Fizika I Raz. Skripta

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    1/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

    FIZIKA I - SKRIPTA

    1. UVOD

    Riječ fizika potiče od grčke riječi fisis što znači priroda. U najstarijem stadijumu razvoja nauke fizika je izučavala prirodu u najširem smislu po čemu je i dobila takav naziv. Fizika kao fundamentalna prirodna nauka, proučava i objašnjava materiju i njene osnovne oblike kretanja. Pri tome otkriva iutvrđuje zakonitosti po kojima se ta kretanja vrše.Veličine koje karakterišu fizičke pojave ili određuju svojstva materije nazivaju se  fizičke veličine.Fizičke veličine su npr. vrijeme, duina, brzina, sila, itd.!vaka fizička veličina ima brojnu vrijednost i odgovaraju"u jedini#u. $pr. kaemo da je duinaučioni#e %&'(m. % je oznaka za duinu, '( je brojna vrijednost duine, m je jedini#a za duinu )m*metar+.

    2. MEHANIKA. OSNOVNI POJMOVI KINEMATIKE

    retanje je jedno od osnovni- svojstava materije. Promjena poloaja tijela u odnosu na neko drugotijelo naziva se mehaničko kretanje.blast me-anike koja proučava kretanje, a ne uzima u obzir uzrok kretanja naziva se kinematika.

     Materijalna tačka je tijelo čije se dimenzije mogu zanemariti u odnosu na dio prostora u kome se onokre"e.

     Putanja ( trajektorija)  je linija koju opisuje tijelo u toku svog kratanja. Putanja tijela moe biti/ pravai kriva. Prema obliku putanje kretanje moe biti/ pravolinijsko i krivolinijsko.

     Referentni sistem  predstavlja kruto tijelo za čiju jednu tačku je čvrsto vezan početak koordinatnogsistema.0ijelo referen#ije ili poredno tijelo je tijelo u odnosu na koje se računa kretanje.

     Put  je dio putanje koji tijelo pređe dok ga posmatramo. Pomak   je vektor koji spaja početnu i krajnju tačku i usmjeren je od početne prema krajnjoj tački.1znos pomaka je najkra"a udaljenost od početne do krajnje tačke, bez obzira kojom se putanjom tijelokretalo.

    3. RAVNOMJERNO ( JEDNOLIKO ) PRAVOLINIJSKO KRETANJE.SREDNJA I TRENUTNA BRZINA

    Srednja brzina je odnos pređenog puta i vremena trajanja kretanja.

    2ko je vremenski interval beskonačno mali ,onda pređeni put u tako kratkom vremenskom intervalu predstavlja trenutnu brzinu.

    .

    Prema brzini kretanje moe biti/ ravnomjerno i promjenljivo.od ravnomjernog kretanja brzina se ne mijenja u toku vremena. ) v& #onst.+

    !1 jedini#a za brzinu je ) metar u sekundi+ , a u praksi se koristi i jedini#a .

     Zadaci za samostalan rad:

    '. !vjetski rekord u tr#i na '33 m je 4,5( s, a u tr#i na '633 m ( min i '7 s. olika je srednja brzina

    trkača u m8s i km8-97. 2utomobil se kre"e srednjom brzinom 63 km8-, a bi#iklista '( m8s. oje vozilo ima ve"u brzinu9

    1

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    2/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I(. :a koje vrijeme "e bi#iklista pre"i put od 0uzle do %ukav#a u iznosu od '7 km, ako se kre"e

     prosječnom brzinom 75,5 km8-9;. Voz prođe kroz tunel duine rzina nekog tijela, koje se počelo kretati iz stanja mirovanja, poslije pređenog puta od 5 m iznosi

    ; m8s. oliko je ubrzanje tijela9(. >i#iklista se vozi stalnom brzinom v3& ; m8s. oliko sekundi mora da okre"e pedale da bi, uz

    stalno ubrzanje ' m8s7 postigao brzinu tri puta ve"u od početne brzine9;. ?ednačine v & v3  @ at i v7 & v37 @ 7as, riješi po a.A6. 2utomobil se kre"e stalnom brzinom od 7B km8- te se počne ravnomjerno ubrzavati. Pri tome

    dostigne brzinu od

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    3/17

    h  

    v

    v0=0

    Sl.: Sloboda pad

    h  

    v

    t=0

    v0

    t

    Sl.: !ertikali hita"a dole

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika Id+ oliki "e pre"i put do zaustavljanja9

