Kombinovani predmet

Čovek vekovima posmatra pojave oko sebe i nastoji da ih objasni. Na osnovu tog viševekovnog posmatranja, ljudsko znanje o prirodi neprestano se bogatilo i proširivalo.

Tako je nastala jedna od najstarijih nauka o prirodi: FIZIKA

Prirodne pojave su uvek zanimale čoveka, a naročito one od kojih je zavisio (na primer suša). On ih je  posmatrao, a onda pokušavao da objasni. Tako su nastajala znanja od kojih se razvila nauka o prirodi.

Fizika (grčki: φύσις, phisis: priroda) je osnovna prirodna nauka koja proučava osnovna ili suštinska svojstva prirodnih pojava i tela. Fizičari proučavaju osnovna svojstva, strukturu i kretanje materije u prostoru i vremenu. Najutemeljenije pojave se nazivaju fizičkim zakonima ili zakonima fizike, međutim, i oni su kao i sve druge naučne teorije, podložni promenama. Pri tome, novi fizički zakoni obično ne isključuju stare, nego samo ograničavaju domen njihovog važenja.

Fizika je teorijska i eksperimentalna nauka. Da bi objasnili neke pojave, naučnici su postavili određene teorije koje predstavljaju skup određenih tvrdnji. U ranijoj filozofiji filozofi su do zaključaka i svojih teorija dolazili posmatranjem i razmišljanjem; eksperiment nije bio predmet njihovog interesovanja. Kasnije dolazi do potrebe za empirizmom i potvrdom tvrdnji i, kao prirodan sled toga, na scenu stupa eksperiment kao potvrda izrečenih tvrdnji. Eksperiment je analitički postupak za proučavanje uzročnoposledičnih odnosa. To je metod naučnog istraživanja u kojem se namerno i sistematski menja neka pojava, radi izazivanja, a onda posmatranja i merenja neke druge pojave. On je organizovan i kontrolisan postupak naučnog istraživanja da dobijeni rezultat nesumnjivo i nedvosmisleno potvrđuje ili odbacuje postavljenu tvrdnju, odnosno teoriju. Danas predstavlja neizbežan metod naučnog istraživanja.

Navešćeno primer:

Aristotel, kao jedan od napoznatijih „starih“ filozofa, tvrdio je da teža tela brže padaju od lakših tela pri slobodnom padu. To mišljenje je vladalo sve do pojave jednog zanimljivog naučnika – Galilea Galileja koji je „među prvima“ uveo eksperiment kao način naučne metodologije – i opovrgao tu tvrdnju, bez obzira da li se to desilo tako što je tela različite mase bacao sa Krivog tornja u Pizi ili „spuštanjem sa strme ravni“. Tela padaju pod istim gravitacionim ubrzanjem, istom brzinom, na istom mestu, bez obzira koje su mase. Eventualne razlike potiču od drugih uticaja (npr. slobodno padaju dve kugle istih dimenzija, ali od različitih materijala, samim tim različite mase, one pri istim uslovima padaju približno istom brzinom, osim ako jednu ne zakačite na padobran; u tom slučaju situacija je potpuno drugačija, ali o tome nešto kasnije).

Nekad je u hronološkom sledu događaja eksperiment prethodio teoriji, na primer Ersted je primetio da igla kompasa skreće za određeni ugao u prisustvu provodnika električne struje (oko 1820. godine); mađutim, nije znao objašnjenje toga; Faradej je približno 11 godina kasnije, oko 1831. godine, izneo „Zakon elektromagnetne indukcije“ kojim je povezao elektricitet i magnetizam, koji u ranijim saznanjima nisu dovođeni u direktnu vezu, bar ne u tolikoj meri. Nekad je prednjačila teorija kao u slučaju kada je Higs, šezdesetih godina dvadesetog veka (1964. godine), predvideo teorijski postojanje čestice koja će po njemu dobiti naziv Higsov bozon, što će biti tek 2012. godine eksperimentalno dokazano u CERN-u (detektovana je čestica koja bi mogla biti Higsov bozon).

