Enrico Fermi

Praca badawcza na temat Enrica Fermiego
ENRICO FERMI
1901-54 roku, włoski fizyk, profesor uniwersytetu w Rzymie, Nowym Jorku, Chicago (1938 wyemigrował z faszystowskich Włoch do USA). Jeden z najwybitniejszych ludzi dwudziestego wieku. Jeden z twórców podstaw energetyki jądrowej, kierował ogółem prac nad bombą atomową, uruchomił pierwszy reaktor jądrowy. Wraz z innymi wybitnymi fizykami zgromadzonymi w miasteczku zwanym Los Alamos w USA, odizolowani od reszty świata, dokonali wielu odkryć.
W 1938 roku otrzymał Nagrodę Nobla, za swoją pracę, w której przedstawił m.in. jak można rozbić jądro uranu bombardując je neutronami.
Od jego nazwiska został nazwany gaz. Gaz Fermiego- to taki, który zawiera zbiór identycznych, nie oddziaływujących na siebie cząstek opisywanych przez statystykę Diraca Fermiego. Przykładem jest gaz elektronów w metalu.
Dla uczczenia Enrica Fermiego nadano w 1955 roku nazwę ferm. FERM Fm, fermium, jest to sztucznie otrzymany promieniotwórczy pierwiastek chemiczny o liczbie atom. 100, liczbie masowej najtrwalszego izotopu 257 (T1/2 = 80 dni); należy do aktynowców; odkryty (razem z Einsteinem) 1952 przez G. Seaborga i jego współpracowników w produktach eksplozji termojądrowej, przeprowadzonej na atolu Eniwetok.
Ponadto Fermi zajmował się zaawansowaną matematyką. W swoich pracach zajmował się prostym, jasnym językiem, ponieważ nie lubił zbytniego formalizmu, niepotrzebnego komplikowania opisu zjawisk. Bardzo lubił rozwiązywać nietypowe problemy, w których musiał szacować różne dziwne wielkości.
Najsłynniejszym pytaniem Fermiego jest: Ile ziarenek gorczycy znajduje się w 1 litrowym słoiku?
W niniejszej pracy przedstawiam rozwiązania kilku zadań, które można nazwać ,,pytaniami Fermiego’’.


Zadanie 1

1 Jak długą kolejkę utworzyłyby wszystkie samochody osobowe wyprodukowane w ciągu roku na całym świecie?
2 Ile przeciętnie nowych samochodów produkuje się na świecie w ciągu 1 minuty?
3 Czy wszystkie samochody wyprodukowane w ciągu roku zmieściłyby się na polskich drogach, zakładając, że stałyby w jednej kolumnie?
1)
p Mając dane statystyczne, iż w Polsce produkuje się 644tys. Samochodów stanowiących 1,7% światowej produkcji możemy obliczyć światową produkcję samochodów korzystając z proporcji
100% - x
1,7% - 644 000

100%* 644 000
X= 1,7% » 37 882 352
p Uzyskaliśmy w ten sposób liczbę samochodów produkowanych na świecie w ciągu roku
p Zakładając, że średni samochód osobowy mierzy
ok. 3,5 metra, możemy w ten sposób obliczyć jak długą kolejkę utworzyłyby wszystkie samochody wyprodukowane w ciągu roku
p Wykonujemy obliczenia
37 882 852 x 3.5m = 132 588 232
132 588 232m = 132 588.232 km
Odp1: Wszystkie samochody produkowane w ciągu roku na świecie utworzyłyby kolejkę o długości 132 588.232 km.
2)
p Wiedząc, iż w ciągu roku produkuje się 37 882 352 samochodów osobowych, możemy obliczyć ile produkuje się w ciągu jednej minuty Wykonując na przykład następujące obliczenia:
p 37 882 352:12(miesięcy w roku)»3 156 863 3 156 863- to przybliżona liczba samochodów produkowanych w ciągu miesiąca
p 3 156 863:30(dni w miesiącu)»105 229 105 229- to przyblizona liczba samochodów produkownych w ciągu jednego dnia
p 105 229:24(godz. w ciągu 1 dnia)»4 385 4 385- to przybliżona liczba samochodów produkowanych w ciągu jednej godziny
p 4 385:60(min. w ciągu jednej godz.)»73
73- to przybliżona liczba samochodów produkowanych w ciągu jednej minuty
Odp2: Na świecie w ciągu jednej minuty produkuje się około 73 samochody.

3)
p Długość dróg w Polsce to 35 820 km, samochody tworzą kolejkę długości 132 588,232 km
p Wykonujemy dzielenie 132 588,232 km:35 820 km» 3,5
Odp3:Na polskich drogach zmieściloby się mniej niż jedna trzecia wszystkich samochodów.




Zadanie 3


1)Ile kilogramów chleba zjadasz w ciągu roku?
2)Ile mąki potrzeba na wyprodukowanie takiej ilości chleba?
3)Jaki obszar ziemi należałoby obsiać zbożem, aby można było otrzymać taką ilość mąki?

