Füüsika 10.klass I kursuse (FLA) kordamisküsimused ja PÕHJALIKUD vastused (0)

FLA
1. Mis on loodus? Millele loodus vastandub? Inimlikule, tehislikule? Loodus on inimest ümbritsev ja inimesest sõltumatult eksisteeriv keskkond. Loodus vastandub selles määratluses inimeste poolt loodud ehk tehiskeskkonnale, aga ka inimesi ümbritsevale mentaalset ehk vaimset komponenti (kunsti, muusikat, arhitektuuri, kirjandusteoseid jne) sisaldavale keskkonnale, mida nimetatakse kultuuriks . Kõik koosneb ainest ja väljast. Aine ja väli on kaks põhimõtteliselt erinevalt käituvat looduse alget. Looduses esineb tasemeline struktureeritus. Igal kindlal struktuuritasemel toimuvaid nähtusi võib seletada sellel tasemel oluliste seaduspärasuste abil ja see ei sõltu kuigivõrd teistele struktuuritasemetele iseloomulikest nähtustest. Sõna loodus ongi maailma see sünonüüm, mis kõige probleemivabamalt sobib füüsikalisse konteksti. Sõnal maailm on ju olemas ka mittefüüsikalised tähendused (mõttemaailm, tundemaailm jne), sõnaga Universum kaasnevatest probleemidest oli aga juba ülalpool juttu . Loodus (lad.k. natura ) on inimest ümbritsev ja inimesest sõltumatult eksisteeriv keskkond. Loodus vastandub selles määratluses inimeste poolt loodud ehk tehiskeskkonnale, aga ka inimesi ümbritsevale mentaalset ehk vaimset komponenti (kunsti, muusikat, arhitektuuri, kirjandusteoseid jne) sisaldavale keskkonnale, mida nimetatakse kultuuriks.
2. Mis on maailm? Miks maa, miks ilm?
Kui inimene kasutab iseenda kohta mõistet mina, siis maailma moodustab kõik tema mina piirist väljapoole jääv ehk mitte-mina. Maailmaks nimetatakse kõike, mis ümbritseb mistahes konkreetset inimest ehk indiviidi samamoodi nagu kõiki teisi inimesi. Seega jäävad vaatluse alt välja inimese mõttemaailm, tundemaailm ja muud sellised maailmad. Valdava osa inimeste usk nii määratletud välismaailma objektiivsesse ehk mistahes indiviidist sõltumatusse eksistentsi põhinebki asjaolul, et kõik tervete meeleelunditega inimesed saavad nende elundite abil maailma kohta põhijoontes ühesugust infot. Täheldame ka, et rangelt võttes on igal inimesel oma maailm ja kõik teised inimesed on ühe konkreetse inimese maailma osad. Maailmapildiks on kombeks nimetada teadmiste süsteemi, mille abil inimene tunnetab teda ümbritsevat maailma ja suhestab end sellega. Maailmapilt on kogu süstematiseeritud info, mida indiviid maailma kohta omab. Võib rääkida ka suure inimgrupi või inimkonna kui terviku kollektiivsest maailmapildist, mis on kõigi antud gruppi kuuluvate inimeste maailmapiltide koondvariant. Kui soovitakse rõhutada maailmapilti moodustava info saamise ühesuguseid ehk universaalseid füüsikalisi meetodeid või maailmapildi äärte puudumist, siis kasutatakse sageli maailmaga samas tähenduses mõistet Universum . Kerge on märgata, et Universumis esineb tasemeline struktureeritus. Ühe kindla struktuuritaseme moodustavad ligikaudu ühesuguste mõõtmetega ja sarnaselt käituvad objektid
3. Kuidas saab teada, mismoodi loodus toimib? Loodus toimib vastavalt loodusseadustele. Neid loodusseadusi loovad loodusteadlased läbiviidud vaatluste põhjal. Selleks kasutatakse loodusteaduslikku meetodi. Loodusteadusliku meetodi all mõistetakse niisiis meetodit, mis seisneb vaatluste põhjal hüpoteeside püstitamises, nende põhjal ennustuste tegemises ja ennustuste paikapidavuse kontrollimises katsete (eksperimentide) läbiviimise teel. Loodusteadused on koondnimetus kõigile teadustele, mis annavad loodusnähtustele teaduslikke kirjeldusi ja seletusi ning ennustavad pädevalt uusi loodusnähtusi. Sõna teaduslik viitab meie poolt juba põhikoolis õpitud loodusteadusliku meetodi järjekindlale kasutamisele. Selle kohaselt esmase vaatluse (andmete kogumise) järel püstitatakse hüpotees (kuidas asi võiks olla?), seejärel korraldatakse hüpoteesi kontrollimiseks eksperiment (või sihipärane vaatlus ), viiakse läbi andmetöötlus ja lõpuks tehakse järeldus hüpoteesi kehtivuse või mittekehtivuse kohta.