Fizika i druge nauke

Fizika i druge nauke se prepliću, pogotovo je to slučaj sa prirodnim naukama, tako da međusobno utiču jedna na drugu, nekada multidisciplinarno, dajući odgovore na neka kompleksna pitanja. Multidisciplinarno znači da više disciplina, odnosno nauka daju odgovor na neko komplikovano pitanje. Fizika je pomoću nekih svojih teorija, npr. kvantne teorije, objasnila neke pojave i procese u hemiji, sada rešava pitanja bitna za biologiju i medicinu. Matematika je neodvojivo vezana za fiziku. Jezik kojim govori fizika je matematika.

Fizičke pojave i procese (svojstva i stanja tela, pojave i procese u prirodi) opisujemo pomoću fizičkih veličina.

Fizička veličina (fizikalna ili merna veličina) podrazumeva određeni pojam koji bliže i preciznije određuje neku fizičku pojavu ili osobinu prirode.

Postoji sedam osnovnih fizičkih veličina:

1. Dužina, merna jedinica je metar – m
2. Vreme, merna jedinica je sekunda – s
3. Masa, merna jedinica je kilogram – kg
4. Temperatura, merna jedinica je kelvin – K
5. Jačina svetlosti, merna jedinica je kandela – cd
6. Jačina struje, merna jedinica je amper – A
7. Količina supstance, merna jedinica je mol – mol

Izvedene veličine se dobijaju iz osnovnih.

Kada pokušavamo da objasnimo odnose između određenih fizičkih veličina prilikom objašnjenja nekog procesa mi koristimo matematičku formulaciju. Na primer kod ravnomernog pravolinijskog kretanja sa konstantnom brzinom:

Brzina je jednaka količniku između pređenog puta i vremena (matematička relacija koja dovodi u odnos v – brzinu,s – pređeni put i t – vreme). O tome ćemo detaljnije u jednoj od narednih lekcija. Veza između fizičkih veličina izražava se fizičkim zakonom kao delom određene fizičke teorije. Matematička relacija nam pomaže u tom izlaganju. Ona predstavlja određenu tvrdnju koju eksperimentalno možemo potvrditi i tu određenu fizičku veličinu meriti na određeni način.
Fizika je doprinela razvoju tehnike (elektromagnetizam – elektrotehnika, elektrotehnika, opet, razvoju računara itd.), mašinstvo… Dijagnostički i terapijski instrumenti u medicini (dijagnostički – rendgen aparat, terapijski – npr. određeni laseri koji se koriste u hirurgiji) povezani su sa primenom saznanja iz oblasti fizike.

Takve veze, naravno, postoje i u biologiji (na primer mikroskopiranje bioloških preparata – mikroskop je nastao kao posledica saznanja iz fizike).

Fizika je povezana i sa geografijom, bilo da pojašnjava klimatske uslove i pojave, struje u morima, meteorološke prognoze, navigaciju uz pomoć kompasa, razmere ili kartografiju…

Fizika i astronomija su povezane tako da je, na primer, osmatranje svemira nezamislivo bez optičke teleskopije, spektralne analize, radio-teleskopije itd, što takođe ima korene u fizičkim saznanjima.

Pojave koje proučava FIZIKA

– Mehaničke pojave  – Kretanje (planeta, satelita, aviona, automobila, ljudi, životinja, reka, vazduha, lopte….)

– Toplotne pojave – Topljenje leda, ključanje vode, temperatura tela, temperatura prostorije, temperatura mora, vetrovi, oluje, …

– Svetlosne pojave – Osvetljavanje prostorija, funkcionisanje oka, ponašanje svetlosti pri prolazaku kroz različite sredine, nastajanje duge, boje, funkcionisanje dvogleda i mikroskopa, udar groma…

– Zvučne pojave – Zvučni izvori, buka, prostiranje zvuka, muzički instrumenti…

– Električne pojave – Naelektrtisanje tela, munje i gromovi, funkcionisanje električnih uređaja, prenos informacija putem radija i televizije, kretanje informacija u ljudskom organizmu putem nerava….

– Magnetne pojave – Rad kompasa, Zemlja kao veliki magnet, privlačenje i odbijanje magnetnih polova…