Претрага

Занимљивa физика

Оцена корисника:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Поставите и Ви питање из свакодневног живота. Услов је да то буде физика.

 НОВО ( радни простор - погледајте опширније)

  1. Реч две о нанотехнологији (нанофизици) 
  2. Зашто сијалица најчешће прегори када се пали ?   ( у припреми - пишите )
  3. Зашто је шахта (шахт) округла (округао) ? ( у припреми - пишите )

АРХИВА ( погледајте -  опширније )

  1. Мало смеха - на аутобусу пукла гума. 
  2. Зашто капљица воде игра по врелој рингли ? 
  3. Месец на Земљи и ствари са Земље на Месецу. 
  4. Сјајна анегдота 1 
  5. Сјајна анегдота 2
  6. Шта треба знати о штетности мобилног телефона ?
  7. Колика је највиша могућа температура ? 
  8. Шта је топлије (на вишој температури) - гвожђе или дрво ? 
  9. Шта је теже- килограм перја или килограм гвожђа ?   

 

 

 НОВО__________________________________________________________________________

1.  Реч две о нанотехнологији (нанофизици)

Нанотехнологија

Нанотехнологија је примењена наука у којој се манипулише појединачним атомима и молекулима са циљем да се произведу тзв. Наноуређаји, као што су наномотори и нанороботи, чије су димензије 100 нанометара и мање. Да то упоредимо: димензије најмањих бактеријских форми су око 200 нанометара (nm), пречник двоструке спирале ДНК-а је око 2 nm, пречник најмањег атома (атом водоника) је око 0,25 nm. Још две чињенице су битне:

  1. материјали којима се бави нанотехнологија познати су нам јер их користимо и у нашем макросвету,
  2. материјали којима се бави нанотехнологија попримају другачија физичка својства када се сведу на нанодимензије-постају „други материјали“ (бакар постаје прозиоран, алуминијум постаје запаљив, злато постаје растворљиво, ...) и друга физичка својства, као што су проводљиивост, отпорност итд.

Нанофизика

Темељ нанотехнологије је свакако нанофизика. Задатак нанофизике је препознавање и испитивање појава које могу бити применљиве у области нанотехнологије.

На научни приступ који је примењен у нанотехнологији први је 1959. године указао теоријски физичар, нобеловац Ричард Фејнман. Он је визионарски указао на то да је природан тренд савремене науке, технике и технологије овладавање контролом над процесима на молекуларном и атомском нивоу. Иначе, тешко је одредити саме почетке нанофизике будући да у потпуности почива на квантној физици, па се може сматрати њеним делом. Први велики помак начињен је након открића тзв. ST (scanning tunneling microscope) микроскопа 1981. године. Осам година касније установљено је да се он може користити за визуализацију, а самим тим и за рад са појединачним атомима , односно за манипулацију њимa.. Термин нанотехнологија први пут је употребљен 1974.године.

Нанотехнологија у медицини

Очекује се да ће нанотехнологија унети велике промене и у медицини и фармацеутској индустрији. Први медицински наноробот, упрошћено-вештачко црвено крвно зрнце (еритроцит), названо респироцит. Сверног је облика, сачињен је од 18 милијарди атома, углавном угљеника, и толико је мали да се скоро слободно креће по крвној плазми унутар свих крвних судова, укључујући и капиларе. Предвиђа се да ће за неколико деценија медецински нанороботи патролирати у телу човека и уклањати свако страно тело, вирус или бактерију. Ти ћелијски стражари штитили би нас од садашњих и будућих болести, тако да вакцине више не би биле потребне. Било би више врста таквих наноробота, дизајнираних за обављање специфичних задатака. Уносили би се у организам храном или директно у крвни суд помоћу инјекције. Након завршеног третмана лекари би уклањали нанороботе из тела пацијента или ће бити тако направљени да ће после обављеног задатка у организму сами да се разложе.

