Γιατί μαθαίνουμε Φυσική;

Παρουσίαση με θέμα: "Γιατί μαθαίνουμε Φυσική;"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Γιατί μαθαίνουμε Φυσική;
Γνωριμία με φύση και ανθρώπινο πολιτισμό Συμβολή στην ανάπτυξη του ανθρώπινου πολιτισμού Κατανόηση διαδικασιών που γίνονται καθημερινά γύρω μας Επαγγελματική σταδιοδρομία ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

2 Σταθμοί στην εξέλιξη των φυσικών επιστημών
Προϊστορία : άναμμα φωτιάς – τροχός Αρχαίοι ανατολικοί λαοί: παρατήρηση κίνησης των ουράνιων σωμάτων Αρχαίοι Έλληνες Φυσικοί φιλόσοφοι (Δημόκριτος, Αριστοτέλης…): δομή ύλης Μεσαίωνας : Αλχημιστές Επιστημονική επανάσταση: Γαλιλαίος (πείραμα) – Νεύτωνας 20ος αιώνας : α) Θεωρία σχετικότητας _ Αϊνστάιν β) Κβαντική θεωρία – Πλανκ, Μπόρ, Χάινζενμπεργκ Εργασία σε ομάδες: Γράψτε για τις αντιλήψεις, τις θεωρίες και τους επιστήμονες που κυριαρχούν σε κάθε περίοδο της εξέλιξης των Φ.Ε. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

3 Τι μελετά η Φυσική; Μεταβολές Φυσικά φαινόμενα Ύλη – Ενέργεια (βασικές έννοιες για την περιγραφή των φυσικών φαινομένων) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

4 Φυσικές επιστήμες φυσική χημεία βιολογία γεωλογία μετεωρολογία αστρονομία ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

5 Φυσικές επιστήμες (Φ.Ε.) και τεχνολογία Εφαρμογές: κατασκευή πυρηνικών αντιδραστήρων, ηλεκτρονικών υπολογιστών , ακτινοβολία Λέιζερ, υπεραγώγιμα υλικά… ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

6 Πρόοδος των Φ.Ε. και της Τεχνολογίας
Θετικά Κατοικία Συγκοινωνία Επικοινωνίες Διατροφή Θεραπεία ασθενειών … Αρνητικά Καυσαέρια Ατύχημα σε πυρηνικά εργοστάσια Ραδιενεργά κατάλοιπα Όπλα μαζικής καταστροφής Κλιματικές αλλαγές … ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

7 Συζήτηση σε ομάδες Διαφορές επιστήμης – τεχνολογίας
Ηθικά διλλήματα (κατασκευή ατομικής βόμβας ) προβλήματα υπερπληθυσμού , επέμβαση στο περιβάλλον του πλανήτη …. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

8 Επιστημονική μέθοδος Γαλιλαίος
Βήματα : παρατήρηση υπόθεση πείραμα (αναπαραγωγή του φαινομένου κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες) Συμπέρασμα: επιβεβαίωση ή απόρριψη υπόθεσης φυσικός νόμος επιστημονική θεωρία Ερώτηση: Πώς ελέγχεται τελικά η ορθότητα μιας επιστημονικής θεωρίας; ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

9 Βασικές έννοιες Φυσικά μεγέθη: Παραδείγματα: μήκος , μάζα, χρόνος, όγκος, εμβαδόν, ταχύτητα, πυκνότητα … ποσότητες που μπορούν να μετρηθούν. Χρησιμοποιούνται για την μελέτη των φυσικών φαινομένων. Τα διακρίνουμε σε θεμελιώδη και παράγωγα ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

10 Θεμελιώδη: Δεν ορίζονται με την βοήθεια άλλων μεγεθών.
Θεμελιώδη: Δεν ορίζονται με την βοήθεια άλλων μεγεθών. Είναι τα παρακάτω επτά : Μήκος – μάζα – χρόνος – θερμοκρασία – ένταση ηλεκτρικού ρεύματος – ένταση ακτινοβολίας – ποσότητα ύλης ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

11 Παράγωγα: Ορίζονται από τα θεμελιώδη με βάση κάποια απλή μαθηματική σχέση.
Κάποια παράγωγα μεγέθη είναι: εμβαδόν – όγκος – πυκνότητα – ταχύτητα – δύναμη(βάρος) – πίεση … ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

12 Μέτρηση: Σύγκριση ενός φυσικού μεγέθους με άλλο ομοειδές που λέγετε μονάδα μέτρησης
ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

13 Διεθνές σύστημα μονάδων
Το σύνολο των θεμελιωδών και παράγωγων μονάδων αποτελεί ένα σύστημα μονάδων. Σήμερα από όλες τις χώρες χρησιμοποιείται το Διεθνές σύστημα μονάδων (S.I.) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

