Zuka prirodnjak

Dobrodošli na moj blog

14.02.2010.

DOPLEROV EFEKAT

Ako nam se izvor zvuka priblizava u nase uho dolazi vise oscilacija u 1 s nego ako izvor miruje i to nam se cini vise. Slicno se desava ako se mi priblizavamo izvoru. Ako se izvor i slusalac udaljavaju, ton koji prima slusalac je nizi. Ovu pojavu pojave frekevencije u oba slucaja zovemo Doplerov efekat

04.02.2010.

ZVUK

Zvuk je ljudska percepcija nestalnih podražaja nastalih kao posljedica promjene razine tlaka koja se širi elastičnim medijem u kojeg je uronjen opažač (slušatelj). Te promjene tlaka nastaju zbog titranja molekula medija (zrak, voda...) koje su zbog vanjskog utjecaja (sile) izbačene iz ravnotežnog položaja. Zvuk se širi zbog elastične veze među molekulama medija. U plinovima i tekućinama valovi zvuka su isključivo longitudinalni (tj. šire se u istom pravcu u kojem se gibaju čestice medija pri titranju), dok u čvrstim tijelima valovi mogu biti također transverzalni, tj. čestice medija mogu titrati i okomito na pravac širenja vala. Zvuk se ne može širiti kroz vakuum.

Svojstva

Zvučni val se kroz različite medije kreće različitim brzinama. U zraku, taj se val, kreće brzinom od približno 300 m/s, u vodi se kreće približnom brzinom od 1500 m/s, a u željeznoj žici oko 5000 m/s. Što je materijal gušći, to se zvuk kroz njega prenosi duže i brže. Zvuk je određen, kao i ostali valovi, dvjema fizikalnim veličinama, frekvencijom i valnom duljinom. Broj titraja koje materijal čini u jednoj sekundi se naziva frekvencija, oznaka je f, a mjerna jedinica Hz (Herc).

Normalno ljudsko uho može čuti zvukove u frekvenciji od 20 Hz do 20 000 Hz. Sve zvukove frekvencije ispod 20 Hz nazivamo infrazvukovima ili podzvukovima, a zvukove frekvencije više od 20 000 Hz nazivamo ultrazvukovima ili nadzvukovima; oni se koriste u tehnici i medicini.

Dakle, prema frekvenciji, zvučne valove djelimo na:

  • Infrazvuk - ispod 16Hz
  • od 20Hz do 20kHz - ljudske granice osjećaja zvuka
  • ultrazvuk - iznad 20kHz

Valna duljina, s druge strane, je razmak između dva susjedna najveća zgušnjenja, kao i između dva susjedna razrjeđenja, medija kroz koju se val širi.

U osnovi zvukove možemo podijeliti na dvije skupine: šumove i tonove. Šum je zvuk koji nastaje nepravilnim titranjem zvučnog izvora pri čemu se frekvencija stalno mijenja, dok ton nastaje pravilnim titranjem zvučnog izvora i frekvencija je stalna.

Jedinice

Logaritam odnosa intenziteta zvuka (W/m²) ili kvadriranih zvučnih tlakova (Pa) je nazvan bel (B) - nazvan tako u čast A.G. Bella, izumitelja telefona - no iz praktičnih se razloga koristi deset puta manja logaritamska mjera decibel (dB).

Standardno se razina zvuka u decibelima prikazuje u odnosu na referentni iznos od 20 µPa koji načelno odgovara pragu čujnosti, pa se to obično naznačuje dodatkom SPL. Na primjer, šapat ima 30 dB(A)SPL, govor 60 dB(A)SPL, buka 90 dB(A)SPL, a za zvuk inteziteta 120 dBSPL kažemo da je granica boli.

10.12.2009.

