Садржај
Predgovor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Uputstvo za rešavawe zadataka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. Uvod u fiziku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2. Kretawe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3. Sila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4. Merewe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5. Masa i gustina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6. Pritisak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Rešewa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 1. Uvod u fiziku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2. Kretawe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3. Sila . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4. Merewe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5. Masa i gustina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6. Pritisak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Laboratorijske veþbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 1. Merewe dimenzije tela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2. Odreðivawe sredwe brzine promenqivog pravolinijskog kretawa . . . . . 79 3. Odreªivawe brzine ravnomernog pravolinijskog kretawa . . . . . . . . . . . . 81 4. Merewe zapremine ævrstih tela nepravilnog oblika pomo©u menzure . . 83 5. Odreªivawe gustine ævrstih tela pravilnog oblika . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 6. Odreðivawe gustine ærstih tela nepravilnog oblika . . . . . . . . . . . . . . . . 87 7. Odreðivawe gustine teænosti merewem wene mase i zapremine . . . . . . . 89 8. Baþdarewe elastiæne opruge i merewe teþine tela dinamometrom . . . . 91 9. Merewe elastiæne sile pri istezawu i sabijawu opruge . . . . . . . . . . . . . . 93 10. Merewe sile trewa pri klizawu i kotrqawu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Tablice nekih fiziækih veliæina i wihovih jedinica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4
1. Увод у физику 1.2. Test znawa Pitawe 1. Materija je a supstancija
.
Pitawe 2. Koji od navedenih pojmova ¦ine skup fizi¦kih tela: a) kliker, prsten, stolica, kap vode, zec, slon, ¦ovek; b) staklo, kliker, zlato, ¬bun, kap vode, slon, zec; v) zlato, prsten, ¬bun, voda, slon, ¦ovek, zec; g) ¬bun, stolica, kliker, slon, voda, kap vode, duga; d) voda, kap vode, ¬bun, stolica, zlato, prsten, slon. Pitawe 3. Kretawe tela je: a) hemijska pojava; b) fizi¦ka pojava;
v) istorijska pojava; g) biološka pojava.
Pitawe 4. Fizi¦ki eksperiment (ogled) je: a) posmatrawe pomra¦ewa Sunca; b) merewe vrednosti fizi¦ke veli¦ine: du¬ine, površine, zapremine, vremena itd; v) plansko i kontrolisano izvoðewe prirodne pojave u posebno pripremqenim (laboratorijskim) uslovima radi dubqeg upoznavawa; g) posmatrawe topqewa leda.
Pitawe 5. Fizika je osnovna nauka o
8
.
1. Увод у физику 1.3. Primeri
1. Šta je materija? Rešewe: Materija je „graða” prirode, odnosno svega što postoji, ukqu¦uju©i ¬ivi i ne¬ivi svet. ®ulima primamo utiske, upoznajemo materiju koriste©i i merne ureðaje kao „produ¬ene ruke”. 2. Postoji li razlika izmeðu supstancije i fizi¦kog tela? Rešewe: Supstacija je ono od ¦ega se sastoje sva tela.Na primer, vazduh je supstancija, a vazduh u balonu ili lopti je telo; zlato je supstancija, a prsten od zlata je telo. 3. U ¦emu je prednost ogleda nad obi¦nim posmatrawem? Rešewe: Prednost ogleda nad obi¦nim posmatrawem je u tome što se pojava mo¬e ponoviti više puta na isti na¦in, pa se mogu proveravati rezultati merewa.
1.4. Zadaci za samostalan rad 1. Šta prou¦ava fizika? 2. Definišite osnovni zadatak fizike. 3. Šta je materija? 4. Kako se u prirodi javqa materija? 5. Popunite slede©u tabelu stavqaju©i × na odgovaraju©e mesto. Razlikujte supstanciju od tela.
POJAM zlato olovka vazduh uqe piramida
TELO
SUPSTANCIJA
6. Da li tela meðusobno deluju samo dodirom? 7. Šta je fizi¦ki eksperiment (ogled)? 8. Navedite osnovne korake u prou¦avawu fizi¦ke pojave. 9. Zašto se ka¬e da je fizika i eksperimentalna i teorijska nauka? 10. Osim fizike, koje nauke prou¦avaju prirodu?
