Fizyka- nauka o właściwościach materii i zjawiskach zach. w przyrodzie.

Biofizyka- nauka o zjawiskach zach. w organizmach żywych fizyka stosowana w biologi.

Wielkość fizyczna- jednostka w układzie si; każda mierzalna właściwość ciała lub zjawiska (gęstość, ciężar właściwy, strumień ciepła)

dzieli się na: podstawowe i pochodne; skalarne i wektorowe; intensywne i ekstensywne; funkcje stanu

-długość l,s [metr]

-masa m [kg]

-czas t [s.]

-natężenie prądu J[amper]

-temp T [kelwin]

-ilość materii n [mol]

światłość I [kandela]

wielkości posiadające 3 cechy naraz:

wielkość skalarna- posiada wartość liczbową wyrażoną w odpowiednich jednostkach.

-wielkość podstawowe

-stale fizyczne

-droga

-ciepło

-pojemność cieplne

-energia, praca, moc

-napięcie, potencjał

-opór elektryczny

-ciśnienie

-entropie(s)

-entalpia(N)

Wielkość wektorowa- posiada wartość liczbową (dł wektora) wyrażona w odpowiednich jednostkach miary, punkt przyłożenia (początek wektora), kierunek i zwrot.

-przemieszczenie

-prędkość, przyśpieszenie

-siła

-moment siły, pęd

-moment pędu

-natężenie pól: grawitacyjnego, elektrycznego i magnetycznego

wielkości intensywne- wartość liczb tej wielkość nie zależy od liczby cząstek danego układu jednorodnego(temp, gęstość, ciężar właściwy) (wszystkie stałe).

Wielkość ekstensywna- wartość liczb zależy od liczby czystek rozpatrywanego układu (masa, gęstość, energia wew. układu), większa masa większa wartość wielkość ekscesywnej.

Funkcje stanu- są wielkościami fizycznymi których zmiana zależy wyłącznie od stanu początkowego i końcowego okładu. np. energia wew. układu U, inne rodzaje energii entropia S, entalpia H

prawo ohma- prawo liniowe, liniowa zalerzność między natężeniem a napieciem.

prawo fizyczne- przedstawia związek matematyczny między wielkościami fizycznymi charakteryzującymi stan układu fizycznego lub przebieg określonego zjawiska.

Dzieli się je na:

-ogólne(zasady dynamiki, termodynamiki, zachowania, prawo powszechnego ciążenia)

-szczegółowe(prawo ruchu jednostajnego, przyspieszonego)

Są przedstawiane za pomocą funkcji matematycznych:

-liniowych y=ax, y=a/x, prawo ohma J~~U, J=1/R *U

-kwadratowych y=ax2, y=ax-2, S=at2/2, a-->1/2a

-wykładniczych y=a(do)x, y=a(do)-x, Nt=Noe(do)''odwrócone S z nóżka'' t, e=2,7

-okresowych y=asinx, y=acosx, x=Asinwt, [w=częstość]

przedrostki do jednostek wielkość fizycznych:

-10(do)12 tera(T), 10(do)-12 piko (p)

-10 9 giga (G), 10 -9 mano(n)

-10 6 mega(M) 10 -6 mikro(u)

-10 3 kilo(k) 10 -3 miki (m)

-10 2 hekto(h) 10 -2 centy(c)

-10 1 deka(da) 10 -1decy(d)

np. 1 ul-1ml-10nl-0,01mm2-0,1cm3-0,01cm2

1m=100cm; 10(do)2cm=10(do)3mm

1m2=104cm2=10 6mm2

1m3=10 6cm3=10 9 mm3

1cm=10 -2m

1mm=10 -3m

1cm2=10 -4 m2

1mm2= 10 -6 m2

1cm3= 10 -6m3

1mm3= 1 -9m3

1m3= 10 3 l

1ul=10 -6*10 -3m3= 10 -9m3

1ul=1mm3

1ml=10 -3*10 -3m3=10 -6m3=1cm3

10ml=10 1*10 -9*10 -3m3=10-11m3

0,01mm2=10 -2*10 -6m2=10 -8m2

100nF=10 2*10 -9F=10 -7F

200MW=2*10 2*10 6=2*10 8W

0,02GBq=2*10 -2*10 9 Bq=2*10 7Bq(1/s=Bq)

