Szakmai fizika 1/13. GL és 1/13. VL osztály részére 2018. Bevezetés http://tp1957.atw.hu/sz_f_0.ppt

Bemutatkozás Tihanyi Péter Végzettségeim (a „Petrik” után): BME vegyészmérnök, mérnök-tanár, környezetvédelmi szakmérnök, analitikai szakmérnök. B épület, 220. szoba (a 2. emeleten rögtön balra, bent is balra) Iskolai telefon: 3434810/9246 vagy 06-70-502-17-95 e-mail: tihanyi@petrik.hu Honlap: tp1957.atw.hu Tantárgyaim: bármi, ami kémia, labor, környezet. Jelenleg: fizikai kémia,...

Követelmények Az órákon való pontos megjelenés, figyelés, jegyzetelés, számolás. Füzet: bármilyen, de célszerű a francia kockás (pl. 88-32) Számológép (NEM telefon!) minden órára mindenkinek kell! A dolgozatok megírása. A dolgozatot írólapra írják. A lehetséges kérdéseket (ellenőrző kérdések és feladatok) előre megadom (internet). Interneten (redmenta.hu) megírható dolgozat lehetséges. Házi feladat 4 db/félév, nem füzetben, papíron kell beadni (vagy e-mailben küldeni), ezek együttes értéke 1 dolgozat. Szóbeli felelés nem lesz.

Értékelés Az év során legfeljebb 2 témazáró dolgozat lesz. A házi feladatokra (összesen 4) külön osztályzat. Röpdolgozat is lehetséges, ennek súlya a (nagy) dolgozat fele. A pontszámok, illetve %-os teljesítés átváltása osztályzatra: 0..33 % elégtelen (1) 34..49 % elégséges (2) 50..69 % közepes (3) 70..84 % jó (4) 85..100 % jeles (5) Az év végi osztályzat átlagszámítás eredménye.

A mérés fogalma A méréskor valamilyen jellemző mennyiségét határozzuk meg, úgy, hogy azt valamihez (mértékegység) hasonlítjuk. Így az eredmény két részből áll: számérték és mértékegység. Egyik a másik nélkül semmit sem ér! Mértékegységek régen, már az ókorban is voltak. A régi egységek testméretekhez (hüvelyk, arasz, könyök, láb, csipet, marék), tárgyakhoz (zsák, kosár, puttony, mérő, véka, tömlő, kulacs, hordó) vagy tevékenységekhez (napi járás, járóföld) kapcsolódtak. Ezek a mértékek nagyon különbözőek lehettek, ezért vezet-ték be a mértékrendszereket (MKS, CGS, technikai, SI). mennyiségek írásmódja

Az SI alapegységek A mennyiség mértékegység neve jele hossz ℓ méter m tömeg kilogramm* kg idő t másodperc s elektromos áramerősség I (nagy i) amper A abszolút hőmérséklet T kelvin K anyagmennyiség n mól mol fényerősség Iv kandela cd Forrás: SI mértékegységrendszer (http://hu.wikipedia.org/wiki/SI_m%C3%A9rt%C3%A9kegys%C3%A9grendszer)

Néhány származtatott SI egység neve jele származtatása mértékegység neve terület A = ℓ2 négyzetméter m2 térfogat V = ℓ3 köbméter m3 sűrűség ρ = m/V kilogramm per köbméter kg/m3 tömegkoncentráció ρB frekvencia f,  = 1/t egy per másodperc s–1, Hz sebesség v = ℓ/t méter per másodperc m/s gyorsulás a = v/t = ℓ/t2 méter / másodperc2 m/s2 erő F = m·a newton (kg·m/s2) N mech. fesz., nyomás p = F/A pascal (N/m2) Pa munka, energia W, E = F·ℓ joule (N·m) J teljesítmény P = W/t = U·I watt (J/s = V·A) W elektromos töltés Q = I·t coulomb (A·s) C feszültség U = W/Q volt anyagm. koncentráció c = n/V mol per köbméter mol/m3