MEHANIČKI TALASI

Postanak i vrste mehaničkih talaa

 

Ako posmatramo žitno polje na vjetru vidjećemo da se pojavljuje talasanje žita. Svaka stabljikase pod uticajem vjetra povija, ali se zbog elastičnosti vraća u vertikalni položaj i to se periodično ponavlja,

Vjetar prenosi poremećaj sa jednog mjesta dalje i tako se on širi kroz prostor. Površina žitna polja je talasasta. Kažemo da se formmirao talas. Uočavaju se brijegovi i dolje talasa.

Kada na miru površinu vode padne insekt, na tom mjestu se izazove poremećaj. Čestice vode na mjestu poremećaja osciluju okomito na površinu vode. Taj poremećaj se prenosi na susjedne čestice vode, stvara se talas.

Talas je prenosnik oscilatornog kretanja. Ovdje je riječ o mehaničkim talasima. Mehanički talasi proizvode mehaničke oscilacije.

Mehanički talsai se ne prenose kroz prazan prostor (vakuum).

 

Postoje dvije vrste mehaničkih talasa: transverzalni (poprečni) i longitudinalni (uzdužni).

Ako pod uticajem nekog talasa čestice osciluju okomito na pravac prostiranja talasa. To je transverzalni.

Talas pod čijim uticajem čestice osciluju u pravcu njegovog prenošenja zove selongitudinalni.

 

 

Brzina talasa

Talas pređe put jednak talsnoj dužini za vrijeme koje je jednako periodu talasnog kretanja, odnosno periodu oscilovanja. Proizilazi da brzinu talasa možemo izraziti kao količnik talasne dužine i vremena za koje se pređe taj put, pa je:

            C = λ/T     ili     C = λf

 

 

Superpozicija talasa

Slaganje talasa u stvari je slaganje odgovarajućih elongacija pojedinih talasa. Slaganje elongacija, odnosno proces slaganja talasa još se zove superpozicija. Proces slaganja talasa se zove intereferncija.

10.12.2009.

Harmonijske oscilacije

  1. Linearni harmonijski oscilator

 

Svojstva harmonijskih oscilacija

Postoje različite pojave i procesi koji se u određenim vremenskim intervalima ponavljaju. Radi se o periodičnim pojavam i procesima. I kretanja mogu biti periodična. Ako se kretanje vrši periodično po jendoj te istoj putanji u dva suprotna msjera, to kretanje je oscilatorno. Postoji jedan položaj pri ovom kretanju kroz koji tijelo periodično prolazi. To je položaj stabilne ravnoteže ili ravnotežni položaj.

Ravnotežni položaj je onaj u kojem postoji ravnoteža sila koje djeluju na tijelo ili materijalnu tačku, tj. u kojem je rezultanta sila jednaka nuli.

 

Jedna oscilacija je kretanje iz ravnotežnoh položaja u jedan, a zatim u drugi amplitudni položaj i natrag u ravnotežni. Oscilatorno kretanje je periodično kretanje.

Period T je vrijeme za koje se izvrši jedna oscilacija. Broj oscilacija u jednici vremena, f, zove se frekvencija.

            f = 1/T

 

 

        2. Klatno

 

Klatnom nazivamo svako tijelo koje se nalazi u stabilnoj ravnoteži i koje se može klatiti oko osovine izvan svog težišta.

 

a)      Matematičko klatno

Matematičko klatno je materijalna tačka (ili, u praksi, tijelo određene mase, a zanemarivih dimenzija) obješena o neistegljivom koncu zanemraljive mase.

Odstojanje OB=l, težišta klatna od tačke vješanja O, nazivamo dužinom klatna, a položaj u kome klatno mirno visi nazivamo ravnotežnim položajem OA. Njačešće uglovno odstojanje klatna od ravnotežnog položaja zove se amplituda. Ma koje uglovno odstojanje klatna od ravnotežnog položaja zove elongacija. Klatno se ustvari kreće po luku BAC i natrag, tj. oscilira između dva krajnja pložaja. Vrijeme za koje se izvrši jedna oscilacija zove se period matematičkog klatna. Može se pokazati da pri oscililiranju matematičkog klatna njegova ukupna mehanička energija ostaje nepromijenjena.