9
3. Сила 3. Koja se sila ispoqava na slikama a) i b)? Šta mo¬emo re©i o toj sili? a)
b)
Rešewe: Na slici su prikazana magnetna delovawa. Na slici pod a) je prikazano delovawe magneta na gvozdene alke, a na slici pod b) uzajamno delovawe magnetnih polova. Kao što se vidi na slici pod b), istoimeni polovi meðusobno se odbijaju, a raznoimeni magnetni polovi se uzajamno privla¦e.
4. Na slici de¦ak iste¬e ekspander (sprava za istezawe radi ja¦awa miši©a). Koje sile se uporeðuju pri rastezawu ekspandera? Rešewe: Znamo da se kod ekspandera, kao i kod drugih elasti¦nih tela, pod dejstvom spoqašwe sile javqa sila elasti¦nosti. U našem primeru spoqašwa sila je sila miši©a ruku. Dakle, ovde se uporeðuju sila miši©a ruku i sila elasti¦nosti ekspandera (metalne opruge). Sila miši©a ruku jednaka je po intenzitetu i pravcu sili elasti¦nosti ekspandera (opruge), ali ove dve sile imaju suprotne smerove. Zato se po prestanku delovawa spoqašwe sile (sile miši©a) ekspander (metalna opruga) vra©a u prvobitno (nedeformisano) stawe pod uticajem sile elasti¦nosti.
23
4. Мерење 4.1. Sa¬etak
Svojstva tela ili pojava opisuju se fiziækim veliæinama. Vrednosti fizi¦kih veli¦ina se odreðuju merewem. Pod merewem vrednosti fizi¦ke veli¦ine podrazumeva se weno uporeðivawe sa standardom ili etalonom, to jest sa usvojenom jedinicom mere date veli¦ine. Merewem se odreðuje koliko je puta vrednost veli¦ine koja se meri veœa ili mawa od usvojene jedinice mere. Sredstvo (ureðaj) kojima se izvodi poreðewe (merewe) vrednosti veli¦ine naziva se merilo ili merni instrument. Merila su, na primer, metarska traka, metarski štap, lewir, ¦asovnik, termometar i sli¦no. Meðunarodni sistem (SI) sadr¬i sedam fizi¦kih veli¦ina. To su: duþina, vreme, masa, temperatura, jaæina elektriæne struje, jaæina svetlosti i koliæina supstancije. Sve ostale fizi¦ke veli¦ine definisane su pomo©u osnovnih. Tako, na primer, površina pravougaonika je proizvod duþina stranica. Sli¦no je i sa ostalim fizi¦kim veli¦inama. Osnovnim veli¦inama odgovaraju osnovne jedinice: metar, sekunda, kilogram, kelvin, amper, kandela i mol. Sve veli¦ine i jedinice koje se izra¬avaju pomo©u osnovnih veli¦ina i wihovih jedinica nazivaju se izvedene veliæine – odnosno izvedene jedinice. Merewe je postupak kojim se odreðuje brojna vrednost fizi¦ke veli¦ine izra¬ena u odgovaraju©im jedinicama. Dobijene vrednosti merenih fizi¦kih veli¦ina nisu apsolutno ta¦ne. To je uslovqeno greškom o¦itavawa i time što merni instrumenti nisu savršeni. Da bi se odredila preciznija vrednost fizi¦ke veli¦ine, ona se meri ve©i broj puta i izra¦unava se sredwa vrednost.
