Füüsika liikumine (0)

Ühtlane sirgjooneline liikumine- Liikumine sirgel, mille korral mis tahes võrdsetes ajavahemikes läbitakse võrdsed teepikkused Mõisted: asukoha muutus (läbitud teepikkus ), ∆x aeg, ∆t kiirus, v
Ühtlaselt kiirenev liikumine- Liikumine, mille kiirus muutub mistahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesuguse väärtuse võrra Mõisted: asukoha muutus (läbitud teepikkus), ∆x aeg, ∆t kiirus, v kiirendus, a
Dünaamika- kehade liikumist põhjustavate jõudude käsitlus.
Vastastikmõju: üks keha mõjutab teist keha ja selle tagajärjel toimub mingi muutus. Võimalik muutus: ◦ Keha kuju muutub ◦ Ruumala muutub ◦ Liikumine muutub
Newtoni 1.seadus- Iga keha on paigal või liigub ühtlaselt sirgjooneliselt kui talle ei mõju olekut muutvad jõud ehk mõjuvad jõud on tasakaalus.
Newtoni 2.seadus- Keha kiirendus, a, on võrdeline kehale mõjuva jõuga, F, ning pöördvõrdeline keha massiga, m.
Newtoni 3.seadus- Kui keha mõjutab teist keha jõuga F, siis teine keha mõjutab esimest keha võrdse kuid vastassuunalise jõuga -F
Võnkumine- Mingi suuruse perioodiline muutumine tasakaalulise või keskmise väärtuse ümbruses.
Vänkumise toimumine- õnkumisvõimeline süsteem ◦ Nt. vedru, raskus, kinnituskonstruktsioon Vajalik anda esialgne energia Energia korduv muutumine ◦ potentsiaalne ja kineetiline energia
Võnkumise liigid-

• Vaba- ehk omavõnkumine – süsteemi sisejõudude mõjul toimuv võnkumine (nt niitpendel). Sisejõud on gravitatsiooni jõud ja niidi tõmbejõud ◦ 3 tingimust: Tasakaaluasendi olemasolu Inertsi olemasolu Esialgse energia andmine süsteemile
  
• Sundvõnkumine – välise perioodilise jõu mõjul (nt õmblusmasina nõel)
  
• Sumbuvad – võnkumiste ulatus väheneb. Kõik looduslikud vabavõnkumised.
  
• Mittesumbuvad – võnkumise ulatus ei muutu. Vajalik lisaenergia . Nt pendel
  

Lainete tekkimine
• Mehaanilised lained saavad tekkida elastses keskkonnas, mis proovib oma esialgset olekut taastada, nt visates kivi vette. Erinev elektromagnetlainete puhul.
• Võnkuma hakkavad keskkonna osakesed tõmbavad kaasa kõrval oleva osakese → laine levib.
• Lained kannavad edasi energiat, aga mitte massi
• Üksikud osakesed võnguvad tasakaaluasendi ümber
Lainete jaotus