    B. 2utomobil se kre"e stalnom brzinom v3& B7 km8-. $a udaljenosti od '6 m primijeti odronjenustijenu i u istom trenutku počne kočiti sa maksimalno mogu"im usporenjem a & '; m8s 7. Ca li "eudariti u stijenu9

    . SLOBODAN PADod kretanja tijela u blizini :emljine površine vrijedi g & #onst, tj. na našojgeografskoj širini g & 4,5' m8s7. Posmatrat "emo idealizirani slučaj gdje je otpor zraka zanemarljiv.

    !lobodno padanje je kretanje koje nastane ako se tijelo sa neke visine pusti inastavi da se kre"e samo pod uti#ajem sile :emljine tee.:a slobodan pad vae rela#ije )a & g, s & - ,v3& 3+/

    v &gt

     hv t 

    h 7 7

    77

    ==

     

    gdje je/ - * pređeni put od početka slobodnog pada  v* trenutna brzina tijela  g* ubrzanje sile :emljine tee

     Zadaci za samostalni rad:

    '. $a jednom mjestu, na površini :emlje, tijelo pređe, pri slobodnom padu, rastojanje '' m za ',6 s.oliko iznosi ubrzanje :emljine tee na tom mjestu9

    7. !a visine 6,3 m pustimo kamen. oliko vremena pada na tlo9(. amen slobodno pada sa neke visine i nakon 7,6 s udari u površinu vode. !a koje visine je kamen

     pao i kolikom brzinom je udario o površinu vode9;. olika je visina vodopada ako voda pri udaru o točak vodeni#e ima brzinu 6B,< km8-9 olika jesrednja brzina kojom pada voda9

    !. VERTIKALNI HITA"

    0o je kretanje tijela u polju sile :emljine tee , bačeno početnom brzinom. 2ko je tijelo bačeno vertikalno uvis onda je to -ita# uvis. 2ko je tijelo bačenovertikalno nanie onda se kretanje naziva -ita# nanie.

    Vertikalni hitac na dole je kretanje koje nastaje ako se tijelo sa neke visine ba#ivertikalno prema dole početnom brzinom i nastavi da se kre"e samo poduti#ajem sile :emljine tee.:a vertikalan -ita# na dole vae rela#ije/

     hvv

     t t vh

     t vv

    7

    77

    3

    7

    7

    3

    3

    +=

    +=

    +=

    gdje je/ * početna brzina

    #

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    4/17

    v

    Sl.: !ertikali hita"  prema $ore

    h  

    t=0

    v0

    t

    1 2

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I  v* trenutna brzina  -*visina za koju se tijelo spusti )put+  g* ubrzanje sile :emljine tee

    Vertikalni hitac prema gore  je kretanje koje nastaje kada se tijelo izba#ivertikalno prema gore nekom početnom brzinom i nastavi da se kre"e samo pod

    uti#ajem sile :emljine tee.:a vertikalan -ita# prema gore vae slijede"e rela#ije/ 

     Zadaci za samostalan rad:

    '. !a prozora ba#imo loptu vertikalno nanie početnom brzinom < m8s. oliki put predje lopta za 7 s

    kretanja i koliku ima brzinu97. !a kolike visine treba ba#iti kamen vertikalno nanie, početnom brzinom B m8s, da bi pao na površinu :emlje brzinom 77 m8s9

    (. 0ijelo se ba#i vertikalno uvis, sa površine :emlje, početnom brzinom ;3 m8s. $a kojoj "e se visininalaziti i koliku "e brzinu imati poslije 7 s kretanja9

    ;. amen se ba#i vertikalno uvis i poslije ; s kretanja ima brzinu v&4,5' m8s.a+ olika je bila početna brzina kamena9

     b+ $a kojoj se visini nalazi kamen u tom trenutku96. Fudbaler šutira loptu vertikalno uvis brzinom 63,; km8-.

    a+ oliku "e visinu dosti"i lopta9

     b+ :a koje vrijeme "e se lopta vratiti u početnu tačku9

    #. DINAMIKA. INER"IJA I MASA

     !inamika je dio me-anike koji se bavi uzro#ima kretanja tijela. "nercija je svojstvo tijela da zadri svoje stanje mirovanja ili ravnomjernog pravolinijskog kretanja.