200hPa-10kPa=20kPa-10Kpa=10Kpa

20uN-0,001mN=20uN-1uN=19uN

Sens fizycznych wzorów na przykładzie strumieni wielkość fizycznych p=F/S[N/m2]Pa(paskal)

-ciśnienie wyraża się strumieniem siły do powierzchni

-iloraz siły i powierzchni

Sens fizyczny oś liczbo oznacza siłę przypadającą na jednostkę powierzchni(m2)

F=500N, S=5m2, p=100Pa

Gęstością pola grawitacyjnego (Q) nazywamy energię zawartą w jednostce objętość tego pola. Q=E/V[J/m3]

Aktywnością próbki promieniotwórczej A nazywamy liczbę rozpadów(wektora)N zachodzących w jednostce czasu. A=(wektor)N/(wektor)t [1/s=Bq]

strumień wielkość fizycznej- odniesiony jest do jednostki czasu i jednostki powierzchni ustawionej prostopadle do strumienia.

Strumień ciepła- ilość ciepła jaka przepływa w jednostce czasu [s] przez jednostkę powierzchni ustawionej prostopadle do strumienia q=Q/sIt [J/m2*s]

gradient(spodek)

Strumień masy- jm=m/SIt [kg/m2*s] (delta)C/(delta)X [J/m]

Strumień energii- jE=E/sIt [j/m2*s]

Strumień objętość- jv=V/Sit [m3/m2*s=m/s] (delta)p/(delta)X

Strumień ładunków- q=Q/SIt [C/m2*S]

Rodzice termodynamiczne:

Gradient temp- [grat t]=(delta)T/(delta)x [k/m]

(delta)T różnica temp.

T1|---------------|T2

(delta)x odległość na jakiej różnica temp. Występuje

Gradient ciśnienia- [grad p]=(delta)p/(delta)x [pa/m]

Gradient stężenia- [gradc]=(delta)c/(delta)x [mol/m]

Gradient napięcia- [grat U]=(delta)U/(delta)x [v/m]

Analiza podobieństw-teoria podobieństw jest metodą badań ilościowych, wykorzystującą podobieństwo fizyczne i nie tylko zjawisk. Polega ona na tym że parametry fizyczne pewnej realizacji zjawiska można otworzyć przez proporcjonalną zmianę odpowiednich parametrów fizycznych innej realizacji zjawiska tego samego rodzaju bądzi zjawiska innego rodzaju, lecz opisywanego tym samym równaniem:

-Parametry ciał podobnych

-Uciąg zwierząt

-utrata ciepła a produkcja energii metabolicznej

-podział kom

Parametry ciał podobnych-

K=L'/L → L'=kL

S,V,m,G,Fw S',V',m',G',Fw'

S=4(pi)R2 v=4/3 (pi)R3

K=R'/R

R'=kR

S'/S=R'2/R2=R'2/R2=(R'/R)2=K2

S'/S=k2; S'=k2*S R'=kR

Stosunek objętość:

V'/V=4/3 (pi)R'3//4/3 (pi)R3=R'3/R3=(R'/R)3=K3

V'/V=K3; V'=k3V

m=g*v

G=m*g=g*qpg g=9,81[m/s2]

Stosunek masy:

m'/m=v'/v=k3

G'=k3*G

Siła wyporu- jest równa ciężarowi wypartej cieczy lub gazu przez to ciało, które jest zanurzone. Jest równa:

Prawo Archimedesa

Fw'=k3*Fw Fw- siła wyporu

G'=k3*G

Uciąg zwierząt- stosunek ciężaru ciała jakie zwierze może udźwignąć do ciężaru ciała zwierzęcia.

U=Gu/Gz G=mg Gz~~V Gu~~S- pole przekroju poprzecznego mięśnia.

