X} a příslušnou měřící jednotkou [X]. X = {X}. [X] Př. délka l=3, 5 m {l}= 3, 5; [l] = m

Soustavy fyzikálních veličin a jednotek Mezinárodní soustava jednotek - soustava SI (Systéme International d´Unités) Mezinárodní soustavu jednotek tvoří sedm základních jednotek, odvozené jednotky, násobky a díly jednotek.

a) základní veličiny a jednotky zákl. veličina značka délka l hmotnost m čas t el. proud I termodynamická T teplota látkové množství n svítivost I fyz. jednotka metr kilogram sekunda ampér kelvin značka m kg s A K mol kandela mol cd

b) doplňkové veličiny a jednotky rovinný úhel prostorový úhel α, β, . . radián rad steradián sr c) odvozené veličiny a jednotky – jsou odvozeny na základě definičního vztahu odpovídajících veličin, např. : m 2, kg. m-3, m. s-1

Vedlejší veličiny a jednotky nepatří mezi jednotky soustavy SI, ale mohou se používá, např. : litr, tuna, hodiny, minuta, …

Převody jednotek předpona značka počet jednotek deka da 101 deci d 10 -1 hekto h 102 centi c 10 -2 kilo k 103 mili m 10 -3 mega M 106 mikro μ 10 -6 giga G 109 nano n 10 -9 tera T 1012 piko p 10 -12

Jednotky času: 1 den = 24 h = 1 440 min = 86 400 s 1 h = 60 min = 3 600 s 1 min = 60 s Časové převody: 0, 1 h = 6 min = 360 s 0, 01 h = 36 s 0, 1 min = 6 s

Skalární a vektorové veličiny Skalární fyzikální veličiny (skaláry) jsou určeny jen číselnou hodnotou a měřící jednotkou; např. objem, hmotnost, délka, teplota apod. Vektorové fyzikální veličiny (vektory) jsou veličiny, k jejichž úplnému určení je třeba znát nejen jejich číselnou hodnotu a měřící jednotku, ale i směr; např. síla značení

Grafické znázornění: orientovaná úsečka Délka orientované úsečky – velikost vektoru Orientace orientované úsečky – směr vektoru Počáteční bod orientované úsečky – umístění vektoru Přímka procházející počátečním a koncovým bodem vektoru se nazývá vektorová přímka. O

Násobení vektoru reálným číslem k –výsledkem je vektor, který je k-násobkem původního vektoru. k>0 výsledný vektor má stejný směr jako vektor F k 0 výsledný vektor má směr opačný k vektoru F

Dělení vektoru reálným číslem k 0 – výsledkem je vektor k>0 výsledný vektor má stejný směr jako vektor F 1 k 0 výsledný vektor má směr opačný k vektoru F 1 Sčítání vektorů Sčítat lze jen fyzikální veličiny stejného druhu. Síly F 1, F 2 působí na těleso v témže bodě O. Výsledná síla:

a) síly jsou různoběžné vektorový rovnoběžník b) Síly leží v téže vektorové přímce • síly mají stejný směr • síly mají opačný směr

• síly jsou na sebe kolmé Opačný vektor K danému vektoru F 1 dostaneme opačný vektor, násobíme-li ho číslem k=-1.

Opačný vektor F 2 k vektoru F 1 má stejnou velikost jako vektor F 1, ale je opačného směru. Máme-li od vektoru F 2 odečíst vektor F 1, postupujeme tak, že vektor F 2 sečteme s opačným vektorem F 1.

Rozkládání vektoru do dvou daných směrů - hledáme takové dva vektory, jejichž složením dostaneme opět daný vektor