Füüsika eksami kordamisküsimused (0)

Jõud, jõumoment, vastasmõju, olek
Jõud on suurus, mille abil kirjeldatakse kehade vastasmõju.
Jõumomendiks M = F · l nimetatakse jõu F ja tema õla pikkuse l korrutist; jõu õlg on võrdne jõu mõjumissihi kaugusega pöörlemisteljest.
Vastasmõju ei tähenda midagi enamat kui vastastikust ("sina mulle - mina sulle") mõjustamist. Füüsikas on vastasmõju tagajärjeks oleku muutus.
Oleku all mõistame keha kirjeldavate parameetrite väärtuste (täielikku) komplekti

Tasakaalu tingimused
Keha on tasakaalus parajasti siis, kui:
a) temale mõjuvate jõudude summa on null;
b) temale mõjuvate jõumomentide summa on null.

Kiirus; kiirendus, normaalkiirendus ; tangentsiaalkiirendus
Liikumisvõrrandi esimest tuletist aja järgi nimetatakse kiiruseks. See näitab, kui kiiresti liigub keha antud ajahetkel.
Liikumisvõrrandi teist tuletist aja järgi (kiiruse esimest tuletist) nimetatakse kiirenduseks. Kiirendus näitab kiiruse muutumise kiirust antud ajahetkel.
Liikumissuuna muutust põhjustavat kiirenduse komponenti nimetatakse normaalkiirenduseks ja ta on alati kiirusvektoriga (seega ka trajektooriga) risti.
Kiirenduse liikumissuunalist (kiirusvektoriga samas sihis olevat) komponenti nimetatakse tangentsiaalkiirenduseks

Newtoni seadused

1. Iga keha seisab paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt kui talle ei mõju teised kehad või kui nende kehade mõjud kompenseeruvad .

2. Keha kiirendus on võrdeline talle mõjuva jõuga ning pöördvõrdeline keha massiga.

3. Kaks keha mõjutavad teineteist alati jõududega, mis on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised.

Liikumishulk , liikumishulga jäävuse seadus
Liikumishulk e. impulss on ( liikumis )olekut kirjeldav suurus , mis defineeritakse kui keha massi ja liikumiskiiruse korrutis.
liikumishulga jäävuse seadus: suletud süsteemi kuuluvate kehade liikumishulkade geomeetriline summa on nende kehade igasuguse vastasmõju korral jääv. Suletud süsteem tähendab siin süsteemi, mis ei ole vastastikuses mõjutuses süsteemiväliste kehadega .

Töö, töö arvutamine
TÖÖ on keha liikumisoleku muutumise mõõt, mis on võrdne keha poolt läbitud tee pikkuse ning kehale mõjuva jõu liikumissuunalise komponendi korrutisega.
Töö arvutamisel läheb arvesse ainult jõu liikumissuunaline komponent, kuna just selle (komponendi) mõjul toimub oleku muutus, A=F*s*cos alfa

Võimsus, kasutegur
Võimsus on keha (kehade süsteemi, mehhanismi) töövõimet iseloomustav suurus, mis on võrdne ajaühiku
kohta tehtava tööga.
Seadme kasuteguriks nimetatakse samas ajavahemikus tehtud kasuliku (energiat muutva) töö ja kogu tehtud töö suhet.

Energia, kineetiline energia, potentsiaalne energia
Energia on keha olekut kirjeldav suurus, mille muut on võrdne ja vastasmärgiline selle keha poolt tehtava tööga.
Kineetiliseks energiaks nimetatakse energiat, mis kehal on tema. liikumise tõttu.
Potentsiaalseks energiaks nimetatakse energiat, mis kehadel on nendevahelise vastastikuse mõju tõttu.

Konservatiivsed jõud, mittekonservatiivsed jõud
Konservatiivsed jõud on sellised, mille töö liikumisel 12 ei sõltu trajektoorist, vaid punktide 1 ja 2 asukohast ruumis.
On olemas terve rida jõudusid, mille toimimise käigus mehaaniline energia hajub, muutudes teisteks energialiikudeks - näiteks soojus - või elektrienergiaks. Nii neid jõudusid ka nimetatakse - mittekonservatiivseteks

Mehaanilise energia jäävuse seadus
Süsteemis, mille sisejõud on konservatiivsed, on välisjõudude puudumisel mehaaniline koguenergia jääv.

Ülemaailmne gravitatsiooniseadus
Mistahes kaks keha tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende kehade massidega ja pöördvõrdeline
nende vahelise kauguse ruuduga .

Gravitatsiooniväli, gravitatsioonivälja tugevus, töö gravitatsiooniväljas

• Gravitatsiooniseadus kirjeldab vastasmõju, st. valemist arvutatud jõud mõjub mõlemale (vastasmõjus olevale) kehale. Et liikumisvõrrand kirjutatakse tavaliselt kindla keha jaoks, on otstarbekas eraldada üks kehadest (see, mille liikumist ei vaadelda) kui gravitatsioonivälja allikas; teise keha liikumist vaadeldakse-rehkendatakse siis allika poolt tekitatud gravitatsiooniväljas.
  