 

Ako se klatno izvede iz ravnotežnog položaja sila teže mg koja djeluje na datu masu se razlaže na dvije komponente, komponentu N u pravcu klatna i komponentu F u pravcu tangente na putanju. Ta komponenta F je sila koja pokreće klatno, odnosno teži da ga vrati u ravnotežni položaj. Vidimo da je

F/mg=yl, odnosno F = mgy/l ili

            F = ky.

Taj obrazac je zakon harmonijskog oscilovanja.

Oscilovanje, čije se osnovne veličine koje ga opisuju (elongacija, brzina i ubrzanje) mogu izraziti kao sinusne ili kosinusne (harmonijske) funkcije vremena, zove se harmonijsko oscilovanje.

 

b)      Fizičko klatno

Čvrsto tijelo koje se iz stabilne ravnoteže može klatiti oko jedne horizontalne osovine zove se fizičko klatno.

Period oscilovanja fizičkog klatna računa se po formuli:

           

         

T = 2π     J/mga     , pri čemu je J moment inercije tijela u odnosu na osovinu obrtanja; a

 

je rastojanje težišta llatna od osovine obrtanja.

 

 

 

  1. Oscilacije

 

a) Slobodne oscilacije

Uslovi oscilovanja bez smetnji su idelani, a odgovarajuće oscilacije bi bile slobodne oscilacije. U prirodi se uvijek pojavljuju određene smetnje, koje se ponekad mogu svesti na malu mjeru, ali se nikad ne mogu potpuno otkloniti.

 

b)      Prigušene oscilacije                                                                                                                                                                

Razni otpori i trenja dovode do smanjivanja amplitude oscilovanja pa se takve oscilacije zovu prigušene oscilacije. Kinetička i potencijalna energija se pri oscilovanju smanjuju pod uticajem tih smetnji. Da bi se sačuvala energija oscilovanja, a time održala amplituda nepromjenljivom, potrebno je dovoditi energiju spolja.

 

c)      Prinudne i spregnute oscilacije. Rezonancija

Ako na tijelo djeluje vanjska sila koja ga pobuđuje na oscilovanje, ili ako jedan oscilator osciluje pod uticajem drugog, odgovarajuće oscilacije se zovu prinudne oscilacije.

Ako između dvaju oscilatora postoji mehanička veza, njihove oscilacije će biti spregnute oscilacije.

U slučaju prinudnih i spregnutih oscilacija pojavljuje se rezonancija. Pod tim podrazumijevamo pojavu da jedan oscilator (rezonator) osciluje pod uticajem drugog (pobuđivač)

   

03.12.2009.

Mehaničke oscilacije

List na drvetu treperi pod dejstvom vjetra, klatno zidnog sata oscilira....Sva ta kretanja su periodična, tj. Ponavljaju se poslije određenog vremena, a to vrijeme poslije kojeg se kretanje ponovi zove se PERIOD (T).

Osobenost ovih kretanja je što se tijelo periodično kreće po nekoj putanji naizmjenično u oba smjera. Ovo kretanje se zove OSCILIRANJE.

Oscilatorno kretanje nastaje zato što tijelo nastoji da zauzme položaj stabilne ravnoteže. Kada tijelo sa slike pređe sa jedne na drugu stranu i vrati onda je izvršilo punu oscilaciju.

 

Vrijeme trajanja jedne oscilacije zove se period T. Tijelo dođe iz jednog položaja u drugi za vrijeme T/2.

Broj oscilacija u jednoj sekundi je frekvencija f.

            f = N/t

Jednica za frekvenciju je herc (Hz).

15.11.2009.

