Sobotnie wykłady dla uczniów

22 maja 2010	„Mechanika od Newtona do Einsteina”
	sobotni wykład otwarty dla uczniów gimnazjów
	prowadzący:	dr hab. Krzysztof Korona
	asysta:	Andrzej Gołębiewski, Katarzyna Surowiecka
	czas:	10:00-11:30, 12:00-13:30
	miejsce:	Wydział Fizyki UW, ul. Hoża 69, Sala Duża Doświadczalna

Streszczenie

Mechanika jest jedną z najstarszych i najczęściej stosowanych w życiu codziennym dziedzin fizyki. Nazwa jej wywodzi się z greckiego mechane – maszyna. Podstawą nowożytnej mechaniki są ogłoszone w 1687 r. prawa Newtona i zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu. Sto lat temu, w 1905 roku ogłoszona została teoria względności Einsteina będąca podstawą mechaniki relatywistycznej. Również sto lat temu opublikowano pierwsze prace z mechaniki kwantowej. Teoria kwantów i teoria względności rozszerzają prawa mechaniki na obszar atomowy i obszar wielkich prędkości. Dzięki tym teoriom, potrafimy obecnie stosować prawa fizyki nie tylko w naszym najbliższym otoczeniu, ale także w skalach mikroskopowej i kosmicznej.

Na wykładzie omówimy takie pojęcia jak: siła, prędkość, przyspieszenie, masa, pęd, energia, moment siły, moment bezwładności itd. Pokażemy między innymi pomiar prędkości światła, ruch w próżni, prosty silnik odrzutowy, kamienie celtyckie.

Czy wiesz, że?

Choć prędkość światła ma ogromną wartość (300 tys. km/s = 1080 mln. km/h), to jednak współczesna technika pozwala nam na osiągnięcie prędkości na tyle bliskich prędkości światła, że konieczne staje się stosowanie teorii względności (mechaniki relatywistycznej). Prędkości relatywistyczne osiągają, na przykład, elektrony w telewizorach i monitorach. Satelity kosmiczne mają nieco mniejsze prędkości, ale na tyle duże, że w sieci GPS trzeba uwzględniać poprawki relatywistyczne.

Zarówno do analizy piruetu wykonywanego w tańcu, jak i do opisu ruchu planet stosujemy to samo (mało znane) prawo fizyczne - zasadę zachowania momentu pędu. To dzięki umiejętnemu wykorzystaniu tej zasady można zrobić więcej obrotów w piruecie, a także dzięki tej zasadzie można uniknąć wpadnięcia w czarna dziurę.

Choć mówi się czasem, że elektrony, atomy i cząsteczki opisywane są przez inne prawa (prawa kwantowe) niż zjawiska z życia codziennego, to tak naprawdę są to te same prawa, tylko inaczej zapisane. Na przykład, zasady zachowania energii i pędu obowiązują tak samo wewnątrz atomów, jak i wewnątrz galaktyk. Z kolei niektóre zjawiska makroskopowe jak nadprzewodnictwo, czy lasery dają się wyjaśnić tylko na podstawie mechaniki kwantowej.

Materiały

Prezentacja (PDF; 2,7 MB)