28
4. Мерење Односи између мерних јединица за дужину kilometar – metar metar – decimetar metar – centimetar metar – milimetar metar – mikrometar
1 km = 1 000 m 1 m = 10 dm 1 m = 100 cm 1 m = 1 000 mm 1 m = 1 000 000 µm
1 m = 0,001 km 1 dm = 0,1 m 1 cm = 0,01 m 1 mm = 0,001 m 1 µm = 0,000001 m
Односи између мерних јединица за површину kvadratni kilometar – kvadratni metar kvadratni metar – kvadratni decimetar kvadratni metar – kvadratni centimetar kvadratni metar – kvadratni milimetar
1 km2 = 1 000 000 m2
1 m2 = 0,000001 km2
1 m2 = 100 dm2
1 dm2 = 0,01 m2
1 m2 = 10 000 cm2
1 cm2 = 0,0001 m2
1 m2 = 1 000 000 mm2
1 mm2 = 0,000001 mm2
Односи између мерних јединица за запремину kubni metar – kubni decimetar kubni metar – kubni centimetar kubni decimetar – kubni centimetar kubni centimetar – kubni milimetar
1 m3 = 1000 dm3
1 dm3 = 0,001 m3
1 m3 = 1 000 000 cm3
1 cm3 = 0,000001 m3
1 dm3 = 1000 cm3
1 cm3 = 0,001 dm3
1 cm3 = 1000 mm3
1 mm3 = 0,001 cm3
Односи између мерних јединица за време dan – ¦as
1 dan = 24 h
1 h = 0,04167 dan
¦as – minut
1 h = 60 min
1 min = 0,01667 h
¦as – sekunda
1 h = 3 600 s
1 s = 0,00028 h
minut – sekunda
1 min = 60 s
1 s = 0,01667 min
sekunda – milisekunda
1 s = 1000 ms
1 ms = 0,001 s
29
4. Мерење 4.2. Test znawa
Pitawe 1. U osnovne veli¦ine Meðunarodnog sistema fizi¦kih veli¦ina spadaju: ,
,
,
,
,
,
,
,
Pitawe 2. Pored metra, sekunde i mola, u osnovne jedinice spadaju i ,
,
,
.
Pitawe 3. Šta je merewe?
Pitawe 4. Šta je ve©e – jedan metar ili jedna sekunda? a) jedan metar; b) jedna sekunda; v) ove dve jedinice mere su jednake; g) ove dve jedinice mere se ne mogu meðusobno uporeðivati.
Pitawe 5. Kako se izra¦unava sredwa vrednost izmerene fizi¦ke veli¦ine?
31
4. Мерење 24. Bazen du¬ine 30 m i širine 15 m napuwen je sa 900 m3 vode. Kolika je dubina vode u bazenu? 25. Odredi vrednost jednog podeqka na menzurama prikazanim na slici ako brojevi na skalama menzura ozna¦avaju zapreminu u cm3.
26. Na slici su prikazane dve faze merewa zapremine tela. Kolika je zapremina tela spuštenog u menzuru? Vrednost jednog podeoka na skali menzure je 1 cm3.
27. Koliko se puta u toku 24 h oko osovine okrenu kazaqke koje pokazuju sate, minute i sekunde? 28. Dva spojena školska ¦asa traju 90 min. Izrazite to vreme u satima i sekundama. 29. Koliko sekundi traje jedna nedeqa? 30. Koji je vremenski interval ve©i: 2 dana ili 2 880 min? 31. Slavina za vodu u stanu nije ispravna i voda neprestano kapqe. Vreme izmeðu dve uzastopne kapi iznosi 0,4 s. Koliki broj kapi iscuri iz slavine za jedan dan? 32. Jedan kubni metar nafte iz tankera se prosuo u Dunav. Kolika ©e biti površina naftne mrqe ako wena debqina iznosi 0,5 µm?
36
6. Притисак 6.1. Saþetak
Pritisak je brojno jednak intenzitetu sile koja normalno deluje na jedinicu površine: F p= . S Jedinica pritiska je paskal (Pa): N Pa = 2 . m Pravac i smer prenošewa pritiska kroz ¦vrsta tela poklapaju se sa pravcem i smerom delovawa sile. Pritisak u te¦nostima ili gasovima naziva se hidrostatiæki pritisak. Nastaje usled te¬ine te¦nosti ili gasa i izra¦unava se po formuli: p = ρ · G · h, gde je ρ – gustina te¦nosti, G = 9,81
N konstanta i h visina stuba te¦nosti. kkgg
Pritisak u te¦nostima i gasovima prenosi se podjednako u svim pravcima. Normalan atmosferski pritisak je sredwa vrednost pritiska atmosferskog vazdušnog stuba na jedini¦nu površinu na nivou mora. Veoma ¦esto se izra¬ava u barima (1 bar = 100 000 Pa), odnosno u milibarima.
