Осцилаторно кретање-утврђивање

Animation of a Foucault pendulum (showing the ...

Animation of a Foucault pendulum (showing the sense of rotation on the southern hemisphere) (Photo credit: Wikipedia)

Објашњење за Фукоово клатно.

Поновити појмове осцилаторног кретања и величине које га карактеришу: амплитуда, период фреквенција.

Играјте се са једним или два клатна и откријте како период клатна зависи од дужине нити, масе клатна и амплитуде. Одредите период користећи тајмер аплета. Можете да мењате трење и јачину гравитационог поља. Користите клатно да пронађе вредност g на планети X. Обратите пажњу на понашање клатна при великим осцилацијама.

Кликом на слику отворићеш линк на коме се налази више аплета. Кликни на аплет Pendulum Lab.

klatno-aplet

Посматрајте прво само једно клатно-плаво. Шта се дешава са периодом клатна , ако за сталну масу клатна мењате дужину?

  1. Шта се дешава са периодо клатна ако за сталну дужину мењате масу клатна?
  2. Шта се дешава са периодом клатна ако за сталну масу и дужину клатна мењате трење?
  3. Шта се дешава са периодом клатна ако за сталну масу и дужину мењате g? Пробајте на Земљи, Месецу, Јупитеру и планету X?
  4. Искористите клатно да одредите гравитационо убрзање на планети X. О којој је планети реч?
  5. Шта се дешава са клатном када је g=0?
  6. Активирајте и друго, црвено клатно. Поставите масу и дужину плавог на 2, и 1 кг, а црвеног на 1м и 005кг. У ком односу стоје периоди плавог и црвеног клатна.
  7. ДОМАЋИ:

Да ли је кружно кретање осцилаторно?

Кретање тела по кружној линији брзином сталне вредности је периодично, али није осцилаторно, јер путања није права линија.

8. Куглица масе 0,02kg везана је за металну опругу и осцилује дуж хоризонталне праве. При проласку кроз равнотежни положај брзина куглице је 4 m/s. Наћи укупну механичку енергију куглице и одредити највећу вредност потенцијалне енергије током кретања тела.

m= 0.02kg   v=4m/s  E? I Epmax?

E=Ekmax=1/2mv2/2=0.16J

Epmax=E=Ekmax=0.16J

  1. Куглица везана за металну еластичну опругу начини 5 осцилација за 1с. Наћи период осциловања куглице.

n=5 t=1s  T?  ν?

T=t/n=0.2s.  v=n/t=5Hz.

Advertisements

Закон одржања механичке енергије при осциловању тела

Поновити појмове осцилаторног кретања и величине које га карактеришу: амплитуда, период, фреквенција.

  1. Навести примере за осцилаторно кретање.

Клатно часовника. Кретање клатна се понавља после одређеног времена, 1с. Клатно врши осцилаторно кретање или осциловање.

Временска поновљивост је основна карактеристика осц.кретања.

  1. Којим величинама описујемо кретање?

Брзина, убрзање, сила, енергија

  1. Да ли су ове величине довољне за описивање ОК?

Нису и зато уводимо величине карактеристичне за ОК, амплитуду, периос и фреквенцију.

  1. Тренутна удаљеност тела од равнотежног положаја, назива се елонгација, а максимална елонгација назива се амплитуда.

Период осциловања, Т, је време за које тело изврши једну осцилацију.

Фреквенција или учестаност, ν или f,  је број осцилација које тело изврши у јединици времена.

  1. Ako тело за време t изврши n осцилација, перио Т и фреквенција ν, су

T=t/n       ν=n/t

  1. Мерна јединица за период је је секунда, s, а за фреквенцију херц, Hz. Веће јединице су килохерц и мегахерц, kHz I MHz.

Закон одржања механичке енергије

Посматраћемо тело закачено на металну еластичну опругу, које осцилује по хоризонталној равни без трења и математичко клатно. Посматраћемо и тело обешено о танак конац занемарљиве тежине, које осцилује у вертикалној равни-математичко клатно.

zome

Упоредићемо ова два кретања у тачкама А и Б, као и у равнотежном положају.

Тело Положај O Положај A Положај B
Еластична опруга Еk=Ep=O Ekmin=0    Epmax Ekmin=0    Epmax
Тело на концу Еk=Ep=O Ekmin=0    Epmax Ekmin=0    Epmax

 

  1. Положаје А и Б, називамо амплитудним положајима и у тим положајима тело нема кинетичку енергију, али је тада у положају највеће висине и има максималну гравитациону потенцијалну енергију.
  2. При кретању тела ка равнотежном положају, смањује се висина и грав. Потен.енергија, на рачун пораста брзине и кинетичке енергије. У равн. Полож. Грав. Пот. Енергиј је једнака нули, а кинетичка енергија је максимална.
  3. Положај Б је еквивалентан положају А
  4. Код осцилаторног кретања, кинетичка енергија се претвара у потенцијалну и обратно, потенцијална у конетичку, али тако да укупна механичка енергија остаје непромењена.