    Prvi $jutnov zakon glasi/ Svako tijelo zadr#ava stanje mirovanja ili ravnomjerno $ravolinijsko kretanja% sve dok druo tijelo svojim djelovanjem ne $romijeni to stanje&

    Crugi $jutnov zakon glasi/ 'brzanje koje tijelo dobije u$ravo je $ro$orcionalno sili koja djeluje natijelo% a obrnuto $ro$orcionalno masi tijela&

    m

     ( 

    a =

    !ila je veličina koja karakteriše jačinu međudjelovanja jednog tijela na drugo.

    0re"i $jutnov zakon glasi/ ko jedno tijelo djeluje silom na druo tijelo% onda i druo tijelo djeluje na $rvo silom iste jačine i su$rotno smjera&

    Cjelovanje jednog tijela na drugo je ak#ija, a protivdjelovanje drugog tijela reak#ija.

    ',7',7',77,' FF =FF   =−=

     "m$uls tijela ) količina kretanja+ predstavlja proizvod mase tijela i njegove brzine/

     hvv

     t t vh

     t vv

    7

    7

    7

    3

    7

    7

    3

    3

    −=

    −=

    −=

    %

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    5/17

    Sl.: Sila treja

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika Imv p ,   == vm $

    Promjena količine kretanja predstavlja razliku količina kretanja tijela u trenutku t , i nekom ranijemtrenutku/

    Promjena količine kretanja nekog tijela nastaje samo kao posljedi#a djelovanja nekog drugog tijela.!1 jedini#a za impuls je .

     Zadaci za samostalan rad:

    '. $a tijelo mase ;33 g djeluje stalna sila od 7,; $. oliko "e ubrzanje dobiti tijelo97. Pod djelovanjem stalne sile tijelo mase 53 g dobije ubrzanje 6 m8s7. olika je sila djelovala na

    tijelo9(. amion mase ; t kre"e se ravnomjerno ubrzano tokom 5 s. Pri tome mu se brzina pove"a od 7 m8s

    do '3 m8s. olika sila za to vrijeme djeluje na kamion9

    ;. 0ijelo se počne kretati pod djelovanjem stalne sile ',7 $. 1zračunaj količinu kretanja )impuls+

    tijela poslije ' min kretanja.6. 0ijelo mase 633 g pođe iz stanja mirovanja i za vrijeme od ; s pređe put od 7 m, kre"u"i seravnomjerno ubrzano. oliki intenzitet sile djeluje na tijelo9

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    6/17

    r

    '1'2

    Sl.: 'ravita"ioa sila

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika Ikoefi#ijenta trenja klizanja )k+ koji zavisi od vrste dodirni- površina i sile kojom tijelo okomito djelujena podlogu ) /

     $ * sila kojom podloga djeluje na tijelo.

    :ada#i za samostalan rad/

    '. $a -orizontalnoj podlozi miruje tijelo mase ;63 g. dredi/a+ iznos sile kojom tijelo pritiskuje podlogu,

     b+ iznos sile reak#ije podloge,#+ najmanju silu koja moe pokrenuti tijelo u -orizontalnom prav#u, ako je koefi#ijent trenjaklizanja 3,(. g&'3 m8s7.

    7. $ajmanja sila koja moe pokrenuti tijelo mase (63 g po -orizontalnoj podlozi iznosi 3,5 $. dredikoefi#ijent trenja između tijela i podloge.