14 Όργανα μέτρησης : υποδεκάμετρο, μεζούρα μετροταινία, …
Μέτρηση μήκους Μονάδα μέτρησης στο S.I. : m συνηθέστερα υποπολ/σια : 1cm, 1mm, 1dm, συνηθέστερα πολ/σια : km Όργανα μέτρησης : υποδεκάμετρο, μεζούρα μετροταινία, … Ιστορική αναδρομή: πόδι , πήχης παλάμη… ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

15 Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1s συνηθέστερα πολ/σια: 1min , 1h
Μέτρηση χρόνου Μονάδα μέτρησης στο S.I. : s συνηθέστερα πολ/σια: 1min , 1h Όργανα μέτρησης: χρονόμετρο , ρολόι… Ιστορική αναδρομή: κλεψύδρα, ηλιακό ρολόι.. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

16 Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1kgr συνηθέστερα υποπολ/σια: 1gr , 1mgr
Μέτρηση μάζας Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1kgr συνηθέστερα υποπολ/σια: 1gr , 1mgr Συνηθέστερα πολ/σια: τόνος Όργανα μέτρησης: ζυγοί ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

17 Μέτρηση εμβαδού (παράγωγο μέγεθος)
Σχέση ορισμού: εμβαδόν = μήκος × πλάτος Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1m × 1m = 1m2 Μέτρηση όγκου (παράγωγο μέγεθος) Σχέση ορισμού: όγκος = μήκος × πλάτος × ύψος Μονάδα μέτρησης στο S.I. : 1m × 1m × 1m = 1m3 Όργανα μέτρησης: επίδειξη οργάνων - δραστηριότητα Ερωτήσεις 1,2,3 σελ.16 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

18 Βασικές Σχέσεις μεταξύ μονάδων
1m=10dm 1m=100cm=102cm 1m=1000mm=103mm 1km=1000m=103m 1dm=0,1m=10-1m 1cm=0,01m=10-2m 1mm=0,001m=10-3m 1L=1dm3 1mI=1cm3 1kg=1000gr=103gr 1gr=1000mg=103mg 1gr=0,001kg=10-3kg 1mg=0,001gr=10-3gr 1min=60s 1h=60min 1h=3600s ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

19 Μονάδα μέτρησης στο S.I. :
Μέτρηση πυκνότητας Σχέση ορισμού: Μονάδα μέτρησης στο S.I. : Η πυκνότητα εκφράζει τη μάζα του υλικού που περιέχεται σε μια μονάδα όγκου. Η πυκνότητα είναι χαρακτηριστικό του υλικού του σώματος. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

20 Σύμβολα βασικών φυσικών μεγεθών
Εξίσωση ορισμού με σύμβολα Μήκος: x , s ,α Μάζα: m Χρόνος: t Εμβαδόν: A Α = α2 Όγκος: V V = α3 Πυκνότητα: ρ Ερωτήσεις : 4,5 σελ Ασκήσεις :4 , 5 , 6 σελ. 19 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

21 Και λίγα Μαθηματικά! Ανάλογα ποσά (x , y)
Δυο ποσά x , y λέγονται ανάλογα όταν πολ/ζοντας(ή διαιρώντας) τις τιμές του ενός ποσού (x) με έναν αριθμό τότε πολ/ζονται(ή διαιρούνται) και οι τιμές του άλλου ποσού (y) με τον ίδιο αριθμό Τα ανάλογα ποσά έχουν σταθερό πηλίκο. Η μαθηματική σχέση που εκφράζει ανάλογα ποσά είναι: ή Το a είναι ένας οποιοσδήποτε αριθμός ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

22 Συνέχεια για ανάλογα ποσά
Η γραφική παράσταση δυο ανάλογων ποσών x , y είναι: Στην συνέχεια στην Φυσική θα γνωρίσουμε πολλά ανάλογα ποσά. y x ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

23 m (kgr) 1 2 3 4 V (L) 1,25 2,50 3,75 5 ( ) m(kgr) Με τα στοιχεία του παρακάτω πίνακα κάντε την γραφική παράσταση μάζας – όγκου. Συμπληρώστε τα κενά. 4 3 2 1 V(L) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

24 Απαντήστε Τι παρατηρείτε για το πηλίκο ; Είναι σταθερό
Τι παρατηρείτε για το πηλίκο ; Είναι σταθερό Άρα η πυκνότητα είναι σταθερή. Επομένως τα σώματα είναι από το ίδιο υλικό Πώς λέγονται τα μεγέθη που έχουν σταθερό πηλίκο; ανάλογα Άρα η μάζα είναι ανάλογη με τον όγκο Το διάγραμμα μάζας όγκου είναι ευθεία γραμμή που περνά από την αρχή των αξόνων ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