• Gravitatsioonivälja tugevuseks nimetame jõuväljas olevale kehale mõjuva gravitatsioonijõu suhet selle keha massiga
  
• Töö gravitatsiooniväljas.
  

Saab näidata, et gravitatsioonijõud on konservatiivne , tema töö ei sõltu liikumisteest, vaid ainult alg- ja lõpp-punktist. Järelikult võime tehtud töö samastada potentsiaalse energia muutusega.

Potentsiaalse energia miinimumi lause
Süsteem on püsivas tasakaalus parajasti siis, kui tema potentsiaalne energia on minimaalne.

Tsentrifugaaljõud, Coriolise jõud, güroskoopilised jõud
tsentrifugaaljõud on jõud, mis tasakaalustab ringjoonelisel trajektooril liikuva keha normaalkiirenduse. Et normaalkiirendus kutsub esile trajektoori kõverdumise ning sõltub keha kiirusest, on tema suurus võrdeline nurkkiiruse ruuduga
Coriolise jõud tekib siis, kui mingi "tükike" peab pöörleva keha (näiteks Maakera) pinnal või sees liikuma. Et keha püüab oma tangensiaalkiirust säilitada, tuleb teda pidurdada (kui liikumine on suunatud telje poole) või kiirendada (kui keha liigub teljest eemale. Tekib liikumisega risti olev inertsijõud.
güroskoopilised jõud tekivad, kui püütakse muuta pöörlemistelje ruumilist orientatsiooni. Nagu eelmiste jõudude korral viib ka telje pööramine "tükikeste" trajektoori muutmisele.

Pascal'i seadus, Archimedese seadus, pidevuse teoreem
Pascal'i seadus: Vedelikud ja gaasid annavad rõhku edasi kõigis suundades ühteviisi.
Archimedese seadus.
Vedelikku asetatud kehad kaotavad oma kaalust osa, mis on võrdne keha poolt välja tõrjutud vedeliku kaaluga.
Pidevuse teoreem:
Vedeliku voolamisel muutuva ristlõikega torus on voolamise kiirus pöördvõrdeline toru ristlõike pindalaga.

Bernoulli võrrand ning selle olemus
Bernoulli võrrand kujutab endast energia jäävuse seaduse formuleeringut

Boyle -Mariotte'i seadus, Gay- Lussac 'i seadus, Charles'i seadus

• Konstantsel temperatuuril on gaasi rõhu ja ruumala korrutis jääv suurus. pV = const , kui T = const.
  
• Jääval rõhul on antud gaasikoguse ruumala võrdeline absoluutse temperatuuriga. V/T = const
  
• Charles'i seaduse [š'arli seaduse] järgi on jääval ideaalse gaasi rõhul võrdeline absoluutse temperatuuriga:
  

p/T = const, kui V = const (p = const × T).

Termodünaamika printsiibid
Termodünaamika I printsiip: suletud süsteemis süsteemile juurdeantav soojushulk kulub süsteemi siseenergia suurendamiseks ja mehaaniliseks tööks mida tehakse välisjõudude vastu: , kus Q on juurdeantav soojushulk, U on siseenergia muut ja A on välisjõudude vastu tehtud töö ( paisumise töö).
Termodünaamika II printsiip: soojusülekanne ei saa iseenesest toimuda külmemalt kehalt soojemale; suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust korrastamata olekusse; protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse muundumine tööks, ei ole võimalik.
Termodünaamika III printsiipAbsoluutne nullpunkt vastab keha väikseimale siseenergiale ja on termodünaamilise temperatuuriskaala alguspunkt. Absoluutne nullpunkt on põhimõtteliselt saavutamatu, ehkki talle saab jõuda kui tahes lähedale.

Adiabaatiline protsess, Poissoni võrrand
Gaasides või vedelikes toimuvaid protsesse nimetatakse adiabaatilisteks juhul, kui need toimuvad soojusvahetuseta ümbritseva keskkonnaga.
kus Δ on Laplace 'i operaator, g on teadaolev ja f on otsitav funktsioon.

Carnot ' tsükkel, soojusmasina teoreetiline kasutegur
suvalist kinnist tsüklit - diagrammil saab esitada lõpmata väikeste, suvaliselt ülesehitatud tsüklite summana täpselt samuti, nagu tehakse matemaatikas pindintegraalide arvutamisel. Kahest isotermist ning kahest adiabaadist koosnevat ringprotsessi nimetataksegi Carnot' tsükliks.
Näeme, et soojusmasina teoreetiline kasutegur sõltub üksnes temperatuuridest. Kui aga rääkida teoreetilistest võimalustest, siis on oluline hoopis teine aspekt: kasutegur on alati väiksem ühest (välja arvatud juht, kui T2=0 K). Seega Pole võimalik ehitada masinat, mis muudaks kogu temale antava soojuse mehaaniliseks tööks.

Fermat ' printsiip, Huygensi printsiip

• Valguse kiirus keskkonnas on pöördvõrdeline keskkonna optilise tihedusega;
  

levides punktist A punkti B valib valgus tee, mille läbimiseks kulunud aeg on minimaalne.