    (. oefi#ijent trenja između tijela i podloge iznosi 3,'6. $ajmanja sila koja moe pokrenuti tijelo po-orizontalnoj podlozi iznosi ',7 $. olika je masa tijela9

    ;. 0ijelo mase 7 kg lei na -orizontalnoj podlozi. $a tijelo djeluje sila F& ( $, kao na sli#i (B.oefi#ijent trenja između tijela i podloge je 3,'. dredi ubrzanje kojim "e se tijelo kretati.

    1. NJUTNOV ZAKON OPTE *RAVITA"IJE. *RAVITA"IONOPOLJE

    !ila kojom se privlače dvije tačkaste mase upravo je propor#ionalna proizvodu ti- masa, a obrnuto propor#ionalnakvadratu nji-ovog međusobnog rastojanja/

    7

    7'

    mm (    γ  =

    gdje je/ γ * gravita#iona konstanta, γ &

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    7/17

    )

    0

    *

    +

    -

    .

    Sl.: *orizotali hita"

    )

    0+

    .

    v0)

    v0.

    .=v0./t

    Sl.: osi hita"

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika IPrva kosmička brzina za :emlju je brzina koju tijelo treba imati da bi ravnomjerno kruilo okozemlje,

    rgr 

    GH'v  

    gdje je / G*masa :emlje, r*udaljenost između #entra masa tijela i :emlje.

     $eposredno iznad :emljine površine je v'&B,4 s

    km

    .

    Druga kosmička brzina za :emlju je najmanja brzina kojom tijelo treba izba#iti sa :emlje da binapustilo oblast djelovanja njenog gravita#ionog polja,

     7rg

    G7H7v  

    .

     :a izba#ivanje tijela sa površine :emlje, v7&'',7 skm

    .

    Treća kosmička brzina  je najmanja brzina kojom treba izba#iti tijelo sa :emlje da bi napustilo

    !unčev planetni sistem. Pod najpovoljnijim uslovima ona iznosi '

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    8/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

      vrijeme penjanja do najviše tačke

      vrijeme kretanja

     maksimalna visina do koje se tijelo popne pri kosom -i#u

      L domet pri kosom -i#u

    13. ENER*IJA I RAD

    Mnergija je sposobnost tijela da vrši rad. Ge-anički rad vrši sila koja savlađuje otpore du puta. Rad jeve"i što je ve"a sila koja vrši rad i put du kojeg se vrši rad. Rad je jednak proizvodu sile i pređenog

     puta u prav#u te sile. aemo sila vrši rad na putu2&FEs

    2ko se tijelo jednoliko podie na visinu, pri tome se mora savlađivati sila tee te je rad jednak  proizvodu te sile i pređenog puta

    2& DE- & mEgE-

    snovna jedini#a za rad je dul ? & $ mRad elastične sile dat je izrazom/

     Zadaci za samostalan rad:

    1.  $a putu dugačkom 73 m sila F izvrši rad od ',7 k?. oliki je iznos sile ako ona djeluje usmjeru kretanja9

    7. 0ijelo mase ;3 kg vučemo po -orizontalnoj podlozi, tako da se kre"e sa ubrzanjem a & 7,3 m8s7.

    oliki je rad sile na putu '3 m9(. !talna sila od 5 k$ izvrši rad od '

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    9/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

     Potencijalna enerija -  $   je energija međudjelovanja ili uzajamnog poloaja tijela. Poten#ijalnaenergija tijela jednaka je radu koji je izvršen pri dizanju tijela na visinu/

    0a energija koju ima tijelo u gravita#ionom polju naziva se gravita#iona poten#ijalna energija.Mlastičnu poten#ijalnu energiju ima zategnuta ili sabijena spiralna opruga koja je istegnuta )ili sabijena+ za neku vrijednost J. na je jednaka radu koji izvrši vanjska sila da se opruga istegne )ili sabije +

     Zadaci za samostalan rad:

    '. Cizali#a podigne teret mase ',6 t i pri tome izvrši rad od ''B,B7 k?. $a koju visinu je dizali#a podigla teret9

    7. olikom kinetičkom energijom raspolae automobil mase

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    10/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I(. !a visine 5 m svake sekunde na lopati#u turbine pada

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    11/17

    F,

    '

    Sl.: Sila potiska

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

    1$. PRENOENJE DJELOVANJA SILE PRITISKA

    od čvrsti- tijela pritisak se prenosi samo u prav#u djelovanja sile.Paskalov zakon glasi/ $ritisak se kroz tečnosti $renosi na sve strane $odjednako. va pojava vai i zagasove.