ЗАНИМЉИВО:

Да ли стварно верујете у физику, посебно у закон одржања механичке енергије?

Ево једног огледа који је савршен да то и докажете.

ДОМАЋИ:

Анализа енергија математичког клатна и еластичне опруге може се веома ефектно приказати и на следећи начин.

Како се чита трећа колона ове табеле?

zome2

Oscilatorno kretanje. Veličine koje opisuju oscilatorno kretanje

Кључне речи: осцилаторно кретање, период, амплитуда, фреквенција

Периодично кретање

Кретање које се понавља на исти начин у једнаким временским интервалима зове се периодично кретање.

Најједноставнија периодична кретања су: равномерно кружно кретање и осцилаторно кретање.

Равномерно кружно кретање је кружење тела брзином непроменљивог интензитета.

Осцилаторно кретање је кретање по правој линији са наизменичном променом смера кретања.

Matematičko klatnoopruga

 

 

 

 

 

Кликом на слике, отварате два нова таба, на кокима се покрећу аплети који симулирају кретање математичког клатна и клатна са опругом.

Посматрајте ова кретања.

Да ли ова кретања имају нешто заједничко и да ли се могу описати истим физичким величинама?

Амплитуда

Растојање између равнотежног положаја и најудаљенијег положаја до којег тело доспева при осцилаторном кретању је амплитуда осциловања.

Период осциловања

Већ смо рекли да када тело пређе пут од А1 до А2, и натраг до А1, оно је извршило једну целу осцилацију.

Период осциловања је време за које тело изврши једну целу осцилацију и обележава се са Т.

Јединица за период осциловања је секунда (s).

Нека је тело направило n целих осцилација за време t, тада период осциловања овог тела рачунамо као:

T=t/n

где је t-време осциловања, а n-број осцилација

Фреквенција

Број осцилација у једној секунди је учесталост или фреквенција.

Ова физичка величина се обележава словом ν (мало грчко слово ни),а јединица за фреквенцију је херц (Hz).

Нека је тело направило n целих осцилација за време t, тада фреквенцију овог тела рачунамо као:

frkv

Веза између фреквенције и периода осциловања:

frkv1      frkv2

Пример

Лекар је избројао 77 откуцаја вашег срца у минути. Колики је период и фреквенција осциловања срца?

Фреквенција вибрација молекула хлороводоника је 8,66·1013 Hz. Колико је времена потребно да молекул изврши једну осцилацију?

Период осциловања математичког клатна

period

 

Важи за мале отклоне

Фукоово клатно

Фуко је дипломирао на медицинском факултету, а после се посветио физици.

fuko1

fuko2

Кликом на линк, на јутјубу можете погледати анимацију која демонстрира кретање Фукоовог клатна.

Бесплатна онлајн додатна настава физике за 6, 7. и 8. разред

Друштво физичара „Омега“, из Ниша, организује бесплатну онлајн додатну наставу и припрему за такмичења из физике, ученика шестог, седмог и осмог разреда основних школа са целе територије Републике Србије у току целе школске 2016/17. године.

Програм ће бити реализован на интернету, на Мудл (Moodle) платформи Удружења физичара Омега, која се налази на веб адреси http://moodle.omegafizika.rs.

Детаљније информације: http://omegafizika.rs/index.php/18-2012-06-16-17-28-10/64-skajfi-4

Поздрав,

Јелена

Mapa znanja (Mind map) Magnetno polje

mmKonceptualne mape su još jedan koristan alat za učenje! Pomažu nam da lakše pamtimo i jednostavne i složene sadržaje.

Pregledajte ovu konceptualnu mapu. Pomoćiće vam da sagledate oblast Magnetno polje i zapamtite najvažnije.

Delovi oblasti Magnetno polje su obeleženi rednim brojevima. Pored svake oblasti imate belešku, ali i link koji vas vodi do resursa za učenje.

Mapa je predstavljena u obliku prezentacije.

Može se menjati popunjavati, dopunjavati i sl. tokom rada. Ne mora da bude završena unapred.

Probajte.

B-)

Magnetno polje

Konceptualna mapa “Magnetno polje“

Допринос Николе Тесле и Михајла Пупина развоју науке о електромагнетним појавама и њиховој примени

tesla1За време студија на Потехничкој академији, у Грацу, у Аустрији, Никола Тесла је открио недостатке једносмерне струје.
Прве идеје о коришћењу наизменичне струје добио је у Будимпешти, где је радио у телефонској централи.
Истраживања у овој области, наставио је у Сједињеним америчким државама.
У историјском „Рату струја“ који се водио између инвеститора, а чији су најзначајнији експоненти били Никола Тесла и Томас Едисон,
победу је однела Теслина идеја и патенти који су инсталирани у Хидроцентрали на Нијагари.
Најважнији Теслини изуми су:

  • Индукциони мотор
  • Даљинско управљање
  • Високо фреквентни трансформатор
  • Радио

pupinМихајло Пупин професор Универзитета Колумбија, који је у научном свету постао познат као изумитељ калемова, који су знатно

унапредили квалитет телефоније и телеграфије на великим даљинама. Касније су названи Пупинови калемови.