44
6. Притисак 6.2. Test znawa Pitawe 1. Hokejaš je došao na trening u cipelama, a zatim je obuo klizaqke. Pritisak na podlogu kada hokejaš stoji u klizaqkama je: a) veœi, b) mawi, v) jednak u odnosu na pritisak kada stoji u cipelama. Pitawe 2. Poreðajte po veli¦ini slede©e brojne vrednosti iskazane razli¦itim jedinicama mere za pritisak: 1 bar; 1 000 Pa; 200 kPa; 24 Pa; 1 001 mbar. . Pitawe 3. Pritisak se kroz te¦nosti i gasove prenosi: a) podjednako u svim pravcima; b) u pravcu delovawa sile; v) normalno na pravac delovawa sile. Pitawe 4. Hidrostati¦ki pritisak na dno suda zavisi od: a) dubine i gustine te¦nosti koja se nalazi u sudu; b) površine dna suda i gustine te¦nosti koja se u wemu nalazi; v) oblika suda i gustine te¦nosti koja se u wemu nalazi. Pitawe 5. Atmosferski pritisak se meri: a) termometrom; v) barometrom; b) areometrom; g) manometrom. Pitawe 6. Tori¦eli je svoj ¦uveni ogled izveo na nivou mora. Kada bi ga izvodili na ve©oj nadmorskoj visini, dobili bi da je atmosferski pritisak, u odnosu na onaj koji je Tori¦eli dobio: a) viši;
b) isti;
v) ni¬i.
45
Решења: 2. Кретање Test znawa 1. b) i g) 2. a), b) i d) 3. Osim brojne vrednosti, brzinu odreðuje jedinica mere kao i pravac i smer kretawa tela. 4. a) 5. a)
Zadaci za samostalan rad 1. Ne, Wutn nije bio u pravu. Ne postoji stawe apsolutnog mirovawa. Svako stawe mi rovawa je relativno. 2. Putnik ne moþe da uo¦i kretawe aviona jer ne mo¬e da odredi referentno telo. 3. Primer kretawa
Pravolinijsko
Krivolinijsko
let uznemirene p¦ele
×
vo¬wa liftom
×
skok skijaša
×
tr¦awe fudbalera u toku utakmice
×
4. Ne, jer voza¦ kamiona na osnovu pokazivawa brzinometra mo¬e da uo¦i samo brojnu vrednost i jedinicu mere brzine. 5.
52
Telo
m km v s h
m m v ss
pu¬
0,05
0,014
pauk
2
0,56
sprinter
36
10
gepard
110
30,56
Решења: 2. Кретање 6. s = 3 km; t = 10 min; v = ? Brzina kanua je: s 3 ⋅ 1 000 m m m v= = ; v=5 . tt s 1 0 ⋅ 6 0 ss 7. s = 1 cm; t = 30 dana, v = ? Brzina rasta kose izra¬ena u milimetrima u sekundi je: 1 ⋅ 10 m mm s mm mm v= = ; v = 0,0000039 . t 3300 ⋅· 2244 ⋅· 336600 00 s s Brzina rasta kose izra¬ena u milimetrima na ¦as je: s mm 1 ⋅ 10 m mm mm v= = ; v = 0,014 . tt 30 3 0 ·⋅ 2244 h h h
km 8. v = 800 km ; t = 2 min; s = ? h Rastojawe koje preleti avion je: 11 0000 00 m s = v · t = 800 · · 2 · 60 s; s = 26,67 km. 33 6600 0 0 ss
9. v = 4
m ; s = 7 m; t = ? s
Vreme potrebno albatrosu da stigne do površine vode:
t=
7m ss = ; t = 1,75 s. v m 4 s
10. vmax = 60
km km ; s = 5,4 km; t = 3 min h h
Odredimo brzinu automobila:
v=
m m km 5,4 kkm m ss = ; v = 108 . 1 hh t 3⋅ hh 60
Kako je v > vmax, vozaæ je naæinio prekršaj.
53
Додатак Gustina nekih te¦nosti i gasova
100
Додатак Gustina nekih ¦vrstih supstancija
Gvo»e
101