Duże zwierzę: Małe zwierze:

Ud =Gu/Gz=k2 Gu/k3 Gz Ud =Gu/Gz

Ud=1/k*Um

utrata ciepło a produkcja energii metabolicznej- ciepło tracone przez organizm przechodzi przez powierzchnię. Jest proporcjonalne do powierzchni. Natomiast energia produkowana metabolicznie jest proporcjonalna do objętość.

Qtr/Qmet~~S/v~~l2/l3=1/L

Jeżeli L jest małe to 1/L jest duże

Im mniejsze L tym stożek jest większy.

Żywotność kom- stosunek maksymalnej ilość tlenu możliwej do pobrania przez kom. do ilość tlenu potrzebnej dla kom. na jednostkę czasu.

Ż=(O2)max/min/(o2)potrz/min (O2)max/min~~S, (O2)potrz/min~~V

Ż dla malej kom >1

Żd =(O2)d max/ min//(O2)d potz/min=k2*(O2)m max/min//k3 (O2)m potrz/min=1/kŻm Żm>1

k rośnie, 1/k maleje to Żd ~~1

Układ inercjalny- układ który pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym.

Siła rzeczywista- występuje w układzie inercjalnym, pochodzi od ciała materialnego i działają na ciało(oddziaływanie między ciałami)

Siła- poznajemy po skutkach jej działania:

-wprawić w ruch/ zatrzymać

-odkształcić

-zmienić kierunek

czynniki który może wprawić w ruch, zmienić ruch lub spowodować jego odkształcenie.

Podział sił rzeczywistych:

-silne- występują między nukleonami w jadrze, maja bardzo mały zasięg.

-elektromagnetyczne- więżą elektrony w atomach. Atomy w cząsteczkach, cząsteczki w ciała makroskopowe, maja daleki zasięg.

-stałem- odpowiedzialne za rozpad cząsteczek elementarnych i rozpad B jąder pierwiastków promieniotwórczych.

-grawitacyjne- utrzymują ziemię w całość, wiążą słonce i planety w układ słoneczny, a gwiazdy w galaktyki, maja duży zasięg.

Siła grawitacji- prawo powszechnego ciążenia. Fg=-c m1*m2/r2 c-stała grawitacji= 6,6710-11 Nm2/kg2, m1,m2-masa punktów materialnych, r-odległość między punktami.

Fg=C, jeśli m1*m2/r2=1, m1=m2=1kg, r=12 m

jaka siła działa między 1kg ciałami znajdującymi się w odległość 1 metra?

Siła przyciągania ziemskiego- siła ciężkości Fc=-c mz*m/Rz2 Mz- masa ziemi, Rz- promień ziemi=6370km

d~~Rz -->Fc=-c Mzm/(Rz+d)2

siła odśrodkowa i reakcja odśrodkowa.

Fd=mv2/r v- prędkość ciała, m-masa ciała, r promień okręgu

siła elektryczne.

Fe=A q1*q2/r2 q1,q2- ładunki elektryczne, r-odległość między ładunkami

A=l/4(pi)Eo*E Eo,E- przenikalność elektryczne próżni i ośrodka, A- zależy od rodzaju ośrodka w którym się znajduje, Ew=80- względna przemiana wody względem próżni.

Siła magnetyczne- Fm=qv x B Fa=J(l x B)

B-wektor indukcji magnetycznej, v- prędkość ładunku, q- ładunek, J- natężenie prądu, l- dł. przewodnika.

Siły molekularne- siła sprężysta i tarcia- Fs=E (delta)l/lo S, Fs=-kx, Ft=kN

E- moduł yanga

(delta)l- przyrost dł pręta

lo- długość początkowa pręta

S- pole przekroju poprzecznego pręta

k- współczynnik sprężystość

x- wychylenie

N- siła nacisku

G=m *g

bezwładność ciała- polega na zależność ciał do zachowania posiadanego stanu ruchu lub spoczynku tak długo jak długo nie działa na to ciała siła lub działające siły się równoważą. Ciało ma tym większą bezwładność im trudniej zmienić jego ruch.

