Fyzika (ZPV)

Created by Jindřich Zdráhal

Ukázka toho, jak může vypadat školní sešit do fyziky na střední škole.

#dynamika, #energie, #fyzika, #gravitace, #kinematika, #mechanika kapalin a plynů, #mechanika tuhého tělesa, #molekulová fyzika, #práce, #speciální teorie relativity, #termika

2.C ZPV

Pravidla

Sešity budou libovolné (klidně i jen elektronické).
Budeme mít alespoň 5 známek a já z nich budu chtít alespoň 3 + aktivitu v hodinách ;)
Bylo by fajn mít klasické kalkulačky, hlavně kvůli písemkám.
Na písemku jsou dovolené (doporučované) 'taháky' = papír se vzorečky.

Informace

Jedná se o sbírku textů, materiálů a vlastně všeho, které jsme používali při výuce ZPV ve 2.C ve školním roce 2021 / 22.

Nicméně se nejedná o úplnou sbírku, protože vždycky se na něco zapomene.

Materiály jsou převážně z těchto zdrojů neřazeno:

REICHL, Jaroslav a Martin VŠETIČKA. Multimedialní Encyklopedie Fyziky [online]. [cit. 2022-06-26]. Dostupné z: http://fyzika.jreichl.com/.
Techmania: Eduportál [online]. Plzeň, 2007 [cit. 2022-06-26]. Dostupné z: https://edu.techmania.cz/cs/encyklopedie/fyzika
ZDRÁHAL, Jindřich. Fyzika jinak: Mechanika [e-book, pdf]. Koláček Martin - E-knihy jedou, 2018. ISBN 999-00-017-9578-8.
Simulation by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu).
Youtobový kanál Dobré vědět https://www.youtube.com/c/Dobr%C3%A9v%C4%9Bd%C4%9Bt

Hezky je to zpracované na webu Techmanie, to je ten odkaz :)

Toto jsem sem zkusil dát tak nějak kombinovaně

Toto jsem vám sem dal jako kus učebnice

Toto jsem vám sem dal jako kus mapy

Diktujeme do sešitů

Materiály ze kterých si to sami vypíšete / vykopírujete

Něco si řekneme a pak budou vaše prezentace.

Diktovali jsme si podle této osnovy

Nějaký základní zápis je v těch myšlenkových mapách a pak budeme hodně rýsovat v geogebře.

Z vložené učebnice si udělejte výpisky

Velká kapitola. Většinu materiálů najdete na internetových stránkách na které budou v jednotlivých buňkách odkazy.

Máte tu ale i nějakou strukturu, kde je mix různých materiálů.

Fyzikální veličiny

Fyzikální veličiny - myšlenková mapa

ZDRÁHAL, Jindřich. Fyzika jinak: Mechanika [e-book, pdf]. Koláček Martin - E-knihy jedou, 2018. ISBN 999-00-017-9578-8.

Kinematika

Fyzika jinak - kinematika.pdf

Kapitolu z knihy "Fyzika jinak" zveřejňuji jako autor jen pro studijní účely a nepřeji si její další šíření ani jakékoliv komerční využívání.

Pojmy / kapitoly, které budou v sešitě:

pohyb,
- rozdělení pohybů
  - podle trajektorie
  - podle rychlosti
klid
vztažná soustava
pohyb rovnoměrný přímočarý
pohyb zrychlený
volný pád
skládání pohybů
pohyb po kružnici

Dynamika

Zkoumá PROČ se tělesa pohybují

Energie, práce atd.

Gravitace

Gravitace-vesmír.pdf

Kapitolu z knihy "Fyzika jinak" zveřejňuji jako autor jen pro studijní účely a nepřeji si její další šíření ani jakékoliv komerční využívání.

Vesmír a sluneční soustava

Mechanika tuhého tělesa

Skládání sil

Mechanika kapalin a plynů

Fyzika jinak - Mechanika kapalin.pdf

Kapitolu z knihy "Fyzika jinak" zveřejňuji jako autor jen pro studijní účely a nepřeji si její další šíření ani jakékoliv komerční využívání.