АРХИВА_____________________________________________________________________________

 1.МАЛО СМЕХА -  НА АУТОБУСУ ПУКЛА ГУМА

Једне вечери 4 гимназијалца су била на забави и нису учили за тест из физике који је требао бити следећи дан. Ујутро су испланирали следеће: пошто нам је физика први час, а професор физике много добар - отићи ћемо пред крај часа и професору рећи да смо нас тројица из града ишли код (најбољег ђака у разреду) - Стојана у село да заједно учимо физику и да нам се при доласку јутрос у школу десио пех – пукла гума на аутобусу, па ако могу да тај тест раде следећи час.Тако и буде. Професор је љубазно дозволио да раде тест следећи час.Захвалили су му и рекли да ће бити још спремнији за следећи час.

Следећи час професор им каже да је припремио посебан тест за њих и да ће свако од њих писати у другој просторији. Сви су се сложили с тим, будући да су се добро припремили.

Тест се састојао од једног јединог питања за 100 бодова

Која гума ?

а) предња лева;

б) задња лева;

в) предња десна;

г) задња десна.

Ја бих одмах заокружио под а) а Ви ?

 

2. Зашто кап воде игра по врелој рингли ?

„Зашто кап воде игра по врелој рингли ? “ Пита један млади физичар.

Ја честитам на изврсном запажању и  хајде да анализирамо баш ову врло једноставну свакодневну појаву са којом се сви често сусрећемо у кухињи или на неком сличном месту.

Често гледамо како кап воде падне на врелу ринглу, уместо одмах да испари, она заигра по њој-поскакујући изводи свој „чудесни плес“. Често смо и љути због прскања, па како да нам падне на памет да размишљамо о томе зашто се то догађа. Ово питање је довољан разлог да ипак на кратко завиримо у ову појаву и видимо где је ту физика ?

Када укључимо ринглу, са повишењем температуре, кап ће све брже и  брже испаравати. На 100 С (тачка кључања воде) кап тренутно кључа и испари. Са даљим повишењем температуре рингле, у једном тренутку, кап заигра на врелој површини, а време потребо да кап испари постаје дуже ? Са даљим порастом температуре - све дуже и дуже !  За очекивати је да се са порастом температуре време испарења капи смањује ? Ако је једини фактор кога мењамо – повишење температуре рингле (немојте молим Вас рећи – повећање температуре ), онда је једини исправан закључак - да се у одређеном тренутку на одређеној температури мења начин испаравања капи. На температури између 100 С и 150 С  време испаравања капи се нагло повећава ? Зашто ? Како ?

На температурама вишим од 100 0 С између капи и загрејане површине формира се веома танак слој водене паре (0,1 – 0, 2 mm) , на којој остатак капи „лебди“ – као да левитира. Због тога кап није у додиру са површином рингле, већ са слојем водене паре, који се понаша у овом случају као топлотни изолатор. И ето разлога због кога се време испаравања капи продужава.

Не бих овом приликом наводио многе сличне случајеве – да не би сте експериментисали. Ситуације могу да буду веома опасне. Уколико желите да експериментишете – обавезно потражите стручну помоћ !

За ову (описану) појаву знали су и пре неколико хиљада година старовековни и средњовбековни ковачи оружја па су је користили како би одредили температуру метала ради даљег каљења и ковања.

У физици овај ефекат је познат од 1756. године  као Лајденфростов ефекат.

И ето, пашће нам случајно ускоро опет нека кап воде на врелу ринглу. Да се не љутимо на своју непажњу – погледаћемо тај „чудесни плес“ и одушевити се – рећи ћемо - еурека ! Други пут пазићемо више и нећемо просипати капи воде ни било шта друго по врелој рингли ! 

 

 

3Месец на Земљи и ствари са Земље на Месецу. 

Хоће ли то човек од Месеца и Земље направити једно ЗемљоМесец ?

Премештање масе са Месеца на Земљу и са Земље на Месец заиста спроводе две свемирске суперсиле - САД и Русија ( СССР ). Од 1969. када су покупљени први узорци, до 2007., на Земљу је спуштено 382 кg Месеца. Од тога Американци су ископали 382 кg, а Руси 326 грама. Сетите се, Американци су горе имали своју радну снагу, прве људе на Месецу, а Руси су своје граме Месеца допремили аутоматским летелицама. Амерички астронаути своје узорке копали, вадили их из бушотина, дробили - разбијали чекићима, како би на Земљу донели одабране и разноврсне примерке.