Био је један опрвих научника који су проширили знања о рендгенским зрацима.  Имао је низ запажених радова у области електродинамике итермодинамике. Испитивао је и електрично пеаљњење у цевима са разређеним гасовима.

Пупин је за своју аутобиографију  „Од пашњака до научењака“ добио Пулицерову награду.

Више о доприносу Николе Тесле и Михајла Пупина, наћићете у презентацији.

Посета Музеју Николе Тесле

teslaПре посете Музеју Николе Тесле, који се налази у Крунској улици 51, на Врачару, посетите Теслин виртуелни музеј, коликом на линк.

У Теслиној биографији пронађи податке о школовању.

Које школе, где и када је Тесла завршио?

На сајту Музеја, пронађи макету Лабораторије на Лонг ајленду, са торњем за остварење „Светског система“ бежичног преноса енергије.

Тамо далеко

Никола Тесла је умро у ноћи између 7. и 8. јануара 1943. године, у Њујорку.

Градоначелник Њујорка, Фиорело Лагвардија, одржао је у Теслину част, говор на њујошком радију.

Познати виолониста, Златко Балоковић, свирао је на испраћају мелодију „Тамо далеко“.

Погледајте архивски снимак.

 

Dejstvo magnetnog polja na strujni provodnik

Ponoviti:
1. Koje fizičko polje postoji u prostoru oko magneta i kako se ispoljava?
2. Magnetno polje pravolinijskog strujnog provodnika kroz koji protiče struja
3. Šta je električna struja?

Na provodnik sa strujom u magnetnom polju stalnog magneta deluje sila magnetnog polja.
Magnetna sila pomera strujni provodnik u odgovarajućem pravcu i smeru, tako da u ovom dejstvu, prenosnim putem, dobijamo mehaničko kretanje. Ova pojava je iskorišćena za konstrukciju elektromotora.

Pogledajte kako, u animaciji, izgleda dejstvo magnetnog polja na strujni provodnik.

Pogledajte istu pojavu u realnom ogledu.

Pogledajte šta magnet radi TV slici. da li znate šta se dešava u katodnoj cevi?

Objašnjenje: Sila koja deluje na strujni provodnik u magnetnom polju.

Kada se strujni provodnik postavi u magnetno polje, dolazi do interakcije između polja koje proizvodi struja u provodniku i stalnog polja u koje je provodnik postavljen. Ova interakcija rezultira silom koju provodnik oseća i pod čijim se delovanjem kreće.

Jačina sile koja deluje na provodnik zavisi od jačine struje koja teče kroz provodnik.
Sila je maksimalna kada je struja normalna na spoljašnje polje, a sila je jednaka nuli kada su spoljašnje polje i struja paralelni.

Što je veća dužina provodnika to je jača sila koja na njega deluje. Pravac sile je definisan dijagramom:

Većina ljuda najlakše pamti ovaj dijagram kao Flemingovo pravilo leve ruke

Ako postavite levi palac u smeru magnetnog polja, a srednji prst u smeru protoka struje, onda će palac pokazivati pravac i smer rezuktujuće sile.

F=B I l . Odavde sledi da je B= F/I l , odakle sledi da je 1T = 1N / Am .

Sila između dva paralelna strujna provodnika

Ako struja protiče kroz dva strujna provodnika, ove struje će stvarati magnetna polja koja će interagovati.
Dva strujna provodnika kroz koje protiču struje u istom smeru, međusobno će se privlačiti. Dok će se dva strujna provodnika kroz koje protiču struje u suprotnim smerovima,međusobno odbijati

Objašnjenje:

Provodnik B proizvodi magnetno polje koje je normalno na struju u provodniku A. Sila koja deluje na provodnik A će biti prod pravim uglom na struju i na magnetno polje.
Ako primenimo Flemingovo pravilo leve ruke, kažiprst ide u pravcu polja, srednji prst u pravcu protoka strue, palac nam pokazuje pravac i smer delovanja sile na provodnik A.

Na kraju pogledajte kako da napravite jednostavan elektromotor.