4. Mis on loodusseadus ? Loodusseadus on looduse nähtuste juures esinev seaduspärasus, mida kinnitavad lugematud vaatlused või katsed ning mis ei sõltu inimesest. Loodusseadus- teaduslike faktide üldistus, võimaldab selgitada loodusnähtusi, kehtivad ühte moodi nii elusas kui ka eluta looduses. Seadus on loodusnähtuse kohta kehtiv kvantitatiivne ehk mõõdetav ja arvuliselt väljendatav, matemaatiliselt range valemi või võrrandina esitatav üldistus.
5. Kes on vaatleja, mida ta vaatleb ja miks ta vaatleb? Inimene on looduse vaatleja, kes saab infot looduse kohta oma meeleorganite vahendusel. Kuna inimese peamiseks aistinguliseks infokanaliks on nägemismeel, siis hakkab maailmapildi kujundamist oluliselt mõjutama valguse kiiruse väärtus. Oma aistingute alusel kujundab iga vaatleja maailmast omaenda spetsiifilise pildi ning relatiivsusprintsiibi kohaselt pole mitte ükski vaatleja eelistatud. Kui kaks vaatlejat on erinevates tingimustes (näiteks liiguvad teineteise suhtes), siis nad saavad erinevaid aistinguid ja maailm ongi nende jaoks erinev, mitte ei tundu erinevana. Vaatleja on inimene, kes saab ja töötleb infot maailma (looduse) kohta. Vaatlejat võib defineerida mitmeti, aga soovitav on seda teha tunnuste kaudu, mis ühel vaatlejal olema peavad. Vaatleja tunnusteks võiksid olla: 1. vaba tahe ehk valikuvabaduse olemasolu; 2. aistingute saamise võime, võtmaks maailmast vastu infot; 3. mälu ehk võime salvestada infot ja seda hiljem uuesti kasutada ning 4. mõistus ehk võime konstrueerida mälus olemasolevast infost süllogisme, tehes nii tõeseid järeldusi maailma kohta ilma vastavat aistingut saamata.
Vaatleja on subjekt, kes vaatleb füüsikalisi objekte.
Ta vaatleb kõike enda ümber,et saada infot end ümbritseva maailma kohta. Vaatleb selleks, et koguda infot.
6. Mis on vaatlus? Mille poolest võivad vaatlused erineda?
Tähelepanekute tegemist looduse kohta meeleelundite abil nimetatakse vaatluseks. Kitsamas mõttes mõistame vaatluse all meelelise info kogumist loodusobjekti omaduste kohta objekti ennast mõjutamata. Vaatlus on loodusteadusliku uurimistöö esimene etapp. Füüsikas kulgeb aeg aga erinevate vaatlejate jaoks erinevalt ning mingi sündmus võib ühe vaatleja jaoks olla juba toimunud, aga teise vaatleja jaoks veel toimumata. Klassikalise füüsika reeglite kohaselt mõtlev inimene kipub arvama , et kui sündmus on absoluutses ajas toimunud, siis see tegelikult ongi toimunud ja teisele vaatlejale vaid tundub, et sündmus on veel toimumata. Igal vaatlejal on omaenda tegelikkus. Vaatlejad võivad asuda erinevates kohtades, erinevates tingimustes. Vaatlejad tajuvad ja näevad asju erinevalt.
7. Mis on katse, mis on eksperiment?
katse ehk eksperiment. Need on täpselt sama tähendusega. Katse abil kontrollitakse hüpotenuusi tõenäosust. Katse käigus võib nähtust ise esile kutsuda ja uuritavaid objekte vastavalt soovile ka ise mõjutada. Eksperiment tuleb enne läbiviimist alati hästi läbi mõelda ja planeerida . Mingit teooriat tunnustatakse lõplikult alles siis, kui sellest teooriast lähtuvad ennustused on saanud eksperimentaalse kinnituse . Katse ehk eksperiment on looduse objekti eesmärgipärane mõjutamine või uuritava loodusnähtuse kunstlik esilekutsumine kontrollitavates tingimustes. loodusnähtus kutsutakse kunstlikult esile, protsess toimub katse korraldaja poolt kontrollitavates tingimustes.
8. Mida teha vaatlusest ja katsetest saadud andmetega? Kuidas seda teha? Kolmandaks uurimismeetodiks on andmetöötlus. Vaatluse ja katse käigus kogutakse infot, mida tuleb talletada ja töödelda. Peale katset tuleb koostada saadud andmetest statistika ning hakata neid analüüsima. Nende andmete abil saab arvutada ka teisi vajalikke suuruseid (standardhälve, keskmine jne) Eesmärk saada soovitud infot, tegemaks nt järeldusi ja hõlbustada otsustuste tegemist.
9. Mis on teadus? Milliseid teadusi on olemas ja mille poolest nad erinevad? Erinevad loodusteadused tegelevad looduse erinevate struktuuritasemetega. Värvikoodiga (sinine, kollane, roheline, hall) on vastavalt näidatud vaadeldava struktuuritasemega kõige rohkem tegelev loodusteadus : füüsika, geograafia, bioloogia või keemia.