I zasada dynamiki newtona- Jeżeli na ciało nie działają siły lub siły się równoważą to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, jeżeli wcześniej znajdowało się w ruchu. Jeżeli F=0, to a=0, v=0, v=const. Jest ona słuszna w układzie inercjalnym.

II zasada dynamiki newtona- jeżeli na ciało działa stała siła to ciało porusza się ruchem jednostajnym zmiennym prostoliniowym. Jeżeli F=const., to a=const., V=zmienne. F-ma m-masa, a-przyspieszenie(zmiana jednostki w obrębie czasu)

a=F/m

A=(delta)v/(delta)t [m/s2]

def siły- F-mg- iloczyn masy i przyśpieszenia.

[1kg 1m/s2-!N]

1kg- kilogram siła=9,81m/s2*1kg

1kg=9,81N

F=m* (delta)v/(delta)t= (delta)(mv)/(delta)t F=(delta)p/(delta)t

zasady dynamiki newtona dotyczą ciał dużych(makroskopowych) poruszającymi się z niewielkimi prędkościami(v<<c) c- prędkość siwiła= 3*10 8 m/s

Przy dużych prędkościach zmienia się masa ciała p=mv [kg*m/s]

zasada zachowania pędu- jeżeli na ciało (układ ciał) nie działają siły lub działające siły się równoważą to pęd tego ciał (ukł) pozostaje stląy, wynika to z I, II zasady dynamiki

(delta)F*(delta)t=(delta)p, F=(delta)p/(delta)f, p=mv

Jeżeli F=0, to (delta)p=0-->p=const (p1=p2=const)

III zasada dynami newtona- jeżeli na ciało A działa na ciało B siłą Fab to ciało B oddziałuje na ciało A z silą Fba, taką samą co do wartości, kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie. Jest to zasada akcji i reakcji Fab=Fba.

Wszystkie sily w przyrodzie występują parami, nie równoważą się, ponieważ są przyłożone do rożnych ciał. III zasada dynamiki jest słuszna w odniesieniu do ciała w spoczynku i stykających się ze sobą.

Akcja:

-opona odpycha jezdnie

-rakieta odpycha gaz

-mężczyzna ciągnie sprężynę

ziemia przyciąga piłkę

reakcja:

-jezdnia odpycha oponę

-gaz odpycha rakietę

-sprężyna ciągnie mężczyznę

-ziemia przyciąga piłkę

Siły przyłożone: siła wypadkowa:

5N-->O--->5N O--->10N

5N<---O--->5N O ON

5N<---O------>10N O--->5N

zasada zachowania pędu-wynika ona z I i II zasady dynamiki newtona.

F=ma a=(delta)v/(delta)t [,/s//s=m/s2]

F=m (delta)v/(delta)t, F=(delta)(mv)/(delta)tp=mv [kg*m/s] p- pęd ciała

F=(delta)p/(delta)t *(delta)t

F=(delta)t*(delta)p

jeżeli F=0(I zasada dynamiki), to (delta)p=0(II druga zas dynamiki) z tego wynika że p=const.

p1-p2=0 p1=p2

Jeżeli na ciało (ukł ciał) nie działa siła zewnętrzna lub działające siły się równoważą, to pęd tego ciała (układu) pozostaje stały.

Zasada zachowania pędu obowiązuje w układach sprężystych i niesprężystych, jeżeli na ciało nie działa żadna siła zew. to pęd pozostaje stały.