Molekulová fyzika a termika

Speciální teorie relativity

Speciální teorie relativity je nádherně zpracována zde na webu Techmanie.

K této úvodní stránce jsou tam i jednotlivé podstránky. Mrkněte na to a udělejte si zápis.

na blízko = dotykem

Mechanická energie

velikost

hybnost

vztažná soustava

inerciální

Energie polohová (potencionální)

Newtonův gravitační zákon

Říká, že každá dvě hmotná tělesa se přitahují gravitační silou, kterou můžeme spočítat podlet tohoto vzorečku:

$F_g=G\cdot \frac{m_1\cdot m_2}{r^2}$

Kde

$F_g$ je gravitační síla

$G$ je gravitační konstanta (zhruba $6,67 \cdot 10^{-11}$ )

$m_1, m_2$ hmotnost prvního a druhého tělesa

$r$ vzdálenost jejich středů

Tuhé těleso

Moment síly vzhledem k ose otáčení

Procvičování v Canvě

https://oaveseli-zdrahal.my.canva.site/sipredpony

působení na těleso

Síla

Nejdůležitější fyzikální veličina používaná v dynamice.

Značí se F její jednotkou je N (newton)

důležité vlastnosti síly

směr

neinerciální

Pohyby

Mechanická práce

Mrkněte na tento díl Rande s fyzikou

Energie pohybová (kinetická)

stejné působiště

ZDRÁHAL, Jindřich. Fyzika jinak: Mechanika [e-book, pdf]. Koláček Martin - E-knihy jedou, 2018. ISBN 999-00-017-9578-8.

různé působiště

ZDRÁHAL, Jindřich. Fyzika jinak: Mechanika [e-book, pdf]. Koláček Martin - E-knihy jedou, 2018. ISBN 999-00-017-9578-8.

KTL = kinetická teorie látek

Vychází ze 3 předpokladů:

Všechno je složeno s částic
1. molekuly, atomy, ionty, ...
Tyto částice se neustále a neuspořádaně pohybují
1. tepelný nebo Brownův pohyb
Tyto částice na sebe působí silami
1. při velkém přiblížení se odpuzují
2. při velkém oddálení se přitahují

TS = termodynamická soustava

těleso nebo skupinu těles, jejichž tepelný stav zkoumáme

Pevná látka

Reichl: Krystalické a amorfní látky

Násobné a dílčí jednotky SI

Předpona soustavy SI. Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2021 [cit. 2021-9-16]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/P%C5%99edpona_soustavy_SI

na dálku = prostřednictvím pole

gravitační síla
elektrická síla
magnetická síla

působiště

Výkon

posuvný

Kapalina

Reichl: Struktura a vlastnosti kapalin

Tady pak ještě povrchová vrstva / napětí a pak kapilarity. Jde se tam proklikat z původního linku.

Newtonony pohybové zákony

1. NZ = Zákon setrvačnosti

Těleso setrvává v klidu nebo v pohybu rovnoměrném přímočarém, pokud není působením sil nuceno tento stav změnit.

Zákon zachování energie

otáčivý

Děj s TS

Vratný - děj, který proběhne v TS v jednom směru a ve směru opačném tak, aby se soustava dostala do původního stavu.

Nevratný - v jednom směru probíhá samovolně, k tomu aby děj probíhal opačně je zapotřebí dodat energii

Ideální plyn

vzdáleností molekul zanedbatelně malé
molekuly na sebe navzájem nepůsobí přitažlivýmiani odpudivými silami
vzájemné srážky molekul a srážky molekul se stěnami nádoby jsou dokonale pružné

Reálný plyn se vlastnostem ideálního plynu blíží za vysoké teploty a nízkého tlaku

účinky na těleso

Účinnost

Pohyb v blízkosti Země

vrhy - ukázka

Modely struktur látek různých skupenství

Udělejte si zápis z tohoto materiálu od pana Reichla

Teplotní roztažnost látek

Králová | Techmania: Teplotní roztažnost

Tíhové pole

Působí na nás tíhové pole Země (to je součet gravitačního pole a odstředivé síly rotující planety).