Loodusteadused on koondnimetus kõigile teadustele, mis annavad loodusnähtustele teaduslikke kirjeldusi ja seletusi ning ennustavad pädevalt uusi loodusnähtusi. Sõna teaduslik viitab meie poolt juba põhikoolis õpitud loodusteadusliku meetodi järjekindlale kasutamisele. Selle kohaselt esmase vaatluse (andmete kogumise) järel püstitatakse hüpotees (kuidas asi võiks olla?), seejärel korraldatakse hüpoteesi kontrollimiseks eksperiment (või sihipärane vaatlus), viiakse läbi andmetöötlus ja lõpuks tehakse järeldus hüpoteesi kehtivuse või mittekehtivuse kohta. Miks-küsimuste ahelad lõpevad füüsikas reeglina printsiipidega, sest printsiipe me ei oska enam seletada. Geograafia on loodusteadus, mis uurib Maa pinda ja sellel toimuvaid protsesse. Bioloogia on loodusteadus, mis käsitleb elusas looduses kehtivaid seaduspärasusi. Keemia on loodusteadus, mis uurib ainete omavahelisi muundumisi ja sidet aine aatomite vahel. Füüsika on loodusteadus, mis uurib looduse põhivormide liikumist ja looduses esinevaid vastastikmõjusid. Matemaatika on teadus meid ümbritseva maailma hulgalistest, geomeetrilistest ja loogilistest omadustest.
10. Kuidas sündis teadus, see, mida me tänapäeval teaduseks nimetame ? No idea :/
11. Miks püüab füüsika vaadata üha kaugemale Universumi ja üha sügavamale ainesse ? Et sa küsida saaksid … … … . Tahetakse teada ja uurida, millest aine koosneb ja kui suur on Universum jne.
12. Mis on nähtavushorisont? Kuidas füüsika suhtub nähtavushorisontidesse?
Nähtavushorisondiks nimetame piiri, kuni milleni vaatlejal või inimkonnal tervikuna on olemas eksperimentaalselt kontrollitud teadmised füüsikaliste objektide kohta. Inimese isikliku nähtavushorisondi taha võivad jääda need loodusobjektid , millega tutvumiseni ta pole oma personaalses arengus veel jõudnud. Võib öelda, et neid objekte pole tema jaoks veel olemas. Inimkonna kui terviku nähtavushorisondi taha jäävad füüsikalised objektid enamasti põhjusel, et pole veel olemas vahendeid kas nii väikeste või nii suurte objektide vaatlemiseks . Objekt jääb nähtavushorisondi taha mitte lihtsa teadmiste puudumise tõttu ( juhtumisi pole seda asja veel uuritud) vaid vaatlusvahendite ebatäiuslikkuse tulemusena. Sisemine horisont on see, mida me juba teame ja väline on see, mille poole me suundume ja veel ei tea. Füüsika kui teadus erineb teistest loodusteadustest just selle poolest, et ta määratleb ja nihutab edasi inimkonna kui terviku nähtavushorisonte.
13. Miks on mõistlik vahet teha mikro -, makro- ja megamaailma uurimisobjektidel?
Makromaailmas kehtivaid füüsikaseadusi võime me uurida nägemismeelega vahetult hoomatavate katsete abil. Makrokehi kaasavate katsete korraldamine pole kuigi keeruline ja nende katsete tulemused on kõige veenvamad, kuna hüpoteesist eksperimendini viivad süllogismide ahelad pole kuigi pikad. See vähendab vea esinemise tõenäosust. Niisiis moodustavad makromaailma inimesest mõõtmete poolest mitte väga palju erinevad objektid. Mikro- ja megamaailmas pole enam rakendatavad kõik klassikalise füüsika seadused. Mikromaailma objektide liikumist tuleb klassikalise (Newtoni) mehaanika asemel kirjeldada kvantmehaanika abil. Megamaailma objektide massid võivad olla nii suured, et nende objektide kirjeldamisel tuleb appi võtta üldrelatiivsusteooria. Nimelt pole ajal ja ruumil suure massiga objektide läheduses enam makromaailmale iseloomulikke omadusi.
14. Kuidas loodusteaduslik meetod püüab uurimistööd üles ehitada? Millised on olulised etapid teadusliku teadmise saavutamisel? Loodusteadusliku meetodi all mõistetakse niisiis meetodit, mis seisneb vaatluste põhjal hüpoteeside püstitamises, nende põhjal ennustuste tegemises ja ennustuste paikapidavuse kontrollimises katsete (eksperimentide) läbiviimise teel. Selle kohaselt esmase vaatluse (andmete kogumise) järel püstitatakse hüpotees (kuidas asi võiks olla?), seejärel korraldatakse hüpoteesi kontrollimiseks eksperiment (või sihipärane vaatlus), viiakse läbi andmetöötlus ja lõpuks tehakse järeldus hüpoteesi kehtivuse või mittekehtivuse kohta. Füüsikaline tunnetusprotsess oli esitatav jadana: sündmus → signaal → retseptor → närviprotsess → aisting → taju → kujutlus → süllogismide koostamine → uus mõttekujund (hüpotees) → eksperiment või sihipärane vaatlus (tagasi loodusesse ) → otsustus hüpoteesi tõesuse kohta.