Zderzenie doskonale niesprężyste- ciała po zderzeniu łącza się w jedna całość i jako układ poruszają się ze stałą prędkością. p1+p2=pu, m1mv+m2v2=(m1+m2)v-->v=m1v1+m2v2/m1+m2

3 przypadki zderzeń niesprężystych:

I- m1v1--><--m2v2 v=m1v1-m2v2/m1+m2

II- m1v1-->-->m2v2 v=m1v1+m2v2/m1+m2

III- m1v1--> m2v2=0 v=m1v1/m1+m2

układ nieinercjalny- układy poruszające się ruchem prostoliniowym zmiennym względem układów inercjalnych lub ruchem krzywoliniowym. Na ciała znajdujące się w układzie nieinercjalnym działają siły nierzeczywiste (pozorne) zwane siłami bezwładność. Maja one przeciwny zwrot względem przyspieszenia układu Fb=mau

1-poruszające się ruchem prostoliniowym zmiennym poziomym(pojazdy włączające się do ruchu, zatrzymujące się)

2-poruszające się ruchem prostoliniowym zmiennym poziomym(winda)

3-poruszające się ruchem jednostajnym obrotowym(ziemia wirówka)

siła bezwładność- dział na ciała materialne, nie pochodzi od ciała materialnego. Wynika z przyśpieszenia ukladu G=mg

1-a=0 G=mg

2-^a G=mg+ma

3-a G=mg-ma

4-zerwanie windy a G=mg-mg=0 stan nieważkość

przyśpieszenie dośrodkowe w ruchu jednostajnym po okręgu v=const. Przyspieszenie dośrodkowe wynika ze zmienny prędkości.

Ruch krzywo liniowy- siły występujące w ruchu jednostajnym po okręgu.

1-siła dośrodkowa- zmusza ciało do ruchu po okręgu (rzeczywista). Jest to siła z jaka wiezy działające na ciało i zmuszają ce do ruchy po okręgu. Fdśr=mv2/r

2-siła dośrodkowa reakcji- z jaka ciało działa na wieży Fodśr=mv2/r

3- siła dośrodkowa bezwładność: siła wpychająca nas w siodełko na karuzeli

Fodśr=-mv2/r

fodśr=Ft Ft=kN=kmg=mv2/r

Fa-siła Archimedesa:

G=mg

G=qvg

G>Fa sedymentacja

G<Fa osadzanie na pow cząsteczki.

Prawo Archimedesa- na ciało zanurzone w cieczy (gazie) działa siła wyporu zwrócona ku górze i równa ciężarowi wypartej cieczy (gazu)

Fa=qrvg

q>qr-->Fw=G-Fa Fw=v(q-qr)

q=qr-->Fw=0 Fw=V(q-qr)a

f=50 obrotów/s f=4(pi)2 rf2

a~~1000*g

nie pomorze wirówka o największych przyspieszeniach jeżeli gęstość rozpuszczalnika i cząsteczek jest taka sama:

////---0---D 1000N

D---0----D 1000N

siła coriolisa- jeżeli na ciało o masie m porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością v wzdłuż promienia r, obracającej się względem pewnego układu odniesienia tarczy, ze stała prędkością kątową w(omega) to działa na niego dodatkowa siła pozorna. Fc=2m(vxw)

efekty fizjologiczne związane z działaniem przyspieszeń- występujące w układach nieinercjalnych siły bezwładności pozwalają w organizmach żywych na przemieszczenie płynów ustrojowych(zwłaszcza krwi), narządów i tkanek. Układy poruszające się z przyśpieszeniem to np. szybkobieżne windy, samochody głównie nabierające prędkość lub hamujące(w tym w wyniku zderzenia), samoloty przy starcie i lądowaniu a także rakiety.

Zdolność człowieka do znoszenia przyspieszeń- zależy zarówno od wartość przyspieszenia jak i od czasu jego działania. Ze względu na czas jego działania przyspieszenia dzielimy na:

-krótkotrwałe(1s)

-o średnim czasie trwania(rzędy sekund, minut)

-o długim czasie trwania(rzędy tygodni, miesięcy lub przez całe życie)

człowiek toleruje przyspieszenia od kilku do kilkunastu g trwające ułamki sekund.

Powstające zaś np. przy zderzeniach przyspieszenia rzędu kilkudziesięciu lub setki g powodują pęknięcia wątroby, śledziony, złamania kość w wyniku przekroczenia ich granic wytrzymałości. Organizm ludzki może znieść przyspieszenie 100g w czasie krótszym od 0,25s, przy odpowiednim zabezpieczeniu.