Díky tomu na nás působí tíha nebo tíhová síla.

$F_G = m\cdot g$

Vrhy

Pohyby v tíhovém poli Země, které jsou složené ze dvou druhů pohybu:

vrh
volný pád

Zanedbáváme u nich odpor vzduchu

Velikosti všeho

https://scaleofuniverse.com/en

kombinace

různé stupně uzavřenosti / otevřenosti TS

izolovaná TS = nevyměňuje si s okolím energii ani částice (čaj v zavřené termosce)
neizolovaná TS = vyměňuje energii i částice (čaj v hrnku)
uzavřená TS = nevyměňuje si částice (ale může energii) = hrnek s čajem, který přiklopím pokličkou.
otevřená TS = vyměňuje si částice (a energii)
adiabaticky izolovaná TS = nedochází k tepelné výměně

Deformace pevné látky

Reichl: Deformace pevného tělesa

deformační / statické

pohybové / dynamické

3. NZ = zákon akce a reakce

Každá síla (akce) vyvolá sílu (reakci), která je stejně velká a opačně orientovaná. Tyto síly vznikají a zanikají současně.

2. NZ = Zákon síly

Síla působící na těleso mu uděluje zrychlení.

Rovnovážný stav TS

stav, ve kterém neexistují žádné makroskopické děje a změny
hodnoty stavových veličin se nemění

stavová rovnice pro ideální plyn

p7luud5gvgahdqual8m9ckv5baprformula

Jednoduché děje s ideálním plynem

Izotermický děj T=konst
Izochorický děj V=konst
Izobarickýděj p=konst
Adiabatický děj Q=0

Práce plynu

Reichl: Práce vykonaná ideálním plynem

Úkol

Z tohoto linku Materiály (pozn. musíte být přihlášení do office365)

si vyberte ke každému skupenství ten materiál, který považujete za nejkvalitnější!

Jak na cos na kalkulačce

skládání rovnoběžných souhlasných sil (úkol)

Změny skupenství

Zde jsou hezky popsané změny skupenství.

skládání rovnoběžných sil s opačným směrem

stavové veličiny

Teplota - t (nebo T)
Tlak - p
Objem - V

a některé další

vrh svisle vzhůru

Složený z:

volného pádu
vrhu směrem nahoru

$v = v_0 - v_G$

$v= v_0 - gt$

kde $v_0$ je rychlost vrhu (nahoru)

$v_G$ je rychlost volného pádu

$t_{max} = \frac{v_0}{g}$

$t_{max}$ je čas než to vyletí úplně nahoru

$y_{max} = v_0t_{max} - \frac{1}{2}gt_{max}^2$

vrh šikmo vzhůru

//dopsat

16535706906273165876790215782110

Síla pružnosti

Reichl: Síla pružnosti, normálové napětí

vrh vodorovný

//dopsat

newton

Kruhový děj

Reichl: Kruhový děj

Izotermický

Teplota plynu T je konstantní

Reichl: Izotermický děj

Křivka deformace

Reichl: Křivka deformace

Izochorický

Objem plynu V je konstantní

Reichl: Izochorický děj

Izobarický

Tlak plynu p je konstantní

Reichl: Izobarický děj

Adiabatický

Nedochází k tepelné výměně s okolím

Reichl: Adiabatický děj

Co myslíš?

Na tomto obrázku najdi a vysvětli všechny 3 NZ

Newtonovy pohybové zákony

2. termodynamický zákon

Reichl: Druhý termodynamický zákon

teploměr

kapalinový
plynový
odporový
bimetalový
pyrometr
bezdotykový

teplota

je fyzikální veličina, která charakterizuje termodynamický stav tělesa.

≠

teplo

Teplo je energie, kterou si tělesa vyměňují. Označuje se Q a měří se v Joulech (J).

vnitřní energie soustavy

Vnitřní energie U tělesa (soustavy) je součet celkové kinetické energie neuspořádaně se pohybujících částic tělesa (molekul, atomů a iontů) a celkové potenciální energie vzájemné polohy těchto částic.

