E-mail: gmitsou@teiath.gr ΦΥΣΙΚΗ Γ. ΜΗΤΣΟΥ E-mail: gmitsou@teiath.gr

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ Η ΦΥΣΙΚΗ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Η ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ Η ΦΥΣΙΚΗ Οι ίδιοι νόμοι της Φυσικής περιγράφουν τη συμπεριφορά πολύ μεγάλων πραγμάτων, όπως για παράδειγμα του πλανήτη Κρόνου (διαμέτρου περίπου 300 εκατομμυρίων μέτρων) αλλά και πολύ μικρών πραγμάτων όπως ενός αιμοσφαιρίου (διαμέτρου 5 εκατομμυριοστών του μέτρου). (NASA/JPL-Caltech; : © Dr. David M. Phillips/Visuals Unlimited)

Οι σχηματισμοί κατά την πτήση των αποδημητικών πουλιών διέπονται από τους νόμους της φυσικής (φωτ. David Merrett)

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ 1.1 Ο ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ 1.1 Ο ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 1.2 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ 1.4 ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ & ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ 1.5 ΔΙΑΣΤΑΣΕΙΣ & ΜΟΝΑΔΕΣ – ΔΙΑΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ 1.6 ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ (accurancy) – ΕΠΑΝΑΛΗΨΙΜΟΤΗΤΑ (precision) ΜΕΤΡΗΣΗΣ 1.7 ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΨΗΦΙΑ 1.7 ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑ 1.8 ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Ο ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗ : Η επιστήμη που μελετά την ύλη, την ενέργεια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις Η ύλη και η ενέργεια έχουν θεμελιώδη σημασία για όλους τους τομείς της επιστήμης. η φυσική είναι πραγματικά μια θεμελιώδης επιστήμη Οι αρχές της διαμορφώνουν τη βάση για την κατανόηση της Χημείας, της Βιολογίας και ουσιαστικά όλων των άλλων τομέων της επιστήμης. Επιτρέπουν την κατανόηση φαινομένων μικρής κλίμακας (άτομα, μόρια, κύτταρα) αλλά και εκείνων μιας πολύ μεγάλης κλίμακας (πλανήτες, γαλαξίες)

π.χ αρχή διατήρησης της ενέργειας ή αρχή δράσης αντίδρασης 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.2 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ Α. Αναγνώριση των βασικών αρχών που βρίσκονται στο κέντρο του προβλήματος. π.χ αρχή διατήρησης της ενέργειας ή αρχή δράσης αντίδρασης Η ικανότητα αναγνώρισης των κεντρικών αρχών σ΄ ένα πρόβλημα απαιτεί μια εννοιολογική κατανόηση των νόμων της Φυσικής, το πώς αυτοί εφαρμόζονται και πως αλληλοσυνδέονται Απαιτείται εμπειρία, πρακτική εξάσκηση και προσεκτική μελέτη

Είναι ένα εργαλείο για να οργανώσουμε τη σκέψη μας 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.2 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ Β. Σχηματισμός διαγράμματος του προβλήματος Χάραξη σχετικού διαγράμματος που εμφανίζει όλες τις πληροφορίες που δίνονται, τις δυνάμεις, αν υπάρχουν, κ.λπ. Είναι ένα εργαλείο για να οργανώσουμε τη σκέψη μας

Ε. Σημασία αποτελέσματος Τι σημαίνει το αποτέλεσμα; 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.2 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ Γ. Αναγνώριση των σημαντικών σχέσεων που συνδέουν τα γνωστά και άγνωστα μεγέθη π.χ ο 2ος νόμος του Νεύτωνα μας δίνει τη σχέση μεταξύ δύναμης και κίνησης και επομένως το κλειδί για την ανάλυση της κίνησης ενός αντικειμένου Δ. Επίλυση του προβλήματος ως προς τα άγνωστα μεγέθη, χρησιμοποιώντας τις σχέσεις που τα συνδέουν. Ε. Σημασία αποτελέσματος Τι σημαίνει το αποτέλεσμα; Είναι λογική η απάντηση;

Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) Είναι η γραφή ενός αριθμού με τη μορφή Αx10n, όπου Α είναι ένας αριθμός με ένα μόνο μη μηδενικό ψηφίο αριστερά της υποδιαστολής και n είναι ένας ακέραιος αριθμός. Η επιστημονική σημειογραφία είναι πολύ βολική για την έκφραση πολύ μεγάλων ή πολύ μικρών ποσοτήτων. Για παράδειγμα, είναι πολύ πιο εύκολο να γράφεται η ταχύτητα του φωτός ως 3,00 x 108 παρά 300.000.000 m/sec.