1)

Zakładam, że jeden chleb waży 1 kg = 100g oraz, że średnio codziennie zjadam ćwiartkę chleba, czyli 25 dag = 0,25 kg
Obliczam, ile chleba zjadam w ciągu roku, wykonując następujące działania:
0,25 x 365 dni = 91,25


Odp1: Wciągu roku zjadam 91,25 kilogramów chleba, czyli około
91 bochenków


2)
Na upieczenie 1 bochenka chleba potrzebne jest nam 40 dag mąki
Obliczam ile potrzeba mąki na upieczenie 91 bochenków chleba
91 kg x 0,40 kg = 36,4 kg
Odp2: Na wyprodukowanie takiej ilości chleba potrzeba nam w przybliżeniu około 36 kilogramów mąki.


3)
W Polsce zbiera się około 3,5 kwintala pszenicy z 1 hektara ( 1 kwintal = 100 kilogramów)
3,5 kwintala = 3 500 kilogramów
Załóżmy, że z 3 500 kg pszenicy otrzymamy o połowę mniej mąki, czyli 1 750 kg
Aby obliczyć jaki kawałek ziemi należy obsiać, abyśmy uzyskali 36 kg mąki układam proporcje:


1 750 kg – 1 ha
36 kg - x
36 kg * 1 ha
X = 1 750 kg » 0,02 ha
0,02 ha = 2a = 200 m2

Odp2:Aby otrzymać 36 kg mąki wystarczy obsiać
pole wielkości 2 arów


Zadanie 3

1)Jak dużą powierzchnie zajęłyby podręczniki do matematyki wszystkich uczniów twojej szkoły i gimnazjum, gdyby je ułożyć jeden obok drugiego?
2)Czy to więcej niż powierzchnia boiska szkolnego? Jak wysoki byłby stos ułożony z tych podręczników, gdyby je ułożyć jeden na drugim?
3)Czy byłby wyższy niż najwyższy budynek w miejscowości w której mieszkasz?

1)
& Oto wymiary książki do matematyki, z których obliczam pole całej książki.
15 cm x 24 cm = 360 cm2
0,15 m x 0,24 = 0,036 m2
& Wyznaczam, ile osób chodzi do poszczególnych szkół uczniowie z liceum i technikum – 534 osoby uczniowie z Gimnazjum – 320 osoby
534 + 320 = 854
& Obliczyliśmy, że wszystkich uczniów posiadających książkę do Matematyki o tych wymiarach jest 854 osoby.
& Mnożę wymiary książki przez liczbę uczniów
360 cm2 x 854 = 307 440 cm2
0,036 m2 x 854 = 30,744 m2

Odp1: Wszystkie książki zajęłyby powierzchnie równą 30,744 m2

2)
& Zakładamy, że dysponujemy boiskiem, o wymiarach 6 m x 5 m
& Jego powierzchnia zatem jest równa 30 m2
& Wykonujemy zatem dzielenie:
Powierzchnia książek 30,744 m2
Powierzchnia boiska = 30 m2 »1

Odp2 : Wszystkie książki nie zmieściłyby
się na szkolnym boisku.

3)
& Obliczam wysokość stosu składającego się z 854 książek zakładając, że kaich ma grubość 1,5 cm
& 1,5 cm x 854 = 1 281 cm
1 281 cm = 12,81 m
& W mojej miejscowości najwyższy budynek mierzy 30 m

Odp3 : Wszystkie książki utworzyły stos wysokości 12,81 m i byłby on mniejszy od najwyższego budynku w mojej miejscowości.


Zadanie 4 ( dodatkowe )

– Oblicz ile drzewek iglastych, a ile liściastych rośnie w lesie mieszanym ( pół na pół ) o powierzchni 1 ha ?
– Uwzględniając, że drzewka sadzi się co 1 metr, możemy wyliczyć ile drzewek jest w całym lesie. 1 ha = 10 000 m2 = 100 m 100 m : 1 m = 100
– Jeśli jest to las mieszany to połowa z tego to drzewa iglaste, a połowa to drzewa liściaste czyli: 100 : 2 = 50

Odp : W lesie o powierzchni 1 ha zawsadzono 50 drzewek iglastych i 50 liściastych.




Zadanie 5


S W czasie pewnej ulewy na Warszawe spadło 30 mm wody. Ile litrów wody deszczowej przypadło na jednego mieszkańca?
S Czy w tej ilości wody można się umyć?

Szacujemy potrzebne wielkości:
S Szacujemy powierzchnię Warszawy ( w metrach kwadratowych ), zakładamy, że jest zbliżona do pola prostokąta o wymiarach 25 km x 20 km powierzchnia Warszawy:
20 x 102 x 25 x 103 = 500 x 1016 = 5 x 108
liczba mieszkańców Warszawy:
1,6 mln = 1,6 x 10 6
S Opad 30 mm oznacza, że gdyby woda nie wsiąkała i nie spływała, utworzyłaby na ziemi warstwe o grubości 30 mm
Obliczenia:
30 mm = 0,03 m
0,03 m x 5 x 108 = 0,15 x 108 = 1,5 x 107 [ m3 ]
1,5 x 107
1,6 x 106 = 0,9375 x 10 » 9,4 [ m3]
S Z obliczeń wynika, że na jednego mieszkańca Warszawy przypada ponad 9 m3 wody deszczowej.Kąpiąc się w wannie przeciętnie zużywamy 150 litrów ( 150 dm3 ) wody.
S 9 m3 = 9 x 103 dm3 = 9 000 dm3 9 000 : 150 = 60

Odp: Wody deszczowej wystarczyłoby na 60 kąpieli dla każdego mieszkańca.