Да би се све то са Месеца спустило на Земљу, на Месец је отишло 170.000 kg разног материјала, гвожђурије, пластике, и ко зна чега још .. Значи за килограм Месеца однешено је 450 кg брижљиво дизајнираних, конструисаних и направљених летелица, сонди, па и возила са пратећом опремом. Нешто од свега тога се разбило чим је ударило о Месец, нешто је одслужило своје и онда остављено. Ако некад одете на екскурзију на Месец - нагледаћете се отпада. Или треба рећи - нагледаћете се лепоте из раног периода астронаутике.

Дакле: после оваквог мешања Месеца и Земље - смањен је Месец ( нагрижен је Месец ) а Земља се повећала (Земљи је натоварено мало Месеца ) Има ли последица ? Засад очигледно нема. 

Колико кошта тих 382 kg Месеца ? Шта ће нам Месец у кући !? Па добро, ево нашао сам и то: 0, 2 грама које је у једеном лету донела руска Луна продата је за "само" 442.500 долара. Па изволите !

Шалу на страну, већи део узорака се након анализа сместио у Џонсоновом свемирском центру, око 295 kg. Неки узорци су у музејима, а остатак комадића је подељено владама света.

4. Сјајна анегдота 1

       Једно од испитних питања једног студента физике гласило је „Показати како је могуће одредити висину неке високе зграде помоћу барометра “. Студентов одговор је гласио: - Однећу барометар на врх зграде, везаћу га за дугачак конопац, спустићу га до тротоара, а затим ћу га поново подићи. Измерићу дужину канапа. Дужина канапа је висина зграде”. После оваквог одговора студента професор реши  да одговор оцени нулом, док је студент захтевао највишу оцену. Оформи се испитна комисија. Један од чланова комисије (професор) закључи да студент заиста има добар разлог за високу оцену, с обзиром да је дао комплетан и тачан одговор! С друге стране, кад би добио високу оцену из физике, то би значило својеврсно признање у овој области, што његов одговор ипак није потврђивао, и предложи да студент још једанпут покуша да реши овај задатак. Студент добије шест минута да реши задатак уз упозорење да његов одговор мора да покаже бар неко знање из физике! При крају петог минута студент још ништа није записао! Члан комисије га упита да ли жели да одустане, али му је студент одговорио да има много одговора на овај проблем. Управо је размишљао о најбољем решењу. Професор (члан комисије) се извинуо што га прекида и замолио га да настави. У следећем минуту он је написао свој одговор који је гласио: - Однеси барометар на врх зграде и нагни се преко ивице крова.Испусти барометар, а штоперицом мери време док не тресне о тротоар. Тада, користећи формулу  h=gt2/2 израчунај висину зграде.

    У том тренутку, професор (члан комисије), реши да упита колегу професора испитивача, да ли сад он одустаје од давања лоше оцене, али се сети да му је студент рекао да има још много решења за овај проблем, па се „врати” студенту:

- Поменули сте још решења…

- Па…, – рече студент – постоји много начина да се одреди висина зграде уз помоћ барометра. На пример, можете изнети барометар напоље, под претпоставком да је сунчан дан, измерити висину барометра, затим дужину његове сенке, дужину сенке зграде, а онда обичном пропорцијом, уз помоћ Талесове теореме, израчунати висину зграде!

- Сјајно!  … А остали начини?…

- О да… – настави студент – постоји један основни метод мерења који ће вам се сигурно допасти. У овом методу, узмете барометар са собом и почнете да се пењете уз степенице. Претходно, на зиду лупите цртицу да означите дужину барометра. Затим, како се пењете, маркирате стално дужину барометра. Тако ћете добити висину зграде у јединицама дужине барометра!

- Веома директан метод! – охрабри га професор.