GRAVITACIONA POTENCIJALNA ENERGIJA

Rad I energija

Ako na tijelo djeluje sila konstantnog intenziteta, pravca I smjera, rad te sile je proizvod predjenog puta tijela I komponente sile paralelne sa putem:

A = F*s

Rad je skalarna velicina, skalarni proizvod vektora sile F I puta s koji tijelo pri tome prelazi. Jedinica za rad je dzul (J).

Snaga

-          Brzina vrsenja rada:                                                                                                                                                             

P = ΔA/Δt            P = dA/dt                

P = F * ds/dt          P = F*v

Kineticka energija

-          Pomjeranje tijela po horizontalnoj ravni bez trenja

-          Kineticka energija translatornog kretanja

Ek = mv2/2

Potencijalna energija

-          Sposobnost tijela da izvrsi rad zahvaljujuci polozaju u kome se nalazi

Ep = m*g*h

 

Gravitaciona potencijalna energija

Izvrseni rad na pomjeranju tijela u gravitaciono polje ne zavisi od oblika putanje, vec samo od pocetne I krajnje tacke polozaja tijela u tom polju, tj. Od njihove visinske razlike:

A = mg(h0 – hf)

Gravitaciona potencijalna energija Zemlje je rad (Ep = A) koji na tijelo mase m izvrsi Zemljino gravitaciono polje privlaceci ga iz beskonacnosti na neku tacku na rastojanju r od centra Zemlje.a

25.10.2009.

DINAMIKA ROTACIJE

Ako je tijelo pocelo da se obrce iz stanja mirovanja onda je ugaono ubrzanje:

  α = ω/t

Ogledi pokazuju da obrtno kretanje pored iznosa sile ovisi I od njenpg rastojanja o dose obrtanja. Stoga se u obrtnom kretanju uvodi velicina moment sile M, I jednak je proizvodu sile I kraka sile:

     M = F*r

Velicina koja karakterise raspored masa oko ose obrtanja zove moment inercije (I), I za materijalnu tacku moment inercije u odnosu na osu obrtanja je:

   I = mr2

22.10.2009.

KINETIKA ROTACIJE

Translatorno i rotaciono kretanje: 

 

Svako kretanje tijela moze se smatrati kombinacijom dva osnovna vida kretanja:

Translatornog i Rotacionog.

TRANSLATORNO KRETANJE je ono pri kojjem pravac koji proizilazi kroz dvije proizvoljne tacke ostaje paralelan pocetnom pravcu.

Svi djelici tijela prelaze jednake puteve,sto znaci da imaju jednake brzine.

 

ROTACIONO KRETANJE je kretanje pri kojem se sve tacke tijela krecu u paralelnim ravnima i opisuju kruznice ciji se centri nalaze u pravoj okomitoj ravnoj putanji.

Ta prava se naziva osa rotiranja.Dijelovi tijela koji su udaljeniji od ose rotiranja prelaze duze puteve,sto znaci da se krecu brze od dijelova koji su blizi osi.

UGAONA BRZINA

Za opisivanje rotacionog kretanja uvodi se nova fizicka velicina-ugaona brzina,koja je ista za sve tacke tijela.Srednja ugaona brzina u intervalu Δt definise se relacijom: 

      ω=Δφ/Δt

gdje je φ ugao koji opise radijus-vektor bilo kojeg djelica tijela tokom vremena  Δt.

[ω]=[Δ φ ] / [ Δt] = 1 rad/s  

Trenutna ugaona brzina je jednaka srednjoj ugaonoj brzini u dovoljno malom vremenskom intervalu:

ω= Δφ / Δ t kada Δ t - 0

Rotaciono kretanje pri kojem se ugaona brzina ne mijenja tokom vremena naziva se ravnomjerno rotaciono kretanje.