25 ΥΛΗ ΚΑΙ ΚΙΝΗΣΗ Η κίνηση είναι χαρακτηριστική ιδιότητα της ύλης.
Εμφανίζεται από τους μακρινούς γαλαξίες μέχρι το εσωτερικό των μικροσκοπικών ατόμων ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

26 Περιγραφή της κίνησης Με συνηθισμένες λέξεις και προτάσεις
Με μαθηματικές εξισώσεις Με γραφικές παραστάσεις ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

27 ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ Κλάδος της Φυσικής που ασχολείται με την μελέτη των κινήσεων χωρίς να ενδιαφέρεται για την αιτία που τις προκαλεί. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

28 ΚΙΝΗΣΗ Ένα σώμα κινείται όταν αλλάζει θέση ως προς ένα άλλο σώμα που το θεωρούμε ακίνητο. Η ΚΙΝΗΣΗ ΕΊΝΑΙ ΣΧΕΤΙΚΗ ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

29 Παραδοχές για την μελέτη μας
Θα μελετήσουμε ευθύγραμμες κινήσεις Θα μελετήσουμε την κίνηση σωμάτων χωρίς να λάβουμε υπόψη μας τις διαστάσεις τους : ΥΛΙΚΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

30 ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ
Απόσταση Θέση Σημείο αναφοράς Χρονική στιγμή Μετατόπιση Χρονικό διάστημα Τροχιά ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

31 Απόσταση(s): πόσο απέχει
Σημείο αναφοράς: σημείο που εμείς ορίζουμε για να ξεκινήσουμε να μετράμε Κλίμακα (μεζούρα) Π.χ. Η απόσταση του αυτοκινήτου από την αφετηρία είναι s=3km Το 3km ονομάζεται μέτρο της απόστασης ΓΕΝΙΚΑ μέτρο ενός φυσικού μεγέθους ονομάζεται το αποτέλεσμα της σύγκρισης του μεγέθους με τη μονάδα μέτρησης (αριθμητική τιμή με μονάδα μέτρησης) Μήκος διαδρομής: πόσο περπάτησε Στα πλαίσια της μελέτης που κάνομε η απόσταση θα ταυτίζεται με το μήκος διαδρομής γιατί δεχόμαστε ότι μελετάμε κινήσεις που γίνονται χωρίς το κινητό να αλλάζει φορά κίνησης. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

32 Θέση ( x ): πού βρίσκεται το σώμα
Σημείο αναφοράς Κλίμακα (απόσταση) Κατεύθυνση: δεξιά ή αριστερά από το σημείο αναφοράς (+ δηλώνει δεξιά, - δηλώνει αριστερά) xB=-3m xA=+4m ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

33 Χρονική στιγμή(t): πότε
Η ένδειξη του χρονομέτρου ονομάζεται χρονική στιγμή Για να προσδιοριστεί πλήρως αρκεί να γνωρίζουμε μόνο το μέτρο της. Π.χ. 7s ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

34 Μετατόπιση(Δx): Μεταβολή θέσης
Κλίμακα (απόσταση) Κατεύθυνση (+ για κίνηση προς μια φορά, - για κίνηση προς την αντίθετη) π.χ. Δx= x2-x1=45m-15m=+30m ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

35 Χρονική διάρκεια ή χρονικό διάστημα (Δt): Μεταβολή χρόνου
Το χρονικό διάστημα που μεσολάβησε μεταξύ δύο χρονικών στιγμών (πόσος χρόνος πέρασε) π.χ. Δt= t2-t1 =60s-0s=60s Χρονική διάρκεια ή χρονικό διάστημα (Δt): Μεταβολή χρόνου ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

36 ΜΟΝΟΜΕΤΡΑ ΜΕΓΕΘΗ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ
Μεγέθη όπως ο χρόνος που για να προσδιοριστούν αρκεί να γνωρίζουμε μόνο το μέτρο τους λέγονται μονόμετρα. Μεγέθη όπως η θέση και η μετατόπιση που για να τα προσδιορίσουμε χρειαζόμαστε να γνωρίζουμε μέτρο και κατεύθυνση ονομάζονται διανυσματικά και τα παριστάνουμε με ένα διάνυσμα (βέλος) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

37 ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ σημαίνει διεύθυνση και φορά
Διεύθυνση εννοούμε την γραμμή πάνω στην οποία βρίσκεται το διανυσματικό μέγεθος Φορά εννοούμε τον προσανατολισμό του (προς τα πού πάει) ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

38 ΠΡΟΣΟΧΗ Η θέση εξαρτάται από το σημείο αναφοράς και αναφέρεται σε χρονική στιγμή. Η θέση είναι διάνυσμα. Η μετατόπιση δεν εξαρτάται από το σημείο αναφοράς και αναφέρεται σε χρονική διάρκεια. Η μετατόπιση είναι διάνυσμα. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