15. Miks on mõõtmine nii oluline? Millised võivad olla raskused? Vajadus mõõtmiste järele tuleneb asjaolust, et vaatleja ei või täielikult usaldada oma meeleelundeid. Eksituste vältimiseks tuleb kasutada mõõtmisi. Tõeline loodusteadus algab mõõtmistest. Kõik ei pruugi mõista mõõtu ühtemoodi, selleks on vaja ühesuguseid mõõteseaduseid. Erinevad mõõtjad peavad kokku leppima ühesugused mõõtühikud.
ebakorrektse mõõtmise alusel esitatud pretensioon on õigustühine!
(nt kiiruse mõõtmine) Iga mõõteriista iseloomustab tema skaalale või passi märgitud piirviga , mida tuleb mõõtmistel kindlasti arvestada. Mõõtevahendite ja mõõteriistade omadused võivad ajas muutuda. Seetõttu tuleb õiguslikku aspekti omavatel mõõtmistel kasutatavaid mõõtevahendeid ja mõõteriistu perioodiliselt taadelda.
16. Mida on vaja selleks, et mõõtmist läbi viia? Mõõtmiseks on vaja mõõtjat, mõõtevahendit, kindlat mõõtühikut ning keha, mida mõõta.
17. Mis on mõõtmine, mõõteriist, ühik? Mõõtmine on füüsikalise suuruse väärtuse võrdlemine mõõtühikuga. Mõõtmine seisneb alati tundmatu suuruse võrdlemises teadaolevaga.
Mõõtmine on mingi füüsikalise suuruse konkreetse väärtuse võrdlemine sama suuruse teise, mõõtühikuks võetud väärtusega. Võrdlemise tulemusena saadud arvu nimetatakse mõõtarvuks ehk mõõdetava suuruse arvväärtuseks. Mõõtmisi saab jagada otsesteks ja kaudseteks. Otsene on selline mõõtmine, mille korral meid huvitav füüsikalise suuruse väärtus on vahetult loetav mõõteriista skaalalt. Kaudne on mõõtmine, mille korral mõõtetulemus leitakse arvutuste teel otsemõõdetud suuruste kaudu. Näiteks auto kiirust saab otseselt mõõta spidomeetri abil ning leida kaudselt , arvutades selle otseselt mõõdetud teepikkuse ning sõiduaja jagatisena.
Mõõtühik on füüsikalise suuruse (nt pikkus) konkreetne väärtus , mida kokkuleppeliselt kasutatakse sama suuruse teiste väärtuste (nt pliiatsi pikkus) arvuliseks iseloomustamiseks. Põhiühikuteks nimetatakse vähest arvu üksteisest sõltumatuid mõõtühikuid, mida saab etalonide abil võimalikult täpselt määratleda. Ülejäänud suuruste mõõtühikud on tuletatud ühikud, mis defineeritakse põhiühikute kaudu suurustevaheliste seoste abil. Kokkulepitud põhiühikud ning neist tuletatud ülejäänud mõõtühikud moodustavad kogumi, mida nimetatakse mõõtühikute süsteemiks.
Mõõtevahend on kindlate metroloogiliste omadustega tehniline vahend, mida saab kasutada mõõtmiste sooritamiseks kas üksi või koos lisaseadmetega. (vasktraadi kaudu mõõdetakse takistusmõõtjaga temperatuuri) Mõõtevahendit, mis esitab mõõtesignaali juba vaatlejale vahetult tajutaval kujul, nimetatakse mõõteriistaks. (joonlaud, ampermeeter , sekundkell, termomeeter )
18. Mis on SI ja milles on selle olulisus? SI-süsteem ehk rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (lühend SI tuleneb prantsuskeelsest nimest Système International d'Unités) on mõõtühikute süsteem, kinnitati ja tunnistati eelistatud mõõtühikute süsteemiks oktoobris 1960 Pariisis toimunud Kaalude ja mõõtude XI peakonverentsi otsusega. Ülemaailmselt kehtivaid otsuseid süsteemi SI kohta võtab vastu Kaalude ja Mõõtude Peakonverents. SI-süsteem kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena ning nende suuruste ühikuid nimetatakse põhiühikuteks. Ülejäänud füüsikaliste suuruste mõõtühikud SI-süsteemis on tuletatud ühikud, need on määratud põhiühikute astmete korrutiste kaudu. SI algseteks (1960) põhiühikuteks olid pikkuse ühik meeter, massi ühik kilogramm , aja ühik sekund, temperatuuri ühik kelvin , elektrivoolu tugevuse ühik amper ja valgustugevuse ühik kandela . Aastal 1971 lisati neile ka ainehulga ühik mool . Mõõtühiku kokkuleppimisel kasutatavat näidist nimetatakse mõõtühiku etaloniks. Mõõteseadus ütleb: „etalonaine on aine, mille mingi omaduse väärtused on piisavalt ühetaolised ja täpselt määratud, et kasutada seda mõõtevahendite kalibreerimisel…