LINIJSKA BRZINA

Pro ravnomjernom rotiranju uoceni dio tijela(materijalna tacka) u jednakim vremenskim intervalima prelazi lukove jednakih duzina.Linijska brzina je brojno jednaka opisanom luku u jedinici vremena:

v=Δ l / Δ t

Kako je duzina luka jednaka proizvodu poluprecnika i ugla izrazenog u radijanima

Δ l = rΔ φ to je

 v = Δ l / Δ t = r * Δφ / Δ t = rω

Prema tome,linijska brzina materijalne tacke jednaka je proizvodu ugaone brzine i poluprecnika kruzne putanje po kojoj se krece materijalna tacka.

U toku jednog perioda T, radijus-vektor opise ugao jednak 2 π radijana. To znaci da je:

ω = Δ φ / Δ t = 2 π / T = 2 π f

UGAONO UBRZANJE

Kretanje pri kome se ugaona brzina mijenja tokom vremena naziva se promjenljivo  rotaciono kretanje.

Za opisivanje takvog kretanja uvodi se nova fizicka velicina-UGAONO UBRZANJE.

Ugaono ubrzanje je brojno jednako promjeni ugaone brzine u jedinici vremena:

a = Δ ω / Δ t

gdje je Δ ω promjena ugaone brzine,a Δ t vrijeme u kome je ostvarena ta promjena.

Jednakopromjenljivo rotaciono kretanje je kretanje pri kome je a=const.

Kod jednakoubrzanog rotacionog kretanja ugaono ubrzanje je:

a = Δ ω / Δ t = ω - ω0 / t > 0

 gdje je ω0 ugaona brzina na pocetku,a ω ugaona brzina na kraju vremenskog intervala,pa slijedi:

ω = ω0 + at

Kod jednakousporenog rotacionog kretanja je:

ω < ω0,pa je a < 0.

Cesto se zavisnost ugaone brzine od vremena kod jednakousporenog kretanja izrazava formulom:

 ω = ω0 - at

OVdje a oznacava ugaono usporenje koje je brojno jednako smanjenju ugaone brzine u jedinici vremena.Ugaono usporenje je pozitivno kod jednakousporenog kretanja.

 

Ugao koji opise tijelo rotirajuci se jednako promjenljivo,moze se naci kao proizvod srednje ugaone brzine i vremena rotiranja:

φ = ωs t = ω0 + ω / 2 * t

Ako se ω zamijeni sa ω0 + at ili sa ω0 - at,dobija se:

 φ = ω0 t + at(na 2) / 2            ili        φ = ω0 t - at(na 2) / 2 

(jednakoubrzano kretanje)                  (jednakousporeno kretanje)

15.10.2009.

I i II kosmicka brzina

Prva kosmička brzina je brzina koju je potrebno dati objektu, zanemarujući otpor vazduha, tako da objekt može ostati u kružnoj orbiti s radijusom jednakim radijusu planete. Drugim riječima, to je najmanja brzina pri kojoj objekt ostaje u kružnoj orbiti tangencijalnoj na površinu planete a da ne padne na nju.

Za proračun prve kosmičke brzine potrebno je razmotriti centrifugalnu i centripetalnu silu koje djeluju na objekt.

m\frac{v_1^2}{R}=G\frac{Mm}{R^2};
v_1=\sqrt{G\frac{M}{R}};

gdje je m — masa objekta, M — masa planete, G — gravitaciona konstanta−11 m³·Kg−1·s−2), v_1\,\! — prva kosmička brzina, R — radijus planete. Na Zemlji, M = 5,97·1024  Kg, R = 6 378 000  m), nalazimo (6,67259·10

v_1\approx\,\! 7,9 Km/s

Prvu kosmičku brzinu je moguće odrediti i iz ubrzanja slobodnog pada: g=GM/R², i dobijamo

v_1=\sqrt{gR}
Druga kosmička brzina (parabolička brzina, brzina oslobađanja) je najmanja brzina koju je potrebno dati objektu (čija masa je zanemarljiva u odnosu na masu planete od koje odlazi) da bi objekt napustio gravitaciono polje planete.