Przyspieszenia o średnim czasie trwania występują w lotnictwie i kosmonautyce. Nurkujący piloci odczuwają dwa następujące po sobie zaburzenia:

1-zaburzenia widzenia przy 3g w wyniku obniżenia ciśnienia krwi w siatkówce, która jest wrażliwa na brak tlen. (serce ma trudności z pompowaniem krwi ze względu na wzrost jej ciężaru)

2-zmniejszenie dopływu krwi do mózgu prowadzi do utraty świadomość przy ok 6g.

Termodynamika

ciepło- zmiana energii wew układu zachodząca pod wpływem różnicy tem. [J]-dżul.

Temperatura- wielkość wprost proporcjonalna do średnicy energii kinetycznej ruchów cieplnych cząstek. Ek=mv2/2

T[K]=t[C']+273

20'C=293K

0'C-273K

(delta)t=20'C (delta)T=20K

Wielkość charakteryzujące właściwości cieplne materiału (ciepła jednorodnego) charakteryzuje ciepło właściwe- ilość ciepła potrzebna do ogrzania 1kg masy ciała o 1K

Właściwość cieple układów (rożne materiały) charakteryzuje pojemność cieplna- ilość ciepła potrzebna do ogrzania całego układu o 1K

Ciepło pobrane lub oddane przez ciała zależy od masy, materiałów i o ile chcemy zmienić temp. Q=mCw(delta)T Cw=Q/m(delta)T [J/kg*K]

przez układ ciał zależy od pojemności i o ile chcemy zmienić temp. Q=P(delta)T P=Q/(delta)T [J/k]

sposoby transportu ciepła-

-przewodnictwo cieplne

-konwekcja

-promieniowanie

przewodnictwo cieplne- dotyczy ciał stałych. Ciepło jest przenoszone wraz z drganiami sieci krystalicznej ciała stałego. Przewodnictwem rządzi prawo Fouriera. Strumień ciepła jest wprost proporcjonalny do gradientu temp. Q=-? (delta)T/(delta)x

(delta)x

T1 |-----------------|T2

(delta)T

?-współczynnik przewodnictwa cieplnego

(delta)T-gradient temp.

(delta)x- odległość na jakiej występuje różnica temp

znak „-”- strumień ciepła na zwrot przeciwny niż gradient.

q/(delta)x

T2>T1 T1|--------------------|T2

(delta)T/grad

q=- ?*gradT

q=Q/SI *t

Q/SI*T=-? (delta)T/(delta)x

konwekcja-ogrzane warstwy cieczy(gazu) mają mniejszą gęstość, większe odległość między cząsteczkami są zatem lżejsze i zgodnie z prawem Arrheniusa są wypierane ku górze. Ciepło wraz z makroskopowymi warstwami cieczy lub gazu jest unoszone.

Promieniowanie-dotyczy wszystkich stanów skupienia, jeżeli temp ciała jest wyższa niż otoczenia to ciepło emituje ciepło w postaci fal elektrycznych zwanymi falami cieplnymi.

Prawo Stefana bolcmawa- energia wypromieniowana przez ciepło jest wprost proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury w skali Kelwina. E=Q*T4 – temp otoczenia =0K. E=Q(T4-T4)

prawo Wiena- podaje zależność między długością fali dla której występuje maksimum promieniowania, a temp ciała. Zakres światła widzialnego 400-770 nm. ?max=b/T b= 2,989*10 -3 K*m.

Zasada bilansu ciepła- w układzie izolowanym adiabatycznym ilość ciepła jaką oddaje jedne ciało jest równa ilość ciepła jaką przyjmują inne ciała. (ciepło wew jest wymieniane z otoczeniem)

I zasada termodynamiki- zmiana energii wew układu może nastąpić na sposób ciepła lub pracy (delta)U=W+Q

II zasada termodynamiki- (postać mikroskopowa) układy składający się z dużej liczby cząstek wykazują tendencje do przechodzenia z konfiguracji uporządkowanych do nieuporządkowanych, bardziej prawdopodobnych. można zatem powiedzieć że: układy dążą do stanu maksymalnego nieuporządkowania czyli chaosu.