     $a Paskalovom zakonu zasnovan je rad -idraulične prese. na se sastoji od dva #ilindrična suda

    različiti- presjeka spojeni- na donjim krajevima tako da čine spojene sudove.

    Ganjom silom na manju površinu savlađujemo ve"u silu na ve"oj površini.

     Zadaci za samostalan rad:

    %. lip -idraulične dizali#e ima površinu !'&7333 #m7 i na njemu se nalazi kamion mase '3 t. olikatreba da bude površina manjeg klipa da bi mogli podi"i kamion silom )na manji klip+ F7&'3 $9

    &. Prečnik manjeg klipa -idraulične dizali#e je 7 #m, a ve"eg '3 #m. olika je minimalna sila, kojadjeluje na manji klip, potrebna za podizanje automobila od '333 kg na ve"em klipu9

    1&. POTISAK U TE+NOSTI

    !va tijela potopljena u tečnost postaju lakša nego izvan tečnosti.2r-imedov zakon glasi/ tijelu $oto$ljenom u tečnost smanjuje se te#ina za onolikokoliko je teka njime istisnuta tečnost&

    Razlika sila pritiska na donju i gornju površinu je sila potiska/  4 

    !ila potiska usmjerena je naviše i smanjuje teinu uronjenog tijela.

     Zadaci za samostalan rad:

    '. olika sila potiska djeluje na komad gvođa, mase 7 kg i gustine B533 kg8m(, kada se potopi uvodu9

    7. omad aluminija ima masu 6;3 g i gustinu 7,B g8#m(. dredi/a+ zapreminu aluminija,

     b+ teinu aluminija u vazdu-u,#+ silu potiska koja djeluje na aluminij u vodi,d+ teinu aluminija u vodi.

    (. amen ima masu 63 kg i gustinu 7633 kg8m(. olikom silom moemo drati kamen/

    a+ u vazdu-u, b+ u vodi.

    ;. ada se neko tijelo okači o dinamometar, na njegovoj skali se očitava iznos sile F'&(,7 $, a kadase potopi u vodu F7&7,6 $. dredi/

    a+ masu tijela, b+ silu potiska koja djeluje na tijelo,#+ zapreminu tijela,d+ gustinu tijela.

    6. amen čija je gustina 7

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    12/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I  "dealan fluid  je nestišljiv fluid kod kojeg nema unutrašnjeg trenja.  3aminarno strujanje je pravilno strujanje fluida bez vrtloga. *urbulentno strujanje  je nepravilno strujanje, naziva se još i vrtlono. Pri velikim brzinama

    laminarno strujanje prelazi u turbulentno. Stacionarno strujanje je ono strujanje koje se ne mijenja u toku vremena.  4a$reminski $rotok (5+ predstavlja proteklu zapreminu fluida kroz neki presjek #ijevi !, u jedini#i

    vremena, tj.

    ?ednačina kontinuiteta glasi/ $rotok u bilo kojem $resjeku strujne cijevi je konstantan

    1z nje se zaključuje da je u uem presjeku #ijevi brzina strujanja ve"a nego u širem.

      >ernulijeva jednačina kada je strujna #ijev -orizontalna glasi/ zbir statičko i dinamičko $ritiskana svakom mjestu horizontalne cijevi je konstantan% tj&

    ada je strujna #ijev na nekoj visini >ernulijeva jednačina glasi/  zbir statičko% dinamičko ivisinsko $ritiska u bilo kojem $resjeku strujne cijevi je konstantan% tj&

    gdje je/ p* statički pritisak 

     * dinamički ) brzinski + pritisak 

    visinski pritisak 

     Zadaci za samostalan rad:

    '. roz slavinu čiji otvor ima površinu !&',7 #m7, ističe voda brzinom ',< m8s.a+ oliki je zapreminski protok vode9

     b+ oliko "e iste"i vode iz slavine za jednu minutu97. dredi unutrašnji prečnik #ijevi ako kroz nju protekne ;3 litara vode za jednu minutu, brzinom