19. Mis on mudel? Mõned head näited. Loodusteadustes nimetatakse üldiselt mudeliks (lad.k. modulus – näidis) loodusobjekti jäljendust, mis asendab originaali selle lihtsamaks mõistmiseks ning uurimiseks. Kõikidele mudelitele on iseloomulik see, et nad ei jäljenda originaali kunagi täpselt. Ainelisi mudeleid kasutatakse siis, kui uuritav objekt on palja silmaga vaatlemiseks kas liiga väike või liiga suur. Kõige üldisemaid loodusteaduslikke mudeleid, mida loob füüsika ja mida kasutavad kõik loodusteadused, nimetatakse füüsikalisteks mudeliteks. Juhul, kui loodusobjekti uuritakse ja kirjeldatakse mitte ainelise mudeli, vaid mõtteliste kujutluste ning neid väljendavate matemaatiliste avaldiste abil, on tegemist abstraktse mudeliga. Vaatleja loob endale uuritavast objektist või nähtusest kujutluse . Seejuures on tal palju abi mudelitest kui lihtsustustest. Mudeli saab luua mistahes makrokehast, vee molekulist, lihtaine aatomist, elektromagnetlainest või koguni Päikesesüsteemist ja tervest meie Galaktikast. Modelleerida saab aga ka füüsikalisi nähtusi nagu elektrivool, auto liikumine maanteel või valguse murdumine vihmapiisas. GLOOBUS , MOLEKULI MUDEL.
20. Kuidas me tunnetame igapäevaelus ruumi ja aega. Kuidas me neid mõõdame? Me ütleme selle kohta, et rebane ja viinamarjad paiknevad ruumis erinevates kohtades. Seda ruumi, kus kehad asuvad, saab kirjeldada just erinevate pikkusmõõtude abil. Ruum pole vajalik mitte ainult kehade asukoha kirjeldamiseks. Ka kehad ise võtavad enda alla mingi ruumi. Kehad on ruumilised . Ruume on ühemõõtmelisi, (pikkusmõõdud) kahemõõtmelisi (pindalamõõdud) ja kolmemõõtmelisi. (ruumalamõõdud). Kolmemõõtmeline ruum võib sisaldada vähemamõõtmelisi ruume. kaks ainelist objekti ei saa korraga paikneda samas ruumiosas Ruum on füüsika üldmudel, mida saab kirjeldada pikkuste võrdlemise teel. aja mõiste kujundamine sõltub kiirusest, kiiruse määratlemiseks aga oleks vaja juba kasutada aja mõistet.
Rõhutame veel kord, et aeg kui füüsikaline suurus on selline vaatleja kujutlus, mis tekitatakse liikumiste omavahelisel võrdlemisel. Aeg järjestab sündmused omavahel varem või hiljem toimunuteks. Aeg on pidev ja pöördumatu. Seda mõõdetakse kellaga. Aja ühik on m/s Aja mõõtmise täiustamine kalendrite ja kellade väljatöötamise teel on edendanud teaduse arengut. Enne Albert Einsteini relatiivsusteooriat käsitati aega ja ruumi eraldi mõõtmetena. Einsteini erirelatiivsusteooria sidus aja ja ruumi ühtseks aegruumiks: aega saab mõista üksnes aegruumi osana , aegruumi neljanda mõõtmena, millel on mitmeid ruumimõõtmetega ühiseid omadusi. Absoluutset aega ei ole olemas.
21.Mida tähendab võrdeline sõltuvus? Üks suurus sõltub teisest võrdeliselt, kui ühe suuruse kasvamisel (kahanemisel) mingi arv korda teine suurus kasvab (kahaneb) sama arv korda. Võrdelise sõltuvuse graafik on sirge ja läbib koordinaatide alguspunkti. Võrdeline sõltuvus on muutujate vaheline seos. Kui näiteks tõsta kiirust, siis väheneb ka aeg.
22. Kuidas modelleerida neid füüsikalisi suurusi, mille juures suund on oluline (kiirus, jõud)? Füüsikaliste kehadega toimuvate nähtuste kirjeldamisel pole sageli olulised nende kuju ja mõõtmed. Vaja on teada vaid nende asukohta ja massi. Kui me kujutame keha ette punktikujulisena, saame omakorda keha mudeli, mida nimetatakse punktmassiks. Niisiis on punktmass selline keha mudel, mille korral keha massi vaadeldakse koondununa ühte punkti. Iga mudeli kasutamisel peaksime iseendalt küsima, mis on need reaalse loodusobjekti omadused, mis konkreetse mudeli poolt arvestamata jäetakse. Punktmassi korral on selleks keha kuju ja mõõtmed.