- Наравно, – наставио је студент – ако желите мало софистициранији метод, можете везати барометар за крај опруге, заљуљати га као клатно и затим одредити вредност гравитационе константе на нивоу улице, а онда на врху зграде. Из разлике за гравитационо убрзање, може се, у принципу, израчунати висина зграде! Такође, користећи исти принцип, можете однети барометар на врх зграде, везати га за дугачки канап, затим спустити до површи тротоара и заљуљати. Тада можете израчунати висину зграде према периоду осциловања клатна!

- На крају, закључио је студент, постоје и многи други начини да решите проблем. Вероватно најбољи начин је да однесете барометар у приземље и да покуцате на врата домара зграде. Када вам домар отвори врата, ви треба само да кажете:Господине домару, ово је диван барометар! Ако ми кажете колика је висина зграде, поклонићу вам га!

У том тренутку професор(члан комисије)  није више могао да издржи па  упита студента да ли заиста не зна конвенционални одговор на овај проблем. Признао је да га зна, али му је рекао да је сит професора и асистената на факултету, који покушавају да му наметну свој начин размишљања.

Студент се звао Нилс Бор - чувени дански физичар, добитник Нобелове награде 1922.

А Професор (члан комисије за поновно одговарање студента ) био је, нико други него, Сер Ернест Радерфорд, некад председник Краљевске Академије Енглеске и добитник Нобелове награде за физику.

 

 

   5.  Сјајна анегдота 2 

          Макс Планк (1858-1947) је био именован за редовног професора на Универзитету у Берлину још док је био доста млад, што је било неуобичајено за то време. Једног дана пошто је заборавио у којој учионици треба да одржи предавање, зауставио се испред најближе канцеларије да то сазна. „Молим вас, реците ми“, упитао је старијег службеника у канцеларији, „у којој учионици професор Планк држи предавање данас ?“ Старији човек га је потапшао по рамену. „ Не иди тамо, младићу“, посаветовао га је. „Ти си исувише млад да разумеш предавања нашег ученог  професора Планка!“

 

 

6. Шта треба знати о штетности мобилног телефона ?

Ако сте решели да побегнете од мобилног телефона и одете на уживање у планину ... Е, и од тога нема више ништа ! Магарци на својим леђима носе соларне ћелије које служе за пуњење мобилних телефона.! Неко ће још рећи : „Ништа без наших магараца ! “О штетности ? Ко још прича о штетности или можемо само причати о штетности ...Па, хајде нешто да попричамо и о томе.

Велики број истраживања указују да електромагнетно (ЕМ) зрачење штетно делује на наше здравље. У последњих неколико деценија нагло је порастао број корисника мобилне телефоније и других видова бежичне комуникације, као што су бежичне интернет везе , GPS системи итд. То су нове технологије. Какво је њихово дугорочно дејство на наше здравље !? Потребно је време. Шта је са превентивом ? Скоро да су сви дигли руке од тога !

            Старе технологије: далеководи, трансформатори, кућне електроинсталације,, радио и ТВ апарати, и класични кућни електроуређаји такође емитују ЕМ зрачење. Прошло је „довољно“ времена да се осети њихов дугорочни утицај на наше здравље. Па добро – ништа страшно ! Зашто онда причати о мобилном телефону ? Тачно је да нисмо видели никог да је легао на  трансформатор да спава ? Тачно је да се не пентрамо по бандерама сваког дана ! А мобилни ? Е, то је једини уређај, не знам ко га нема, који је стално тик уз нас. Рођена је и генерација  „палчице и палчића“ Некад су деца више гледала у небо ( у звезде ), данас је све па и небо у мобилном телефону ! Неки га носе уз тело, у џепу или окаченог о врат (лоше), други у торби (добро). Док разговарају, неки га држе прислоњеног уз уво (лоше), а други користе слушалице (веома добро).