Entropia- miara nieuporządkowania układu. Im większy chaos tym większa entropia.

Postać makroskopowa- jeżeli do układu o temp T zostaje doprowadzone ciepło (delta)Q to nastąpi zmiana entropii (delta)S tego układu o wartość (delta)S> (delta)Q/T >-dla procesów nieodwracalnych, =-dla procesów odwracalnych.

Suma entropii układu i jego otoczenia nigdy nie może ulec zmniejszeniu.

Zmiana entropii w procesie ogrzewania lub ochładzania (delta)S=mclogn Tk/Tp

-ogrzewanie: Tk>Tp, Tk/Tp>1, logn Tk/Tp>0

-ochładzanie: Tk<Tp, Tk/Tp<1, logn Tk/Tp<0

(delta)S=(delta)Q/T

(delta)Q=mCp Cp-cieplo przemiany(topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania)

(delta)Q=ml

(delta)S=mtL/Tt Tt=273K

ciepło przemiany- ilość ciepła potrzebna do zmiany stanu skupienia 1kg substancji

Cp=Q/m [J/kg]

bilans ciepła w organizmie- źródłem ciepła w organizmie są procesy metaboliczne(Qpm), zaś organizm traci je na kilka sposobów

Qpm=Qk+Qpr+Qod+Qodp

Qk- tracone w procesie konwekcji

Qpr- tracone przez promieniowanie

Qod- oddawane w procesie odparowania

Qodp- oddany w wyniku odparowania wody z płuc

mechanizm kontrolowania tem u zwierząt stałocieplnych- zwierzęta stało cieplne (ssaki, ptaki)utrzymują stała temp poprzez regulację szybkością oddawania ciepła do otoczenia na drodze konwekcji i promieniowania. Termostatem organizmu jest podwzgórze znajdujące się w mózgu. Wymiana ciepła z otoczeniem zachodzi przez skórę.

Obrona organizmu przed nadwyżką ciepła:

-zwiększenie przepływu krwi przez naczynia włosowate, prowadzące do wzrostu temp zewnętrznych część ciała, prowadzi do wzrostu utraty ciepła z organizmu przez konwekcję i promieniowanie.

-odparowanie potu ze skóry(człowiek, konie) występują u zwierząt wytwarzających pot na całym ciele

-odparowanie wody z płuc (duszenie) dotyczy zwierząt które nie wytwarzają potu(psy)

Temperatura zera bezwzględnego ustają wszelkie ruchy materialne

obrona organizmu przez utratą ciepła:

-zwiększenie przepływu krwi przez naczynia włosowate prowadzące do ochłodzenia zew część ciała(u człowieka- zimnu nos, ręce i inne część ciała)

-stroszenie piór przez ptaki, jeżenie sierści wzrost izolacji cieplnej

-powstawanie dreszczy sprzyjają wytwarzaniu ciepła.

Mechanizm zmiany tem u zmiennocieplnych- zwierzęta zmiennocieplne są uzależnione od temp otoczenia:

-węże często wygrzewają się na ogrzanych słońcem kamieniach

-owady przed oderwaniem się od ziemi uderza skrzydłami aby podnieść tem mięśni pracujących w czasie lotu.

Termogramy- fotograficzne rozkłady promieniowania podczerwonego emitowane z kończyn. Obszary ciemniejsze są cieplejsze.

Ruch drgający- jest ruchem okresowym np. oddychanie bicie serca

cechy: okresowość, zamknięty tor, siła zwrócona do środka drgań.