23. Mille poolest erinevad skalaarsed ja vektoriaalsed suurused? Üks hea võrdlus. Füüsikalist suurust, mis on esitatav vaid ühe mõõtarvu ja mõõtühikuga, nimetatakse skalaarseks suuruseks ehk skalaariks (lad.k. scala – redel, astmestik ). Skalaarsetel suurustel on arvuline väärtus, kuid neil pole suunda. Skalaarsed suurused on näiteks näiteks aeg, pikkus, mass, rõhk, ruumala, energia, temperatuur. Me kohtame füüsikas palju ka selliseid suurusi, mida iseloomustab lisaks arvulisele väärtuse suund. Näiteks ei saa me ennustada, kuhu teadaoleva kiirusega sammuv matkaja kolme tunni pärast kohale jõuab, kui me ei tea, millises suunas ta liigub. Matemaatikas nimetatakse suunatud sirglõiku vektoriks (lad.k. vector – kandja, edasiviija). See nimetus on üle võetud ka füüsikasse. Ruumilist suunda omavaid füüsikalisi suurusi nimetatakse vektoriaalseteks suurusteks. Vektoriaalseteks suurusteks on näiteks kiirus, kiirendus ja jõud.
24. Milline on matemaatika ja füüsika suhe? Füüsika olemuse mõistmisel on üpris oluline õigesti teadvustada füüsika suhet matemaatikaga. Füüsika on lihtsalt mõnevõrra raskem, sest arvutamisel tuleb kasutada mõõtühikuid, mis matemaatikas tavaliselt puuduvad. Samas definitsioonid , valemid, tõestused ja arvutusülesanded on olemas nii füüsikas kui matemaatikas. Siiski on füüsikal ja matemaatikal ka suuri erinevusi. Teadusi, mis kasutavad oma töökeelena matemaatikat, nimetatakse täppisteadusteks. Nende hulgas on loomulikult ka füüsika.
Matemaatika on igasuguste kvantitatiivsete ehk arvuliste kirjelduste universaalne keel, füüsika aga on loodusteadus, loodust kirjeldavate kujutluste süsteem. Matemaatika defineerib näiliselt täiesti iseseisvalt oma reeglid ja jälgib piinliku hoolega nende täitmist. Füüsika aga ei tohi kunagi kaotada seost loodusega.
25. Mida loetakse füüsikas üldmudeliks, mis on neis üldist? Üks hea näide. Saab aga luua ka selliseid mudeleid, mis sõltumata konkreetsest nähtusest või isegi füüsikaharust on kasutatavad kogu füüsikas. Selliseid mudeleid, mis on kasutatavad kogu füüsikas, nimetatakse füüsika üldmudeliteks. Füüsika üldmudeliks on näiteks keha. Füüsika üldmudeliteks on ka füüsikalised suurused. Kõik suurused kirjeldavad mingite loodusobjektide ühte kindlat omadust. Füüsikalised suurused saab omakorda jagada skalaarseteks ja vektoriaalseteks suurusteks.
26. Mis on liikumine? Kuidas saab liikumist mitmel viisil kirjeldada? liikumine –keha asukoha, asendi või kuju muutmine. Liikumine on alati suhteline, ühe keha liikumist saab vaadelda vaid mingi teise keha suhtes. Kuna selle teise keha olemasolu loob tingimused või tausta esimese keha liikumise käsitlemiseks, siis me nimetame teist keha taustkehaks. Liikumise üldmudeleid võib olla kuni kuus: kulgemine, pöörlemine, kuju muutumine, mahu muutumine, võnkumine ja laine. Kulgemine- Kui keha kõik punktid liiguvad ühesuguseid jooni mööda ja ühesuguste kiirustega. Kui kulgemisel läbitakse ajaühiku jooksul mingi pikkus, siis pöörlemisel läbitakse ajaühiku jooksul mingi nurk. Pöörlemine- liikumisi, mille korral muutub keha asend. Kehas leidub punkte, mis antud kontekstis ise ei liigu. Need punktid moodustavad pöörlemistelje. Keha kõik ülejäänud punktid liiguvad ümber pöörlemistelje mööda ringjooni. Kuju muutumine- muutuvad keha punktide omavahelised kaugused. Mahu muutumine- keha paisub või tõmbub kokku Võnkumine- perioodiline ehk kindla ajavahemiku tagant korduvliikumine Laine- võnkumise edasikandumine ruumis
27. Mis on kiirus? Mis on liikumiskiirus ? Kiirus- füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha liikumisolekut. Kiirus näitab ajaühiku jooksul läbitavat teepikkust. Tähistatakse tähega V. Liikumiskiirus on liikuva keha asukoha muutus ruumis ajaühiku jooksul. Liikumiskiirusest sõltub aja kulg.