            Дилеме више нема:

  1. Корисници мобилних телефона имају повећан ризик од оболевања малигних тумора (на удару најчешће мозак);
  2. Један сат коришћења мобилног телефона дневно знатно повећава ризик после 10 ( или од 10 до 50 ) година;
  3. Узраст је значајан фактор – највећем ризику су изложени млади (особе до 20 година изложене су троструко већем ризику, бебе поготову );
  4. Велики број Руских студија показују да ЕМ зрачење може бити узрок:
  • Високог крвног притиска;
  • Промена белих и црвених крвних ћелија;
  • Поремећај имуног система;
  • Метаболичких промена;
  • Хроничног стреса итд.

Нисам имао намеру да код Вас развијем панику и страх. Више да укажем на превентиву која зависи лично од нас и само од нас. Ситница.- једостано која свима нама може и те како да значи. Да закључимо: Шта да урадимо да би смо умањили опасност од штетног дејства ЕМ зрачења мобилног телефона:

  1. користите слушалице;
  2. избегавајте дуге разговоре;
  3. шаљите СМС/ММС поруке уместо разговора;
  4. избегавајте затворене просторе;
  5. избегавајте да држите телефон уз тело када га не користите.

Још нешто: Ако некад кренем у планину ја ћу без соларних ћелија на леђима мени драгих животињица магараца.

 

 

7. КОЛИКА ЈЕ НАЈВИША МОГУЋА ТЕМПЕРАТУРА ?

     Прво – браво за све оне који су до мене проследили своје сјајне идеје о највишој могућој температури. А онда да кренемо редом. Од нуле.

 

     Сви (углавном) знамо да је најнижа могућа температура - нула К (апсолутна нула). Она нигде у природи не постоји. А колика је температура космоса ? Мало виша  и износи -2,73 К. За то откриће, само на први поглед безначајно, Вилсон и Пензијас добили су Нобелову награду 1978. године.  Али колика је највиша (теоријски) могућа температура ?

   Топлота је енергија коју свака материја има у себи, а која настаје кретањем атома и молекула. Температура је „измишљен“  појам – да би могли да разговарамо о томе колико нека материја поседује такве енергије и да би то могли да изразимо нумерички. Када неком предмету „подижемо температуру“ ми заправо додајемо топлотну енергију његовим атомима и молекулима и тиме их терамо да се крећу брже. Ако тог кретања уопште нема – онда смо постигли крајњу границу хлађења, односно, досегли смо до апсолутне нуле. Приметите да ово наше задато питање може да гласи и: Да ли постоји граница у брзини којом могу да се крећу атоми и молекули ?

Да се осврнемо, пре одговора, на неколико значајних чињеница. Ако је материја чврста – на вишој температури отопиће се и постаће течна. На још вишој температури течност ће почети да кључа и претвориће се у пару или гас. То је стање у коме атоми или молекули слободно јуре около у свим правцима. Како температура постаје виша и виша (немојте, молим Вас, рећи већа и већа) они се крећу све брже и брже. Хајде да „погледамо“ у нашу рерну, у којој се пеку колачи на 180 С,   и „видимо“ како се они ту крећу. Њихова просечна брзина је невероватних 2.300 km/h.

    Ако је материја сачињена од молекула они ће захваљујући огромној енергији  судара бити разбијени на делове. Свако молекулско једињење ће бити растављено на саставне делове-атоме. На довољно високој температури електрони ће бити отргнути од атома , стварајући кључали течни пакао слободних електрона и наелектрисаних субатомских честица, који називамо плазма. То стање је у унутрашњости звезда где температуре досежу десетине милиона степени.

   Да ли је могућа још виша температура !? Зашто да не !  Изгледа да нема ничег што би нас спречило да још више и више загревамо електроне и друге делове атома у плазми и „натерамо“ их да се крећу још брже и још брже ! Само докле ? Наш зет Алберт Ајнштајн нам је прво поручио да електрон у плазми, или било који други предмет, може да се приближи брзини светлости ( у вакууму та брзина је 1,08 милијарди километара на сат ),  али никада не може да је достигне. Друго – што се честице крећу брже и брже, оне постају масивније и масивније.