• Iga lainefrondi punkti võime vaadata kui sekundaarlainete allikat; Uus lainefront tekib sekundaarlainete interferentsi tulemusel.
  

Kujutise konstrueerimine õhukeses läätses

Valguse peegeldumisseadus , murdumisseadus
Peegelduv ja murduv kiir on langemistasandis Peegeldumis - ja langemisnurk on võrdsed

Sumbuvvõngete võrrand, sumbuvustegur , sumbuvuse dekrement
- sumbuvvõngete võrrand
Suurusi ja nim. vastavalt sumbuvate võnkumiste sumbuvusteguriks ja omasageduseks.
Suhet nimetame sumbuvuse dekremendiks

Lained, energiavoog laines, laine võrrand
Energiavoog laines. Et lainetus levib, kaasneb tema liikumisega ka energia levik. Analoogselt vee vooluhulgale läbi vooluga risti oleva pinna
Laineks nimetame keskkonna osakeste võnkumist, kus võnkefaas sõltub allika kaugusest siinus (koosinus) funktsiooni järgi.
Lainevõrrand. Seega kirjeldab lainet valem

Doppleri efekt
Doppleri efekt seisneb selles, et lainepikkuse muutus on võrdeline laineallika kiirusega vaatleja suhtes.

Newtoni rõngad
Kontrollides lihvimisel oleva läätse kvaliteeti, avastas Newton läätse ja selle aluspinna kokkupuutepunkti ümbritsevate kontsentriliste rõngaste süsteemi. Rõngaste olemasolu polnud korpuskulaarteoorias seletatav; seetõttu tuli Newton välja mõttega, et liikuvad korpusklid tekitavad keskkonnas (eetris) võnkumisi, mis omakorda mõjutavad keskkonna optilisi omadusi. Hinnates rõngaste läbimõõtude järgi läätse ja aluspinna vahelise seisevlaine pikkust, sai Newton üsna tänapäevase tulemuse - pool mikromeetrit – valguse dualism.
Need tekivad interferentsi tulemusena tasaparalleelsest klaasplaadist ja suure kõverusraadiusega tasakumerast läätsest koosnevas süsteemis.

Valgusallikad , valgusallikate koherentsus
Koherentseteks nimetatakse (valgus) allikaid , mille poolt kiiratud (valgus)lainete faasinihe on kogu aeg ühesugune.

Valguse interferents
Valguse interferentsiks nimetatakse nähtust, mille korral kahest või enamast valgusallikast kiiratud valguslainete liitumisel toimub valgusenergia ümberjaotumine, mille tulemusena ühtedes ruumipunktides valguse intensiivsus kasvab, teistes kahaneb.

Valguse difraktsioon
difraktsioonipilt tekib lainefrondilt lähtuvate sekundaarlainete interferentsi tulemusena.

Absoluutselt must keha
Kui kõigi lainepikkuste jaoks on aλ= 1, siis rλ= dλ= 0 , mis tähendab, et keha neelab kogu talle langeva energia.
Selliseid kehi nimetatakse absoluutselt mustadeks kehadeks.

Kiirgusseadused
Kiirgusvõime ja neeldumisvõime suhe termodünaamilise tasakaalu tingimustes ei sõltu kehast, ta on kõigi kehade jaoks üks ja seesama funktsioon B(λ,T ) , mis sõltub lainepikkusest λ ja temperatuurist T :Kirchoffi seadus
Plancki seadus:
kus c1 = 3.7418⋅10−16 W ⋅ m2,
c2 = 1.438786⋅10−2 m⋅K ja T – keha absoluutne temperatuur (Kelvinites).
λm = c'/T , Wieni nihkeseadus
kus c'= 0.28976⋅10−2 m ⋅K
Asendades B (λ,T ) Plancki seadusest saame
B =σT 4, Stefan-Boltzmanni seadus
kus σ= 5.67032⋅10−8 W /(m2 ⋅ K 4) on Stefan-Boltzmanni konstant.
Wieni II seadus ütleb, et absoluutselt musta keha maksimaalne
kiirgusvõime B (λm,T ) kasvab koos temperatuuri 5-nda astmega.
kus c'' = 1.301⋅10−5 W /(m3 ⋅ K5)

Elektriväli, elektrivälja tugevus
Elektriväli on elektrilaengu poolt tekitatud ruumis leviv pidev väli ja mis mõjutab ruumis paiknevaid teisi elektrilaenguid. Elektrivälja levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega vaakumis . Elektriväli on elektromagnetvälja piirjuht.
elektriväljatugevus on füüsikaline suurus, mis võrdub antud väljapunkti asetatud punktlaengule mõjuva jõu ja selle laengu suhtega.

Coulomb'i seadus
Samanimelised laengud tõukuvad. Erinimelised laengud tõmbuvad.

Ohmi seadus
Suletud mittehargnevas vooluahelas on voolutugevus (I) võrdeline elektromotoorjõudude (E) summaga ja pöördvõrdeline ahela kogutakistusega (r).