28. Mis on kiiruse muutumise kiirus? Miks see nii oluline on? Kiirendus on kiiruse muutumise kiirus. Ta näitab, kui palju muutub kiirus ajaühikus. Liikumisoleku muutumise kiirust iseloomustavat füüsikalist suurust nimetatakse kiirenduseks. Kiirendus võib olla nii positiivne kui ka negatiivne. Negatiivset kiirendust nimetatakse kõnekeeles aeglustumiseks. Kui kiiruse muut on võrdsete ajavahemike puhul võrdne, on tegemist ühtlase kiirendusega . Üldjuhul on tegu mitteühtlase kiirendusega.
29. Milles on aine ja välja erinevus? Looduses vaadeldavad objektid esinevad kahel peamisel kujul. Näiteks raamat, veekogu, nutitelefon ja inimkeha on ainelised. Samas valgus, mida me näeme ja kuuma pliidi soojuskiirgus , mida me käega tunneme , on väljalised. Looduse kaks erinevalt käituvat põhivormi on aine ja väli. Aine all mõistetakse füüsikas kõike seda, millest koosnevad kehad. Ainelised objektid võtavad alati enda alla mingi ruumi, kuhu teisi samalaadseid objekte asetada ei saa. Aine tõrjub teist ainet. Aine hulka saab määrata aineosakesi loendades või vastava ainekoguse massi määrates. Lisaks koosnemisele ainest ja mõõtmete omamisele on kehade omadusteks veel liikumine, kalduvus säilitada oma liikumisolekut ehk inertsus ja võime osaleda vastastikmõjudes. Kehade vastastikmõju vahendajat nimetatakse väljaks. Sellel on mingisugune jõud. Väljasid pole võimalik näha, kuid neid on võimalik muuta nähtavaks.
30. Kuidas Newtoni III seadus seostub gravitatsioonivälja mõistega? Kummalgi vastastikmõjus osaleval kehal on oma väli, mille vahendusel ta mõjutab teist keha. Väide et jõud, millega kaks mistahes keha teineteist mõjutavad, on suuruselt võrdsed ja vastassuunalised, kannab Newtoni III seaduse nime. Mistahes mõjuga kaasneb alati sama suur vastumõju. Selles seisnebki mõju vastastikus. Maal on oma gravitatsiooniväli, millega ta mõjutab keha. Samuti on ka kehal oma väli. Ka keha mõjutab gravitatsiooni võrdselt. Nende kehade mõju on vastassuunaline.
31. Mis põhjustab muutusi liikumises? Liikumisolek saab muutuda vastastikmõju toimel. Kui liikumisoleku muutumise põhjuseks on kehade vaheline vastastikmõju, siis on arusaadav, et vastastikmõju puudumisel ei saa muutuda liikumise kiirus ega suund. Järelikult liigub vastastikmõju puudumisel keha ühtlaselt ja sirgjooneliselt. kui kehale ei mõju teised kehad või kui teiste kehade mõjud on tasakaalus, siis on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Kui aga kehale mõjuvad jõud pole tasakaalus, siis hakkab liikumisolek muutuma . Seejuures ei toimu muutus muidugi silmapilkselt. Iga muutus võtab inertsi tõttu aega.
32. Kuidas keha mass mõjutab keha liikumist, eelkõige liikumise muutumist? Kui me asume katseliselt uurima , kuidas erineva tugevusega jõud keha liikumisolekut muudavad, siis märkame, et suurem jõud jaksab liikumisolekut kiiremini muuta. Teisisõnu – suurem jõud annab kehale suurema kiirenduse. Samas on kehad erinevad. Mõne keha liikumist on teistega võrreldes raskem muuta. Sel juhul öeldakse, et vastav keha on suurema inertsusega. Kehade inertsuse mõõduna kasutatakse füüsikalist suurust, mida nimetatakse massiks. Mass m (lad.k. massa ) iseloomustab keha võimet oma liikumisolekut säilitada.
Katsetele ja ülaltoodud arutlusele tuginedes jõudis Newton järelduseni, et kui kehale mõjub jõud, siis saab ta kiirenduse, mis on võrdeline selle jõuga ning pöördvõrdeline keha massiga.
Tegemist on mehaanika põhiseadusega, mis kannab ka Newtoni II seaduse nimetust
33. Mis on jõud? Mis on inerts ? Nähtust, mis seisneb kehade kalduvuses oma liikumisolekut säilitada, nimetatakse inertsiks ja kehade vastavat omadust inertsuseks. Kui teiste kehade mõju ei ole, siis keha liikumisolek ei muutu. Kuna Newtoni esimene seadus käsitleb inertsinähtust, siis nimetatakse teda sageli ka inertsiseaduseks.
Jõud iseloomustab vastastikmõju tugevust või ägedust. Jõud on vektoriaalne suurus, mistõttu me peame joonistel alati näitama vastava vektori suunda. Jõud nende kehade vahel, mille mõõtmeid võib mitte arvestada, on kas tõuke- või tõmbejõud. Kui me võime kehi vaadelda punktidena, siis jõud mõjub piki neid punkte ühendavat sirget. Jõud mõjub alati mingile kehale. Enamasti me saame ka näidata seda keha, mille poolt jõud teisele kehale mõjub..