Je to energie a tak se samozřejmě měří v J

teplotní stupnice

TEPLOTNÍ STUPNICE je dohodou stanovený způsob, kterým jsou jednotlivým teplotám přiřazeny číselné hodnoty.

změna vnitřní energie

Kalorimetrická rovnice

Teplejší těleso (indexy 1) je ponořeno do chladnější vody (indexy 2). Po nějaké době v kalorimetru ( = izolované soustavě) se teploty vyrovnají. Vypočítá se to podle kalorimetrické rovnice.

Teplejší těleso odevzdá teplo

a toto teplo přijme chladnější těleso

když to spojíme do jedné rovnice, tak z toho máme právě tu kalorimetrickou rovnici

Tepelné motory

Reichl: Tepelné motory

tepelná kapacita

je fyzikální jednotka, která udává kolik tepla se musí konkrétnímu tělesu dodat, aby se ohřálo o 1 °C.

Jednotkou tepelné kapacity [C]= J . K-1
Jednotkou tepla [Q]= J
Jednotkou teploty [Dt]= K

konáním práce

vykonaná práce se rovná přírůstku vnitřní energie, vždy na úkor E_k nebo E_p

Celsiova stupnice

jednotka [ t ]= 1°C (stupeň Celsia)

Je určena dvěma základními teplotami:

0 °C - je teplota rovnovážného stavu chemicky čisté vody a ledu za normálního tlaku 1013,25 hPa,
100 °C - je teplota rovnovážného stavu chemicky čisté vody a její syté páry za normálního tlaku.

mezi těmito teplotami je stupnice rozdělenana 100 stejných dílků ( 1 dílek ~ 1 °C )

tepelnou výměnou

Děj, při němž neuspořádaně se pohybující částice teplejšího tělesa narážejí na částice dotýkajícího se studenějšího tělesa a předávají jim část své energie, nazýváme tepelná výměna.

Teplejší těleso odevzdává studenějšímu teplo (studenější přijímá teplo).

322192754 743452490448489 8079221897920825059 n

převody

t = ( { T } – 273,15 ) °C

T = ( { t } + 273,15 ) K

Termodynamická stupnice

Jedna ze základních veličin soustavy SI.

Jednotka [ T ]= 1 K (Kelvin)

Je určena jednou základní teplotou:

0 K - absolutní nula, teoretická hodnota, které nelze dosáhnout.

Nemůže být záporné

1. termodynamický zákon

Přírůstek vnitřní energie DU soustavy se rovná součtu práce W vykonané okolními tělesy působícími na soustavu silami a tepla Q odevzdaného okolními tělesy soustavě.

měrná tepelná kapacita

je v podstatě tepelná kapacita, ale přepočítaná na 1 kg hmoty tělesa. Tyto hodnoty můžeme pro jednotlivé materiály najít v tabulkách.

Jednotkou tepelné kapacity [C]= J . K-1
Jednotkou tepla [Q]= J
Jednotkou teploty [Dt]= K
Jednotkou hmotnosti [m]= kg
Jednotkou měrné tepelné kapacity [c]= J . kg-1 K-1

způsoby

tepelná výměna vedením

zahřívané částice se rozkmitají a předají svou energie částicím v chladnějších oblastech

různé látky mají různou tepelnou vodivost (největší kovy), voda je velmi špatný vodič a nejmenší tepelnou vodivost mají plyny

Tepelná výměna vedením.pdf

tepelná výměna prouděním

zahříváme-li kapalinu nebo plyn zdola, vzniká proudění; chladnější tekutina má větší hustotu, klesá v tíhovém poli dolů a vytlačuje teplejší tekutinu ze dna nádoby vzhůru

proudící tekutina přitom přenáší vnitřní energii

Tepelná výměna prouděním.pdf

tepelná výměna zářením

Každé těleso vyzařuje tepelné (IR) záření. Část tohoto záření se odrazí, ale zbytek se pohltí a tím se těleso zahřeje.

Tímto způsobem nás třeba ohřívá Slunce.

Tepelná výměna zářením.pdf