„Fizyka 2 - Mechatronika” dr B. Mielewska (1)

Fizyka 2 dla kier. Mechatronika

Fizyka 2 dla kier. Mechatronika

W1.

Pole grawitacyjne:

doświadczenie Galileusza, prawo powszechnego ciążenia, pomiar stałej

grawitacji, natężenie i potencjał pola grawitacyjnego, ciężar i nieważkość, pływy morskie,

W2.

Pole grawitacyjne cd.:

prawa Keplera, ruch satelitarny, I i II prędkość kosmiczna, elementy

ogólnej teorii względności.

W5.

Termodynamika:

energia wewnętrzna, I zasada termodynamiki, zastosowanie I zasady

termodynamiki do izoprzemian gazu doskonałego, graficzne przedstawienie pracy, II zasada
termodynamiki, cykl Carnota, sprawność silnika Carnota, entropia, III zasada termodynamiki.

W3.

Hydrostatyka:

własności cieczy, prawo Pascala, ciśnienie hydrostatyczne, prawo Archimedesa,

pływanie ciał.

W4.

Hydrodynamika:

charakterystyka ruchu płynów, prawo Bernoulliego, prawo Toricellego, lepkość,

przepływ cieczy nielepkiej i lepkiej, przepływ laminarny i turbulentny, liczba Reynoldsa, opór ośrodka.

W6.

Fale elektromagnetyczne:

rozchodzenie się fali elektromagnetycznej, energia pola

elektromagnetycznego, wektor Poyntinga, widmo fal elektromagnetycznych, rozchodzenie się fal
radiowych i telewizyjnych w atmosferze, zastosowanie fal el.-magn. w radiolokacji i radioastronomii.

W7.

Optyka falowa:

zasada Huyghensa, interferencja światła, doświadczenie Younga, interferencja

światła w cienkich warstwach, dyfrakcja światła, siatka dyfrakcyjna, dyfrakcja na szczelinie, polaryzacja
światła, metody polaryzacji światła, prawo Malusa, prawo Brewstera.

W11.

Fizyka jądrowa:

struktura atomu, doświadczenie Rutherforda, własności jądra atomowego, energia

wiązania jadra atomowego, modele jądra atomowego.

W12.

Promieniotwórczość naturalna:

prawo rozpadu promieniotwórczego, aktywność próbki, średni

czas życia, czas połowicznego zaniku, rozpad a, b, i g, oddziaływanie promieniowania z materią.

W13.

Pochłanianie i detekcja promieniowania:

pochłanianie promieniowania, pomiary dawki

promieniowania, detektory promieniowania, techniki datowania radiometrycznego.

W14.

Energetyka jądrowa:

reakcje jądrowe, rozszczepienie jądra atomowego, energia reakcji, reaktor

jądrowy, synteza termojądrowa we wnętrzu gwiazd, synteza kontrolowana.

„Fizyka 2 - Mechatronika” dr B. Mielewska (2)

Fizyka 2 dla kier. Mechatronika

Fizyka 2 dla kier. Mechatronika

W8.

Fizyka ciała stałego:

własności elektryczne ciał stałych, przewodnictwo metali, teoria pasmowa ciał

stałych, funkcja Fermiego-Diraca, metale półprzewodniki i izolatory w świetle modelu pasmowego.

W9.

Fizyka ciała stałego cd.:

półprzewodniki samoistne i domieszkowe, zjawiska na łączach, dioda

półprzewodnikowa, tranzystor, zastosowania złącz półprzewodnikowych: dioda LED, laser
półprzewodnikowy, ogniwo fotowoltaiczne.

W10.

Fizyka ciała stałego cd.:

Nadprzewodnictwo nisko- i wysokotemperaturowe, własności

nadprzewodników, urządzenia nadprzewodzące.

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.1)

W1. Prawo powszechnego ci

W1. Prawo powszechnego ci

ąż

ąż

enia

enia

Prawo powszechnego ciążenia

2

2

1

r

M

M

G

F =

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.2)

W1. Sta

W1. Sta

ł

ł

a grawitacji

a grawitacji

Sposoby wyznaczania stałej grawitacji:

DOŚWIADCZENIE CAVENDISHA

DOŚWIADCZENIE JOLLY’EGO

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.3)

W1.

W1.

„

„

Wa

Wa

ż

ż

enie

enie

”

”

planet

planet

Przykład: ruch planety po orbicie kołowej

2

r

m

M

G

F =

d

F

r

mv

=

2

=

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.4)

W1. Pole grawitacyjne

W1. Pole grawitacyjne

–

–

nat

nat

ęż

ęż

enie pola

enie pola

M

M

F

12

F

21

r

r

r

m

M

G

F

r

r

r

2

12

−

=

m

m

r

r

r

r

M

G

m

F

r

r

r

r

2

12

−

=

=

γ

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.5)

W1. Pole grawitacyjne

W1. Pole grawitacyjne

–

–

potencja

potencja

ł

ł

pola

pola

0

równik

30

0

60

0

biegun

90

0

9.78m/s

2

9.814m/s

2

9.832m/s

2

g

1

g

1+2

P

P

E

Fdr

r

d

F

W

∆

=

−

=

•

=

∫

∫

∞

r

r

M

M

F

12

m

m

r

r∞

F∞=0

= Mercury 3,7
= Wenus

8,9

= Ziemia

9,8

= Księżyc 1,6

= Mars

3,7

= Jowisz 26
= Saturn 12
= Uran

11

= Neptun 12

Przyspieszenie grawitacyjne [m/s

2

]

dla różnej wysokości

na innych planetach:

= 0m npm.

9,83

= Mt Everest (8,8km)

9,8

= Max lotu balonem (36.6km)

9,71

= Wahadłowiec na orbicie (400km)

8,7

= satelita telekom. (35700km)

0,225

„Fizyka 2 – Mechatronika W1” B. Mielewska (W1.6)

W1. Ci

W1. Ci

ęż

ęż

ar,

ar,

ci

ci

ęż

ęż

ar

ar

pozorny, niewa

pozorny, niewa

ż

ż

ko

ko

ść

ść

a

Q’=m(g+a)

a

Q’=m(g-a)

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W1.7)

W1. P

W1. P

ł

ł

ywy morskie

ywy morskie

Księżyc

Zatoka Funda (Kanada) – rekord: średnio: 11m,

syzygijne: 19m !

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W2.1)

W2. Prawa Keplera

W2. Prawa Keplera

Prawa ruchu planet:

v

r

m

2R

1

W2. Pr

W2. Pr

ę

ę

dko

dko

ś

ś

ci kosmiczne

ci kosmiczne

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W2.2)

W2. Ruch satelitarny

W2. Ruch satelitarny

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W2.3)

r [m]

Energia [J]

E

k

(r)

E (r)

E

p

(r)

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W2.4)

W2. Og

W2. Og

ó

ó

lna teoria wzgl

lna teoria wzgl

ę

ę

dno

dno

ś

ś

ci

ci

„Fizyka 2 – Mechatronika” B. Mielewska (W2.5)

W2. Og

W2. Og

ó

ó

lna teoria wzgl

lna teoria wzgl

ę

ę

dno

dno

ś

ś

ci

ci

Galaktyka lub
czarna dziura