Druga kosmička brzina ovisi o radijusu i masi planete. Za Zemlju iznosi oko 11.2 Km/s (na površini planete). Objekt koji ima tu brzinu izlazi iz gravitacionog polja Zemlje i postaje sunčev satelit. Brzina se naziva i paraboličkom zato što se objekti sa tom brzinom kreću po paraboli.

Da bismo izračunali drugu kosmičku brzinu za Zemlju potrebno je upitati se kolika bi bila brzina objekta koji bi iz beskonačnosti padao na Zemlju. Očito, to je ista ta brzina koju je potrebno dati objektu da bi se oslobodio Zemljine gravitacije.

Zakon očuvanja energije:

\frac{mv_2^2}{2\frac{GmM}{R}=0}-

gdje slijeva stoji kinetička energija i potencijalna energija. Ovdje je m — masa tijela, M — masa planete, R — radijus planete, Ggravitaciona konstanta, v2 — druga kosmička brzina.


Rješavajući po v2, dobijamo:

v_2=\sqrt{2G\frac{M}{R}}

Između prve i druge kosmičke brzine postoji jednostavan odnos:

v_2=\sqrt{2}v_1

Kvadrat brzine oslobađanja je jednak dvostrukom njutnovskom potencijalu u početnoj tačci (naprimjer na površini planete):

v_2^2=2\Phi=2\frac{GM}{R}
08.10.2009.

KRETANJA TIJELA U POLJU ZEMLJINE TEZE

Kretanje tijela u polju Zemljine teze: slobodan pad, vertikalni hitac, horizontalni hitac, kosi hitac.

Slobodan pad
Primjer za ravnomjerno ubrzano kretanje je slobodan pad. Tu se podrazumijeva padanje tijela, bez pocetne brzine, pod uticajem sile Zemljine teze. Ubrzanje tijela koje slobodno pada naziva se ubrzanje sile teze, obiljezava se sa g i iznosi g = 9.81 m/s2.
Jednacine kretanja tijela koje slobodno pada analogne su jednacinama kod ravnomjernog ubrzanog retanja:
   v=gt,                      h=gt2/2,                        v2=2gh


Vertikalni hitac
To je kretanje tijela u polju sile Zemljine tee, baceno pocetnom brzinom. Ako je tijelo baceno vertikalno uvis onda je to hitac uvis, a ako je baceno vertikalno nanize, onda je to hitac nanize.
- Hitac uvis je ravnomjerno usporeno kretanje.
     v=v0 - gt,             h= v0t- gt2/2,                    v2=v02 - 2gh.
Maksimalna visina penjanja kod hica uvis je: hm=v02/2g
- Hitac nanize je ravnomjerno ubrzano kretanjesa pocetnom brzinom. Jednacine kretanja su analogne jednacinama ravnomjerno ubrzanog pravolinijskog kretanja sa pocetnom brzinom.
    v=v0+gt,               h=v0t + gt2/2,                   v2=v02+2gh


Horizontalni hitac
Kretanje tijela koje je baceno u horizontalnom pravcu naziva se horizontalni hitac. Horizontalni hitac je slozeno kretanje: tijelo se istovremeno krece stalnom brzinom u horizontalnom pravcu i slobodno pada vertikalno prema dole. Za vrijeme t predjeni putevi tijela po horizontali i vertiakli su:
                     x=v0t          ;              y=gt2/2
Tijelo se u   horizontalnom pravcu krece stalnom brzinom, a prema dolje slobodno pada, te su komponente brzine v,
                      vx=v0   ;        vy=gt            


Noviji postovi | Stariji postovi

<< 06/2010 >>
nedponutosricetpetsub
0102030405
06070809101112
13141516171819
20212223242526
27282930


MOJI LINKOVI

MOJI FAVORITI

BROJAČ POSJETA
10048

Powered by Blogger.ba