    'm8s.(. 1z gumenog #rijeva ističe voda brzinom 5 m8s. 2ko pritisnemo #rijevo tako da se površine presjeka

    smanji dva puta, kolika "e biti brzina isti#anja vode9;. U širem dijelu -orizontalne #ijevi voda se kre"e brzinom v'&5 m8s, a u uem dijelu brzinom v7&'6

    m8s. oliki je statički pritisak u uem dijelu #ijevi ako je u širem dijelu #ijevi p '&' bar9

    12

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    13/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I6. Iorizontalna #ijev ima širi dio čiji je presjek !'&73 #m7 i ui dio čiji je presjek !7&'3 #m7. Razlika

    statički- pritisaka u širem i uem dijelu #ijevi iznosi p'*p7&'3333 Pa. olika je brzina strujanjavode u širem, a kolika u uem dijelu #ijevi9

    roj molekula vazdu-a u nekoj posudi iznosi 7,

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    14/17

    p

    !

    !

     5

    !

     5

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika IVrijednost konstante zavisi od količine gasa. :a količinu gasa n&' mol vrijednost konstante iznosi5,(' ?8mol i naziva se univerzalna asna konstanta ( R )& ?ednačina stanja idealnog gasa dobija oblik/

     pV & nR0gdje je / n L proizvoljna količina gasa

     Zadaci za samostalan rad:

    %. olika masa vazdu-a zauzima zapreminu '63 l pri teperaturi '6°Q i pritisku '63 kPa9 G&74g8mol.

    &. dredi molarnu masu i relativnu molekulsku masu gasa ako 3,

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    15/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

    Uočava se da pritisak pri stalnoj zapremini linearno raste sa temperaturom.

     Zadaci za samostalan rad:

    '. :apremina idealnog gasa na temperaturi 0'&7B( iznosi 73 dm

    (

    . olika "e biti zapremina gasa natemperaturi B6°Q, ako se pri tome ne mijenja pritisak97. Co koje temperature treba zagrijati neki gas pri stalnom pritisku da bi njegova zapremina postala

    dva puta ve"a od zapremine koju gas ima na 3°Q9(. Das se nalazi u zatvorenoj posudi na temperaturi 6°Q i pritisku '63 kPa. oliki "e biti pritisak u

     posudi na temperaturi (33 9;. 1zvjesna količina gasa zauzima zapreminu V '&7 l kod pritiska ' bar. Pri kojem pritisku "e

    zapremina gasa iznositi ;33 #m(9 0emperatura gasa se ne mijenja. 6. U #ilindru sa pokretnim klipom nalazi se pod pritiskom p'&3,' GPa idealan gas. oliki "e biti

     pritisak gasa ako se njegova zapremina izotermičkim sabijanjem smanji na S prvobitnezapremine9 

    2. KOLI+INA TOPLOTE

     ,oličina to$lote  je mjera za promjenu unutrašnje energije T & U. oličina toplote koju neko tijelozagrijavanjem primi ili -lađenjem preda jednaka je proizvodu mase tijela, promjeni temperature ispe#ifičnog toplotnog kapa#iteta/

    T & m#t!1 jedini#a za količinu toplote je Cul ) ? +S$ecifični to$lotni ka$acitet   je fizikalna veličina koja pokazuje koliku količinu toplote treba dovestitijelu mase ' kg da bi mu se povisila temperatura za jedan stepen.