34. Mis on printsiibid ? Kas printsiibid kirjeldavad või juhivad maailma? Füüsikaline printsiip (lad.k. principium – algus, alus) on looduse vaatlemisel tehtud kõige laiema kehtivusalaga üldistus. Printsiipide paikapidavust tõestab see, et loodust vaadeldes me veendume ikka ja jälle printsiipide kehtivuses ning ei näe mitte kusagil erandeid printsiipidest.
Kui tahame seletada mingit nähtust, peame ridamisi vastama paljudele üksteisega seotud miks-küsimustele. Iga vastus kutsub reeglina esile uue küsimuse. Siiski me saame neile miks-küsimustele vastata vaid teatud piirini . Varem või hiljem jõuame olukorrani, kus me enam miks-küsimusele vastata ei oska ja peame piirduma tõdemusega, et nii lihtsalt on. Loodus on selline ja me ei oska öelda, miks. Füüsikalised printsiibid on miks-küsimuste ahelate lõpud.
On väga oluline mõista, et see, mida pidada printsiibiks ja mida mitte, on iga vaatleja vaba otsus. Loodus on terviklik ja seetõttu tundub meile ühe või teise printsiibi käsitlemisel korduvalt, et samalaadsest asjast on juba juttu olnud. Füüsikas peab arvamuste paljusus olema lubatud – seni, kuni arvamused pole vastuolus katsefaktidega.
35. Millest maailm koosneb? Maailm tekkis pilvedest, mis sisaldas gaasi ja tolmu. Näiteks tolm sisaldab pisikesi osakesi –aatomeid. Aatomid omakorda sisaldavad veel väiksemaid osi – prootoneid, neutroneid ja elektrone. Järelikult maailm koosnebki aatomitest, prootonitest, neutronitest ja elektronidest. Maailma moodustab kõik tema mina piirist väljapoole jääv ehk mitte-mina. Vastavalt omab sõna maailm väga palju tähendusi. Me hakkame edaspidi nimetama maailmaks kõike, mis ümbritseb mistahes konkreetset inimest ehk indiviidi samamoodi nagu kõiki teisi inimesi. Seega jäävad vaatluse alt välja inimese mõttemaailm, tundemaailm ja muud sellised maailmad.
36. Mida tähendab energia jäävus? Energia jäävuse seadus on olulisemaid jäävusseaduseid füüsikas, mis väidab, et isoleeritud süsteemi energia on ajas muutumatu suurus (energia on jääv). Sellest seadusest järeldub, et energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. Nii ei kao ka sinu raske töö käigus kaotatud energia kusagile. Energia, mille ära andsid, muundub mitmesugusteks energiavormideks. Tunned , et rasket tööd tehes sinu keha soojeneb. Osa sinu energiast muundubki soojusenergiaks ja väljub kehast. Kui sõidad rattaga või viskad näiteks palli, muundub osa sinu energiast ratta või palli kineetiliseks energiaks.
37. Mis on osakesed? Mis koosneb osakestest ? Osake on mingi objekti osa, millel on veel seda objekti kirjeldavad omadused säilinud. Näiteks värviosake on värvilahuses oleva pigmendi tükike. Kui vaadelda lahusetilka, milles ei ole seda pigmenditükikest, siis ei ole see enam värvi osake. Kehad/ained koosnevad osakestest. Kehi ei saa lõputult väiksemateks osadeks jagada nii, et saadud osadel säiliksid kõik jagatava terviku omadused. atomistlik printsiip, mis väidab, et loodusobjekte pole võimalik lõputult samal viisil jagada endiste omadustega osadeks Kogu kaasaegne katseliselt kontrollitud osakestefüüsika lähtub osakeste Standardmudelist, mille kohaselt aine koosneb kaheteistkümnest fundamentaal- ehk alusosakesest: kuuest leptonist ja kuuest kvargist. Välja korral jaguneb see kvantideks.
38. Mida tähendab valguse kiirus? Mis liigub valguse kiirusega? Valguse kiirust tähistatakse valemites tähega c ja selle väärtus on tänapäeval teada üheksa kümnendkoha täpsusega: c = 299 792 458 m/s Valguse kiirus on kiirus, millega levib elektromagnetkiirgus, sealhulgas valgus Mõiste valguse kiiruse all peetakse enamasti silmas valguse kiirust vaakumis Valgus liigub läbi vaakumi mööda sirgjoont konstantse kiirusega 299 792 kilomeetrit sekundis. Miski ei saa liikuda sellest kiiremini. Valguse kiiruse sümbol on c. Valguse kiirusega levib valgus.
39. Kus loodusseadused kehtivad? Loodus toimib vastavalt loodusseadustele, mis kehtivad alati ja igal pool. Va nt kosmoses, teisel planeedil jne.
40. Kas teaduslik maailmakäsitlus peidab endas ohte? Jah, peidab küll, kuna koos teaduse arenemisega tekivad ka uued ohud, mida ei osata ette aimata. Tuumapommid , plahvatused, ainete vahelised reaktsioonid, ohtlikud ained.