FIZYKA
Wykład 1
FIZYKA (z gr. „natura”) – to nauka o przyrodzie w najszerszym znaczeniu tego słowa. Fizycy badają właściwości i przemiany materii i energii oraz oddziaływanie między nimi. Do opisu zjawisk fizycznych używają wielkości fizycznych, wyrażonych za pomocą pojęć matematycznych, takich, jak liczba, wektor, tensor*.
Fizycy tworzą hipotezy i teorie, budują relacje pomiędzy wielkościami fizycznymi.
*Tensor – obiekt matematyczny będący uogólnieniem pojęcia wektora. Tensory (w przeciwieństwie do wektorów) są niezależne do układu współrzędnych.
HIPOTEZA – jest to założenie, które się stawia dla wytłumaczenia pewnej grupy faktów, ale które wymaga jeszcze ostatecznego sprawdzenia. Jeżeli doświadczenia potwierdzają hipotezę, to staje się ona prawem, jeżeli jej nie potwierdzają, odrzuca się ją.
Stawianie i testowanie (falsyfikacja i weryfikacja) hipotez to jeden z podstawowych procesów twórczego myślenia oraz fundamentalny element procesu tworzenia nauki.
TEORIA – to spójny system pojęciowy opisujący jakąś wybraną fizyczną lub abstrakcyjną dziedzinę. W przypadku nauk przyrodniczych i technicznych teorie są tworzone w celu systematyzowania i racjonalizowania faktów, wyjaśniania powodów ich występowania, przewidywania przyszłych zdarzeń oraz budowy nowych systemów (urządzeń).
Fizyka wiąże się ze wszystkimi naukami przyrodniczymi. Bada również zagadnienia natury biologicznej – badania ultradźwiękowe, rezonansowe – bez ingerowania w żywe organizmy. Wyróżniamy takie działy fizyki jak: termodynamika (nauka o cieple), mechanika, optyka, elektromagnetyzm itp.. Fizyka opiera swoje badania na eksperymentach.
EKSPERYMENTY – to sztuczne, planowane wywołanie pewnego zjawiska przyrodniczego w ściśle określonych warunkach, izolujących je jak najdokładniej od innych zjawisk ubocznych, które mogłyby zakłócić jej przebieg.
ZASADA PRZYCZYNOWOŚCI
Podstawą nauk przyrodniczych, jak zresztą i podstawą całego naszego życia codziennego jest przekonanie, że jednakowe przyczyny wywołują jednakowe skutki. Wszelkie zjawiska w świecie nieożywionym są przyczynowo uwarunkowane albo zdeterminowane. Jest to najprostsze sformułowanie zasady przyczynowości.
PRAWA FIZYCZNE
Wyniki doświadczenia fizycznego pozwalają na ustalenie zależności liczbowych pomiędzy różnymi wielkościami fizycznymi występującymi w danym zjawisku. Na przykład podczas spadku swobodnego ciał stwierdzamy, że drogi przebyte w tym ruchu przez ciało wzrastają z czasem t według prawa, które wyrażamy: drogi są proporcjonalne do kwadratu czasu.
S = kt2 lub ogólnie S = f(t),
gdzie k – nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.
Należy jednak pamiętać, że błędem jest przypisywanie prawom fizycznym znaczenia absolutnego. Należy pamiętać, że prawa te są to tylko przybliżenia mniej lub więcej zbliżone do rzeczywistości.
UKŁAD SI
Międzynarodowy Układ Jednostek Miar zatwierdzony w 1960r. (później modyfikowany) przez Generalną Konferencję Miar. W Polsce obowiązuje od 1966r.
Jest siedem jednostek podstawowych. Mają następujące nazwy i oznaczenia:
Metr „m”
Kilogram „kg”
Sekunda „s”
Amper „A”
Kelwin „K”
Mol „mol”
Kandel „cd” – określa
jednostkę światłości
Niuton „N”
Pascal „Pa”
Dżul „J”
Wat „W”
Litr „l”
Tona „t”
Bar „Ba”
Ar „a”
Hektar „ha”
Tera T 1012
Giga G 109
Mega M 106
Kilo k 103
Hekto h 102
Deka da 101
- - 100
Decy d 10-1
Centy c 10-2
Mili m 10-3
Mikro µ 10-6
Nano n 10-9
Piko p 10-12
$\operatorname{}\frac{1}{x} = \ \infty$ $\operatorname{}\frac{1}{x} = 0$
$$\operatorname{}\frac{3 + x}{8 + x^{2}} = \ \infty$$
y = c, y′ = 0
y = c • f(x), y′ = cf′(x)
y = u + v, y′ = u′ + v′
y = uv, y′ = u′v + uv′
$$y = \frac{u}{v},\ \ y^{'} = \ \frac{u^{'}v - v'u}{y^{2}}$$
y = (xa)′ = axa − 1
y = 5x3 − 2x2 + 4x + 8, y = 5 • 3x2 − 2 • 2x + 4 + 0, y = 15x2 − 4x + 4
(sinx)′ = cosx
(cosx)′ = −sinx
$$\left( \text{lnx} \right)^{'} = \frac{1}{x}\ \ ,\ \ \left( \text{lnx} \right) - to\ logarytm\ naturalny\ z\ "x"$$
$$\frac{1}{x} = lnx + c$$
$$(\operatorname{}{)' = \frac{1}{\text{co}s^{2}x}}$$
(ex)′ = ex