    :a određivanje spe#ifičnog toplotnog kapa#iteta sluimo se kalorimetrom savodom )slika+, koji se sastoji od posude malog toplotnog kapa#iteta koji je dobrotoplotno izolovan od okoline.0oplotni kapa#itet Q jednak je proizvodu mase tijela i spe#ifičnog toplotnogkapa#iteta/

    Q & m#

    ?ednačina toplotne ravnotee /T7 &T' 4  m7#7) t7*ts+ & m'#') ts*t'+ts* temperatura ravnotenog stanja

    2!. TERMI+KO IENJE +VRSTIH TIJELA I TE+NOSTI

    a) -inearno iren$e%inearno širenje se sastoji od pove"anja zapremine tijela, tj. od širenja u svim prav#ima. 2ko je l 3duina šipke na temperaturi 3 3Q. 1zduenje l propor#ionalno je njenoj početnoj duini i temperaturido koje se šipka zagrijala.

    gdje je/ L termički koefi#ijent linearnog širenja, zavisi od vrste materijala.Cuina šipke na temperaturi t "e biti/

    Sl.: ,alorimetar sa vodom

    1&

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    16/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I

    b) Povrinsko iren$ePovršinskim širenjem nazivamo širenje tijela koje ima dvije dimenzije izrazito velike u odnosu natre"u )ploče, listovi, ...+.

    gdje je/ !3 )m7+ L površina ploče na 3 3Q , ! )m7+ L površina ploče na t,

    * termički koefi#ijent površinskog širenja.

    c) "apreminsko iren$e0ijela se u prin#ipu šire zapreminski.Promjena zapremine sa temperaturom predstavlja se rela#ijom/

    gdje je/ V3 L zapremina na 3 3Q, V L zapremina na temperaturi t, H L termički koefi#ijent zapreminskogširenja, zavisi od vrste materijala i tri puta je ve"i od koefi#ijenta linearnog širenja.

    H&(

     Zadaci za samostalan rad:

    '. Welična konstruk#ija ima, na temperaturi 3°Q, duinu l3&B6,33 m. dredi/ a+ duinu konstruk#ije na temperaturi ;3°Q, b+*(6°Q. olika je razlika duina ljeti i zimi9 α&',7E'3*6 '8°Q

    7.  $a temperaturi 3°Q eljezna kugla ima zapreminu 533 #m(. 1zračunaj njenu zapreminu na 733°Q.(.  $a temperaturi t7&(3°Q površinabakarne ploče iznosi '3333 #m7. olika "e biti površina ploče na

    temperaturi t'&*73XQ9

    2#. RAD I TOPLOTA. PRVI ZAKON TERMODINAMIKE

    Unutrašnja energija se moe promjeniti i radom. $aučnik Cul je tačno izmjerio koliki rad treba

    izvršiti da se 'kg vode zagrije za jedan stepen. 0aj rad iznosio je ;'54 ? i nazvan je me-aničkiekvivalent toplote.

    Prvi zakon termodinamike galsi/ Covedena količina to$lote sistemu ide na $ove7anje njeoveunutranje enerije i vrenja rada na savla8ivanje vanjskih sila.

    T & U @ 2

    2$. RAD *ASA PRI IZOBARSKOM IRENJU

    Dasu se dovodi neka količina toplote. Das se širi, podie klip #ilindra i pri tomeizvrši rad ) slika+. 2ko se širenje vrši pri stalnom pritisku, pri čemu je početna

    zapremina suda V', a krajnja V7 onda je rad gasa/

    2 & p)V7 L V'+ & pV

     Zadaci za samostalan rad:

    %. 1dealan gas, u nekom sudu sa pokretnim klipom, primi količinu toplote od 7 k? i pri tome izvrširad od (63 ?. :a koliko se pove"ala njegova unutrašnja energija9

    &. oliki rad izvrši idealan gas kada mu se uz konstantan pritisak od '3' kPa pove"a zapremina od 'l do '7 l9

    '. oliki rad izvrši gas šire"i se pri stalnom pritisku od '7 bara9 lip #ilindra površine 3,376 m7 pomjeri se za

  • 8/19/2019 Fizika I Raz. Skripta

    17/17

    Ustamujić Merjem, prof Skripta Fizika I(.  $ekom gasu, koji se nalazi u sudu zapremine ( l i pod stalnim pritiskom '33 kPa, pove"a se

    termodinamička temperatura tri puta. oliki rad izvrši gas9/.  1dealnom gasu, pri stalnom pritisku, dovedemo količinu toplote od (3 G?. Pri tome se unutrašnja

    energija gasa poveča za 73 G?. oliki je rad pri tome izvršio gas9