Κανόνες έκφρασης ενός αριθμού σε μορφή επιστημονικής σημειογραφίας : 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) Κανόνες έκφρασης ενός αριθμού σε μορφή επιστημονικής σημειογραφίας : Μετακινούμε στον αρχικό αριθμό το δεκαδικό σημείο, έτσι που στο ακέραιο τμήμα του έχουμε ένα μη μηδενικό ψηφίο. Μετράμε το πλήθος των θέσεων που μετακινήσαμε το δεκαδικό σημείο. Αυτό ισούται με n Αν ο αριθμός ˃1 (π.χ 150,000,000,000) η δύναμη n είναι θετική 150,000,000,000 = 1.5x10^11 Αν ο αριθμός ˂1 (π.χ 0.000055) η δύναμη n είναι αρνητική 5.5x10^-5

Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) Παράδειγμα 1.1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) Παράδειγμα 1.1 Να εκφραστεί ο αριθμός 6,000,000,000 σε δύναμη του 10. α. αναγνώριση της βασικής αρχής Θα πρέπει να δούμε τη θέση της υποδιαστολής στον παραπάνω αριθμό σε σχέση με τη θέση του στον αριθμό 6, δηλ. πόσες θέσεις θα πρέπει να μετακινηθεί. β. Διάγραμμα Μετακινούμε την υποδιαστολή 9 θέσεις για να αφήσουμε στο ακέραιο τμήμα ένα μη μηδενικό ψηφίο 6,000,000,000 9 θέσεις

Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Α. Επιστημονική σημειογραφία (Scientific Notation) γ. αναγνώριση των σχέσεων και επίλυση 6,000,000,000 = 6x10^9

Για παράδειγμα, ο αριθμός 800 μπορεί να γραφεί ως 8 × 10^2, και 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.3 ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ Β. Προθέματα Ο όρος τάξη μεγέθους αναφέρεται στο μέγεθος της ποσότητας που εκφράζεται στο μετρικό σύστημα. Κάθε δύναμη του 10 στο μετρικό σύστημα αντιπροσωπεύει μια διαφορετική τάξη μεγέθους. Για παράδειγμα, 10^1, 10^2, 10^3, κ.ο.κ είναι όλα διαφορετικές τάξεις μεγέθους. Όλες οι ποσότητες που μπορούν να εκφραστούν με την ίδια δύναμη του 10 λέγεται ότι είναι της ίδιας τάξης μεγέθους. Για παράδειγμα, ο αριθμός 800 μπορεί να γραφεί ως 8 × 10^2, και ο αριθμός 450 ως 4,5 × 10^2. Έτσι, οι αριθμοί 800 και 450 είναι της ίδιας τάξης μεγέθους: 10^2

Για παράδειγμα, ο αριθμός 800 μπορεί να γραφεί ως 8 × 10^2, και 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.4 ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ & ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ Β. Προθέματα Ο όρος τάξη μεγέθους αναφέρεται στο μέγεθος της ποσότητας που εκφράζεται στο μετρικό σύστημα. Κάθε δύναμη του 10 στο μετρικό σύστημα αντιπροσωπεύει μια διαφορετική τάξη μεγέθους. Για παράδειγμα, 10^1, 10^2, 10^3, κ.ο.κ είναι όλα διαφορετικές τάξεις μεγέθους. Όλες οι ποσότητες που μπορούν να εκφραστούν με την ίδια δύναμη του 10 λέγεται ότι είναι της ίδιας τάξης μεγέθους. Για παράδειγμα, ο αριθμός 800 μπορεί να γραφεί ως 8 × 10^2, και ο αριθμός 450 ως 4,5 × 10^2. Έτσι, οι αριθμοί 800 και 450 είναι της ίδιας τάξης μεγέθους: 10^2