Pogledajte prezentaciju Dejstvo magnetnog polja na strujni provodnik

Na sledećem času ćemo se upoznati sa važnom ulogom koju su Nikola Tesla i Mihajlo Pupin imali u istoriji nauke o elektricitetu….
Pozdrav,
Jelena 🙂

Magnetno polje električne struje

Ponoviti:
1. Podela magneta po načinu nastanka, stalnosti magnetnih osobina i obliku.
2. Koliko polova ima svaki magnet, kako se nazivaju i označavaju?
3. Koje fizičko polje postoji u prostoru oko magneta?
4. Kako uzajamno deluju magnetni polovi?
5. Šta je električna struja?

Pogledajte prezentaciju Magnetno polje električne struje.

U filmu ćete se upoznati sa magnetnim poljem električne struje, pravilom desne ruke, jedinsvu električnih i magnetnih pojava, linijama sile magnetnom polja pravolinijskog i kružnog provodnika, kao i sa magnetnim poljem solenoida.

Pogledajte kratke filmove, koji će vam pomoći da vizuelizujete nove pojmove:
1. Magnetno polje električne struje

2. Pravilo desne ruke i magnetno polje pravolinijskog provodnika

3. Solenoid

4. Pravilo desne ruke i magnetno polje kružnog provodnika

Na kraju probajte da pokrenete aplet Magneti i elektromagneti.

Aplet će vam omogućiti da se podsetite kako interaguju šipkasti magnet i kompas.
Otkrijte kako možete da iskoristite bateriju i provodnik da napravite magnet.
Ako to uradite, razmislite da li možete da povećate jačinu magneta?
Možete li da promenite smer magnetnog polja?

Do sledećeg viđenja, imaćete o čemu da razmišljate:-)
Jelena

Magnetno polje

Nova oblast, čije izučavanje nas očekuje narednih časova, nosi naziv MAGNETNO POLJE.
Danas ćemo se upoznati sa pojmovima magnetnog polja, magnetnog polj stalnih magneta i magnetnog polja Zemlje.

Da bi ste poštovali logičan sled uvođenja pojmova:

1. Podsetite se koje sve vrste interakcija postoje u prirodi?

2. Sa kojim interakcijama smo se do sada upoznali?

3. Pogledajte fleš FILM

4. Startujte aplet Magnet i kompas.
Da li ste se nekada pitali kako kompas radi da bi vas usmerio ka severnom geografskom polu Zemlje?
Istražite interakciju između kompasa i šipkastog (stalnog) magneta, a onda dodajte Zemlju (da li će vam biti potrebna poluga da je pokrenete? 🙂 ) i nađite odgovor?
Menjajte jačinu magneta i posmatrajte kako se stvari menjaju u magnetu i izvan njega.
Koristite merač polj da odredite kako se menja magneto polje.

Magnetno polje

5. Na kraju ponovite osnovne pojmove:
-magnetno polje
-magnetno polje stalnog magneta
-magnetno polje zemlje

6. Nova tema za razmišljanje: Da li električna struja ispoljava magnetne efekte?

Pozdrav,
Jelena 🙂

Jačina električne struje. Električna otpornost provodnika. Zadaci

1. Prosto strujno kolo se sastoji iz:   a.       b.          c.           d.

Dopiši pored slova i nacrtaj prosto strujno kolo!

2. Ampermetar u kolu na crtežu pokazuje 6A. Ako tačku A spojimo bakarnim provodnikom sa tačkom B, ampermetar će pokazivati struju:.

a. I=0A   b. I>6А   c. I =6A   d. I>6А

st2

3. A. Koji prekidač mora da bude uključen da bi svetlila sijalica S1 ?                                                       st3

B. Koji prekidači ne smeju da se isključe ako mora da svetli sijalica S2?

C. Šta se dešava ako uključimo sve prekidače?

 

 

 

 

4.  Koliko pokazuje miliampermetar ako kroz poprečni presek provodnika prolazi 0.9C za 15min?

st4

5. Za koje vreme 6C prođe kroz poprečni presek provodnika ako miliampermetar pokazuje jačinu struje kao na slici?st5

6. Koliko elektrona je prošlo kroz poprečni presek vlakna na sijalici za 8s pri jačini struje kao na crtežu? (e=1,6 10-19C)

st6

7. Nacrtaj simbole koji se koriste za stalni i promenljivi otpornik u šemama električnih kola.

8. Na dva izolaciona valjka namotan je isti broj namotaja gvozdene žice, istog poprečnog preseka. Koliki je odnos otpora ako drugi valjak ima dva puta veći prečnik od prvog?

st7

9. Izračunati električni otpor žice od cekasa ako joj je dužina 10m, a poprečni presek 1mm2.  (ρ = 1,1 10-6Ωm)

st8

10. Koliku dužinu ima žica od konstantana, ako joj je otpor 235Ω., a poprečni presek 0,2mm2.

st9

11. Grafitna šipka ima prečnik od 6mm, dužinu 3m, a otopr 8Ω.  Koliki je specifični otpor grafita?

st90