Az SI prefixumok deci- d 10−1 centi- c 10−2 milli- m 10−3 tera- T 1012 Előtag Jele Szorzó hatvánnyal számnévvel yotta- Y 1024 kvadrillió – 100 egy zetta- Z 1021 trilliárd deci- d 10−1 tized exa- E 1018 trillió centi- c 10−2 század peta- P 1015 billiárd milli- m 10−3 ezred tera- T 1012 billió mikro- µ 10−6 milliomod giga- G 109 milliárd nano- n 10−9 milliárdod mega- M 106 millió piko- p 10−12 billiomod kilo- k 103 ezer femto- f 10−15 billiárdod hekto- h 102 száz atto- a 10−18 trilliomod deka- da (dk) 101 tíz zepto- z 10−21 trilliárdod yokto- y 10−24 kvadrilliomod Forrás: SI-prefixum (http://hu.wikipedia.org/wiki/SI-prefixum

A mértékegységek koherenciája Valamennyi mértékegység az alapvető mértékegységekből szorzás, vagy hatványozás műveletével levezethető. Az SI által elfogadott, nem koherens mértékegységek: a csillagászati egység, a hektár (ha), a liter (ℓ), a tonna (t), a nap (d), az óra (h), a perc (min), a km/h, a bar, az elektronvolt, a kWh, a szögfok, szögperc és szögmásodperc, a neper, a bel (és dB),  és a var. = Nap – Föld távolság = 10 000 m2 = 1 dm3 = 1000 kg 1 d =24 h, 1 h=60 min 1 min=60 s 1 m/s = 3,6 km/h = 100 000 Pa = 1,602*10–19 J = 3,6*106 J

A mennyiségértékek írása 1. A számérték utolsó számjegye és az egység jele között egy betűhelyet (space) kell hagyni, pl. 100 °C. Kivétel: a felső indexben levő különleges mértékegység-jelek (mint pl. a síkszög egységei, a fok, a perc, a másodperc), ezek a számhoz „tapadnak”, pl. 100°. A számértéket és a mértékegységet nem szabad külön sorba írni, elválasztani; helyes: 36 kJ/(kg•K), hibás 36 kJ/(kg•K). A vonatkoztatási egységet nem szabad többszörös osztási művelettel jelölni, pl. helyes: 2200 kJ/(fő•nap), hibás: 2200 kJ/fő/nap. Az összetett mértékegységeket tilos elválasztani, pl. hibás: W/ /(m•K), helyes: W/(m•K).

Alapvető kölcsönhatások Gravitáció G gravitációs állandó G = 6,674*10–11 m3/(kg*s2) Elektromágneses k Coulomb-féle arányossági tényező, k = 8,988·109 Nm2C-2 Erős: ez tartja össze az atommag részecskéit (p, n). Hatótávolsága igen kicsi (10–15 m). Gyenge: ez okozza az atommagok béta-bomlását n → p + e– +  Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Alapvet%C5%91_k%C3%B6lcs%C3%B6nhat%C3%A1sok https://hu.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%A1ci%C3%B3

Számoljunk! 1. Egy ember tömege 100 kg. A Föld tömege 5,972*1024 kg. Mennyivel csökken emberünk súlya, ha a Duna partjáról felmegy a 100 m-rel feljebb lévő Gellérthegyre? A Föld átlagos sugara 6371 km. Képlet: m1 = 100 kg m2 = 5,972*1024 kg d1 = 6,371*106 m d2 = 6,3711*106 m G = 6,674*10–11 m3/(kg*s2) Súly a Duna partján: F1 = 981,953 N Súly a Gellérthegyen: F2 = 981,922 N A súlycsökkenés: F = F1 – F2 = 0,031 N

Newton axiómái 1. Tehetetlenség – test nyugalomban marad vagy egyenes vonalú egyenletes mozgást végez mindaddig, míg ezt az állapotot egy másik test vagy erő hatása meg nem változtatja. Dinamika – egy pontszerű test gyorsulása azonos irányú a testre ható F erővel, nagysága egyenesen arányos az erő nagyságával, és fordítottan arányos a test m tömegével: a = F/m → F = m∙a Hatás – ellenhatás – két test kölcsönhatása során mind-két testre azonos nagyságú, azonos hatásvonalú de egymással ellentétes irányú erő hat. Szuperpozíció – ha egy testre egyidejűleg több erő hat, akkor ezek együttes hatása megegyezik a vektori eredőjük hatásának vonalával. Impulzus I = m∙v I = F∙t