Fizika - Formule in Koncepti PDF

**1. Pospešeno gibanje** ### Ponovimo o gibanju Gibanje opisujemo s tremi osnovnimi količinami: - **hitrostjo**, - **premikom**, - **pospeškom**. **Enakomerno gibanje** ima konstantno hitrost, medtem ko je za **pospešeno gibanje** značilna spremenljiva hitrost. Pri pospešenem gibanju telo spre...

**1. Pospešeno gibanje** ### Ponovimo o gibanju Gibanje opisujemo s tremi osnovnimi količinami: - **hitrostjo**, - **premikom**, - **pospeškom**. **Enakomerno gibanje** ima konstantno hitrost, medtem ko je za **pospešeno gibanje** značilna spremenljiva hitrost. Pri pospešenem gibanju telo spreminja svojo hitrost v določenem času. --- ### **Enakomerno pospešeno gibanje** Pri enakomerno pospešenem gibanju je pospešek konstanten. To pomeni, da se hitrost telesa spreminja z enako vrednostjo na enoto časa (primer: padanje predmetov). #### **Osnovne formule:** 1. **Hitrost pri enakomerno pospešenem gibanju:** \[ v = v_0 + a \cdot t \] - \(v\): končna hitrost (m/s) - \(v_0\): začetna hitrost (m/s) - \(a\): pospešek (m/s²) - \(t\): čas (s) 2. **Pot pri enakomerno pospešenem gibanju:** \[ s = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a \cdot t^2 \] - \(s\): prepotovana razdalja (m) 3. **Druga oblika za izračun poti:** \[ s = \frac{v^2 - v_0^2}{2a} \] #### **Uporaba:** - Pričakujemo konstanten pospešek (primer: gibanje avtomobila z enakomernim pospeševanjem). --- ### **Padanje** Prosti padec je poseben primer enakomerno pospešenega gibanja, kjer je pospešek posledica gravitacije (číalje hitrejše padanje teles). 1. **Gravitacijski pospešek:** \[ g = 9.8 \; \text{m/s}^2 \] 2. **Formule za hitrost in višino pri prostem padu:** - Hitrost: \[ v = g \cdot t \] - Višina (pot): \[ h = \frac{1}{2} g \cdot t^2 \] --- ### **Sila kot vzrok za spremembo hitrosti** Drugi Newtonov zakon opisuje povezavo med silo, maso in pospeškom: \[ F = m \cdot a \] - \(F\): sila (N) - \(m\): masa telesa (kg) - \(a\): pospešek (m/s²) **Razlaga:** Večja kot je sila, večji pospešek povzroči pri enaki masi. --- ### **Enakomerno kroženje** Pri enakomernem kroženju hitrost telesa ostaja enake velikosti, vendar se njena smer neprestano spreminja. 1. **Radialni (centripetalni) pospešek:** \[ a_c = \frac{v^2}{r} \] - \(a_c\): radialni pospešek (m/s²) - \(v\): hitrost (m/s) - \(r\): polmer krožnice (m) 2. **Centripetalna sila:** \[ F_c = m \cdot \frac{v^2}{r} \] - \(F_c\): centripetalna sila (N) --- **Naloge in primeri so podani na koncu zapisa.** --- **2. Delo in energija** ### **Energijski viri in varčna raba energije** Energijo pridobivamo iz različnih virov, kot so fosilna goriva, veter, sončna energija, vodna energija itd. Učinkovita raba energije zmanjšuje vpliv na okolje in porabo naravnih virov. --- ### **Delo** Delo je fizični proces, pri katerem sila premakne telo na določeni razdalji. 1. **Formula za delo:** \[ W = F \cdot s \cdot \cos \alpha \] - \(W\): delo (J) - \(F\): sila (N) - \(s\): razdalja (m) - α: kot med silo in smerjo gibanja 2. **Lastnosti:** - Delo je **pozitivno**, kadar sila pospeši telo. - Delo je **negativno**, kadar sila upočasni telo. --- ### **Kinetična energija** 1. **Formula za kinetično energijo:** \[ E_k = \frac{1}{2} m \cdot v^2 \] - \(E_k\): kinetična energija (J) - \(m\): masa telesa (kg) - \(v\): hitrost (m/s) 2. **Razlaga:** - Kinetična energija narašča s kvadratom hitrosti. --- ### **Potencialna energija** 1. **Formula za potencialno energijo:** \[ E_p = m \cdot g \cdot h \] - \(E_p\): potencialna energija (J)  - \(m\): masa telesa (kg) - \(h\): višina (m) 2. **Izrek o kinetični in potencialni energiji:** Skupna mehanska energija je konstantna: \[ E_k + E_p = \text{konstanta} \] --- ### **Prožnostna energija** 1. **Formula za prožnostno energijo:** \[ E_{p\_el} = \frac{1}{2} k \cdot x^2 \] - \(E_{p\_el}\): prožnostna energija (J) - \(k\): konstanta prožnosti (N/m) - \(x\): raztezek (m) --- ### **Moč** 1. **Formula za moč:** \[ P = \frac{W}{t} \] - \(P\): moč (W) - \(W\): delo (J) - \(t\): čas (s) 2. **Razlaga:** Moč pove, kako hitro se opravi delo. --- **Naloge in rešitve:** 1. **Izračun pospeška:** Telo začne z mirujočega stanja in doseže hitrost 20 m/s v 5 sekundah. Izračunaj pospešek. \[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{20}{5} = 4 \; \text{m/s}^2 \] 2. **Kinetična energija:** Telo mase 10 kg se giblje s hitrostjo 3 m/s. Izračunaj kinetično energijo. \[ E_k = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 3^2 = 45 \; \text{J} \] 3. **Potencialna energija:** Predmet mase 5 kg dvignemo na višino 10 m. Kolikšna je njegova potencialna energija? \[ E_p = 5 \cdot 9.8 \cdot 10 = 490 \; \text{J} \] 4. **Delo:** Sila 50 N premakne telo za 3 m pod kotom 30°. Koliko dela opravi sila? \[ W = 50 \cdot 3 \cdot \cos 30^° \approx 129.9 \; \text{J} \] 5. **Prožnostna energija:** Vzmet s konstanto 200 N/m je raztegnjena za 0.1 m. Kolikšna je prožnostna energija? \[ E_{p\_el} = \frac{1}{2} \cdot 200 \cdot 0.1^2 = 1 \; \text{J} \]