39 Τροχιά Η γραμμή που σχηματίζεται αν ενώσουμε τις διαδοχικές θέσεις από τις οποίες περνά ένα κινητό. (για να σχεδιάσουμε την τροχιά πρέπει να ξέρουμε τη θέση του κινητού κάθε χρονική στιγμή) Ερωτήσεις 1Ι σελ.38 – 1, 2 σελ 39 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

40 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ: πόσο γρήγορα;
Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ: πόσο γρήγορα; A s A t t=0s x=0cm B S B s(cm) t(s) U( ) A B Κάνουμε ένα απλό πείραμα και τις μετρήσεις τις καταγράφουμε στον πίνακα. Ρωτάμε ποιο αυτοκίνητο τρέχει πιο γρήγορα; u = ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

41 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ s s Α t A t=0s x=0cm Β t B s(cm) t(s) U(cm/s )
Επαναλαμβάνω το πείραμα για ίδιο μήκος διαδρομής. Ρωτώ ποιο αυτοκίνητο τρέχει πιο γρήγορα; ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

42 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ
ΜΕΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ = u = Με σύμβολα (ΤΥΠΟΣ) Η μέση ταχύτητα είναι μονόμετρο μέγεθος Εισάγουμε την έννοια της μέσης ταχύτητας. Για να βρω την μέση ταχύτητα αρκεί να διαιρέσω το μήκος της διαδρομής δια το χρονικό διάστημα( μέτρο). Η ταχύτητα είναι παράγωγο μέγεθος Μονάδα ταχύτητας στο S.I.: ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

43 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ
Διανυσματική μέση ταχύτητα = ΤΥΠΟΣ (με σύμβολα) Η έννοια της μέσης ταχύτητας δεν μας δίνει την πληροφορία για την κατεύθυνση (προσανατολισμό) του κινητού. Είναι διανυσματικό μέγεθος ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

44 Η ταχύτητα ως διάνυσμα Η κατεύθυνση της ταχύτητας συμπίπτει με την κατεύθυνση της μετατόπισης. Γράφω: Η ταχύτητα του τρένου Α είναι: uA=+2Km/60s Η ταχύτητα του τρένου Β είναι : uB=-2Km/60s Το πρόσημο δηλώνει την κατεύθυνση Στην συνέχεια όταν λέω ταχύτητα θα εννοώ μέση διανυσματική. Διαφορετικά θα λέω μέση ταχύτητα. Με την στιγμιαία ταχύτητα δεν θα ασχοληθώ, αφού θα μελετήσω βασικά ευθύγραμμες κινήσεις με σταθερή ταχύτητα όπου η μέση ταυτίζεται με την στιγμιαία. ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

45 Η στιγμιαία ταχύτητα Είναι η ταχύτητα που έχει ένα κινητό μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Το μέτρο της το διαβάζουμε στο ταχύμετρο Την κατεύθυνσή της την βρίσκουμε με πυξίδα Ερωτήσεις: 1ΙΙ σελ I ,3ΙΙ, 3ΙΙΙ (χρησιμοποίησε……..) 3,4,5 (εφάρμοσε τις γνώσεις σου…..) σελ. 39 ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

46 Κίνηση με σταθερή ταχύτητα
Να βρείτε την ταχύτητα από 0,5s έως 2s. Και από 1s έως 1,5s. Από 0 έως 1s η ταχύτητα είναι: Από 0 έως 2s η ταχύτητα είναι: ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

47 Κίνηση με σταθερή ταχύτητα
Από τα προηγούμενα παρατηρώ ότι το πηλίκο μετατόπιση δια χρονική διάρκεια παραμένει σταθερό. Το πηλίκο αυτό το έχω ορίσει ως την ταχύτητα. Άρα: η ταχύτητα παραμένει σταθερή. Από τα μαθηματικά γνωρίζω ότι όταν το πηλίκο είναι σταθερό τα μεγέθη είναι ανάλογα. Άρα: Η μετατόπιση είναι ανάλογη με την χρονική διάρκεια ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ

48 Στην γλώσσα των Μαθηματικών:
u t x Δεχόμαστε ως αρχική θέση και χρόνο να είναι μηδέν και απλοποιούμε τη σχέση Δραστηριότητα: Μελέτη κίνησης με σταθερή ταχύτητα (ευθύγραμμη ομαλή κίνηση) Ερωτήσεις: 1ΙΙΙ σελ.38 , 3 iv,v σελ. 39 Ασκήσεις: 1,2,5 σελ. 40 t ΜΙΑ ΚΙΝΗΣΗ ΜΕ ΤΑ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΟΝΟΜΑΖΕΤΑΙ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΡΙΟΦΥΛΛΗ ΟΥΡΑΝΙΑ