    Коначно – највиша температура (плазме), теоријски, износила би 140.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 степени (свеједно – Целзијуса или Келвина). Честице такве плазме имале би брзину светлости и биле би бесконачно масивне. То нема физичког смисла. Могуће је, да се брзина честица приближи брзини светлости и тада би њихове „масе“  биле коначне, а температура би била опет близу исказане – теоријске.

Као што „видите“ нема места за бригу – какво глобално загревање ! Има још форе ...

* Напомена. О овоме можете више прочитати у часопису Астрономија (бр. 7 и 8 из 2007. Аутор:Драго Драговић)

 

8. ШТА ЈЕ ТОПЛИЈЕ ?

          Када се осврнете око себе и на кратко додирнете неки гвоздени предмет па онда дрвени. Који је утисак ?  Ако је пролећни дан - дрво је "топлије". Ако је врели летњи дан (отворено сунце ) - гвожђе је врело ( "топлије" ). На основу утиска - дрво и  гвожђе су увек на различитој температури. Међутим, то је само на основу нашег утиска. Шта је онда тачно ? Тачно је да су и дрво и гвожђе на истој температури. Како објаснити то.

      Када је температура околног простора нижа од температуре нашег тела ( пролећни дан ) и када додирнемо дрво ( и дрво је на нижој температури у односу на температуру нашег тела - на истој температури која је и у околини ) топлота прелази са нашег тела на дрво. По принципу термодинамике топлота спонтано прелази са тела више температуре на тело ниже температуре. Исто ће се десити и када додирнемо гвожђе. Само ће гвожђе тада за исто време да нам одузме више топлоте. Гвожђе је бољи проводник топлоте од дрвета. Познато вам је - један крај кратког дрвеног штапа може да гори а други може да се држи у руци. Исто то не можете ( таман посла ) да урадите са металним штапом. Један крај да ужарите а други да држите руком.

       Шта се дешава када је врели летњи дан ? Слично. Само тада је температура нашег тела нижа од температуре дрвета и гвожђа па топлота прелази на наше тело. У случају гвожђа - више нам преда гвожђе топлоте за исто време него дрво и због тога је само утисак да је гвожђе врело а дрво није. Значи, још једном, гвожђе и дрво су на истој температури. Није могуће да буду довољно дуго у контакту а да имају различите температуре. У природи увек топлота спонтано прелази са тела више температуре на тело ниже температуре, када су она у контакту, све док се температуре не изједначе.

           Све је то уреду. Шта ће мо са утисцима ? Е, па, видите, наши утисци нас често варају ! Немојте им увек веровати !

 

 

9. Шта је теже- килограм перја или килограм гвожђа ?     

               И мени су најчешће постављали ово питање. Какви су били моји одговори ? У раном детињству нисам имао дилеме – теже је гвожђе. Касније ми је неко објаснио да је то исто – иста је тежина. Какав је данас мој одговор ?

             Да кренемо редом. По Архимедовом закону на свако тело потопљено у течност делује сила потиска (на горе). Да ли та сила постоји и када је тело у ваздуху ? Да. Само је она за исто тело доста мањег интензитета у ваздуху него у води. Даље. Та сила потиска зависи и од запремине (у нашем случају исте су масе ). Већа  запремина – јача сила (на горе). Како вам је кад уместо потапања у воду мале лопте узмете велику ? Архимед нам је поручио  : „ ...на свако тело потопљено у течност делује сила потиска једнака тежини телом истиснуте течности“. Значи и килограм перја и килограм гвожђа су тела потпуно „потопљена“ у ваздух и килограм перја има већу запремину од килограма гвожђа. Сила потиска (на горе) је већа у случају перја. Тежина је сила која се преноси нормално на подлогу – на доле. То је сила земљине теже умањена за силу потиска. Пошто је сила потиска за перје већег интензитета (силе земљине теже су исте) то је сила која се преноси на подлогу (тежина) у случају перја мања, то значи да килограм гвожђа има већу тежину – реално теже је  гвожђе ! Колика је разлика ? Јесте веома мала, али реално она постоји.

                Закључак – деца су увек у праву !