Wychylenie x jest wprost proporcjonalne do siły zew

X~~F X- wychylenie

F2~~-x F2-sila sprężysta, ~~-wprost proporcjonalne

ruch drgający prosty(harmoniczny)- FS=-kx x- wychylenie, k- współczynnik sprężystość

oscylator harmoniczny-układ który wykonuje ruch harmoniczny

wzór na wychylenie w ruchy harmonicznym x=Asin(wt+q) A-amplituda, q- faza początkowa, t- czas, w -pulsacja(częstość) w=2(pi)/T= 2(pi)f, f=1/T [1/s=H2]

Jeżeli drgania odbywają się w ośrodku materialnym to po pewnym czasie ustają w wyniku działania siły oporu ośrodka(drgania rosnące)

drgania wymuszone(rezonans)- aby podtrzymać drgania w ośrodku materialnym należy działać siłą zmieniającą się okresowo, jeżeli częstość siły wymuszającej drgania będzie odpowiednio dobrana do częstość drgań własnych układu to drgania mogą odbywać się z maksymalną amplitudą.

fala-rozchodzenie się drgań w przestrzeni, dzielimy je na:

-fale mechaniczne(sprężyste)

-fale elektromagnetyczne

-fale materii(fale de brodglie'a)

fale mechaniczne-rozchodzenie się drgań cząstek materialnych w ośrodku materialnym np. dźwiękowa

fala elektromagnetyczne- przenosi energię za pomocą zmiennych pól(elektrycznego i magnetycznego)

fala materii- są to fale przypisywane cząstkom materialnym

-fala poprzecznego

-fala akustyczna(fala podłużna)- cząstki drgają równolegle do kierunku wschodzenia się fali.

Długość fali- najmniejsza odległość między punktami znajdującymi się w tej samej fazie lub jest to odległość na jaka wzejdzie się fala w ciągu okresu. y=A sin(wt-kx), k=2(pi)/T, y-funkcja falowa

liczba falowa- w=2(pi)/T

fala dźwiękowa- związana jest ze zmiana ciśnienia p=posin(wt-kx)

fale dźwiękową dzielimy na:

-infradźwięki o-20 Hz

-dźwięki słyszalne dla ucha ludzkiego 20-2000Hz

ultradźwięki powyżej 20000Hz

pies do 80kHz od 15

nietoperz120kHz

rozchodzenie się dźwięku:

-powietrze-331m/s

-woda i tkanki miękkie, tłuszczowa, nerki, wątroba- ok 1500m/s

-tkanka kostna-3360m/s

zastosowanie:

-technika medycyna(rehabilitacja)

-kierunkowa sygnalizacja podwodna echosonda(dźwięk odbija się i wraca) ultradźwięki w wodzie praktycznie nie ulegają pochłanianiu i ugięciu, źródło ultradźwięku skierowane na obiekt.

Wpływ infradźwięków na organizm:

-u ludzi- rezonans rożnych narządów(bóle głowy, omdlenia, bezsenność)

-u zwierząt- pękanie naczyń krwionośnych, zatrzymanie akcji serca.

Elementy fizyki jądrowej:

izotop promieniotwórczy- emituje promieniowanie jądrowe

pierwiastki promieniotwórcze naturalne(same wysyłają) i sztuczne(trzeba je pobudzić), pochodzi z jądra pierwiastka.

a i B-->strumień cząstek

Y-->wysokoenergetyczna fala elektromagnetyczna

a=2 protony, 2 neutrony

B=0/-1B(elektron), 0/+1B(pozyton)

1/0n(ładunek)-->1/+1p + 0/-1B + Y(neutron)

czystki elementarne o liczbie masowej =1

Na masę atomu składa się tylko masa jądra.

a/zX z-liczba atomowa, a-liczba masowa

a-z=liczba neutronów

1/+1p-->1/0n + 0/+1B +Y(antyneutron)

Reguła przesunięć pierwiastków w układzie okresowym

a/zX--> a-4/z-2Y + 4/2a

a/zX--> a/z+1Y +0/-1B

a/zX-->a/z-1Y + 0/+1 B

(a/zX)*-->a/zX +Y

Pierwiastki promieniotwórcze charakteryzują się okresem połowicznego rozpadu który wynoś od ułamków sekundy do ułamków lat. K-40 1,23*10 9lat.

Pierwiastki promieniotwórcze sztuczne otrzymuje się w reaktorach jądrowych.