• Pikilained (heli, lained vedrus ). Levivad tihenduste ja hõrendustega
  

• Ristilained (lained veepinnal , valgus, lained paelaga, pillikeeled)
• Lained võivad olla ka segu piki- ja ristilainetest
Helilained -
Helilained e. kuuldav heli e. heli – keskkonnas levivad mehaanilised võnkumised sageduste vahemikus 16 (20) Hz – 20 000 Hz Vedelikes ja gaasides levib heli pikilainena, tahkistes ka ristilainena. Heli on keskkonnas levivad rõhu võnkumised NB! Heli ei saa levida vaakumis ! Kosmoses ei ole heli! Heliallikate näited: pillikeel, kirikukell jpm.
Soojus füüsika-Füüsika osa, mis käsitleb nähtusi, mis on seletatavad aine osakeste liikumisega.
2 peamist osa:
• Termodünaamika – soojustnähtuste iseloomustamine läbi aine kui terviku omaduste – temperatuur, rõhk, ruumala.
• Molekulaarfüüsika (statistiline füüsika) – soojusnähtuste iseloomustamine läbi molekulide omaduste – kiirus, impulss , mass jm molekule iseloomustavate suuruste. Mikroskoopiline lähenemine
Aine ehitus – käsitleb erinevusi gaaside, vedelike ja tahkete kehade vahel
Aine ehitus
• Universum koosneb 68.3% ulatuses tumeenergiast, 26.8% ulatuses tumeainest ja ainult 4.9% on „tavalist ainet“.
• Makroskoopiline keha koosneb paljudest mikroskoopilistest aktiivsetest osakestest:
• Molekulid (osad: aatomid )
• Aatomid (osad: elektronid, prootonid , neutronid)
• Prootonid ja neutronid (osad: kvargid)
Aine olekud
Tahke • Vedel • Gaasiline • Plasma
• Tihti saab aine olekut muuta energia lisamise või eemaldamise teel.
Tahked ained/kristallilised
Osakesed on tihedalt koos ja korrapäraselt, tänu molekulide vahelisele tõmbejõule
• Osakesed võnguvad, aga ei liigu oma kohalt
• Ei muuda ruumala ega kuju
• Ei ole kokkusurutav
• Ei voola
• Tavaliselt anisotroopsed (omadused sõltuvad suunast )
Vedelik
• Osakesed on üksteise lähedal, asetsevad ebaregulaarselt
• Osakesed võnguvad, liiguvad natuke, saavad kohti vahetada
• Võtab anuma kuju, ei täida anumat
• Vähe kokkusurutav – vaba ruumi osakeste vahel on vähe, st ruumala on püsiv
• Voolav
• Isotroopne – omadused ei sõltu suunast
Gaas
Osakesed on üksteisest kaugel ja asetsevad ebaregulaarselt
• Osakesed võnguvad ja liiguvad vabalt suurtel kiirustel
• Võtab anuma kuju, selle täites
• Kokkusurutav – osakeste vahel on palju vaba ruumi
• Voolab kergelt
• Kuna osakesi on hõredalt, siis gaas on enamasti läbipaistev
• Sõna gaas tuleb kas kreeka keelest sõnast „kaos“ või sõnast „gahst“ e. Vaim
Plasma
• Puudub kindel ruumala ja kuju
• Neutraalsete aatomite, elektronide ja ioonide segu (Aatomid lagunevad – elektronid eemalduvad) • Juhivad elektrit (gaasid on enamasti elektriisolaatorid)
• Esineb kõrgetel temperatuuridel ja rõhkudel, gaasi erikuju
• Esineb näiteks Päikesel ja teistel tähtedel
• Välk ja virmalised on plasma
Ülekandenähtused aines
• Mingi füüsikalise suuruse (mass, energia, impulss) ülekandumine ühest süsteemi osast teise
• Toimuvad molekulide soojusliikumise ja molekulidevaheliste põrgete tõttu.
• Ülekandenähtuste liigid:
• Difusioon – massi ülekanne
• Soojusülekanne – energia ülekanne
• Sisehõõre – impulssi ülekanne
Temperatuur
• Soojusõpetuse põhimõiste
• Iseloomustab keha soojust või jahedust
Temperatuuri skaala
Paljud suurused omavad antud temperatuuril alati sama väärtust Näide • Metall varda pikkus muutub koos temperatuuri muutmisega, kuid on ühel temperatuuril alati sama. • Nt. paneme metallvarda vee ja jää segusse • Sellel põhineb temperatuuri skaala paika panemine .
Termodünaamika- Soojusfüüsika osa, mis iseloomustab soojustnähtusi läbi aine kui terviku omaduste – temperatuur, rõhk, ruumala.
• Kasutab nähtuste kirjeldamiseks makroparameetreid
• Lihtsalt mõõdetavad: rõhk, ruumala, temperatuur, mis moodustavad aine olekuparameetrid
• Ühe olekuparameetri muutmisel muutub vähemalt 1 teine olekuparameeter
Termodünaamika seadused
TD 1. seadus Süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi siseenergia juurdekasvuks ja töö tegemiseks süsteemi välisjõudude vastu Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise
TD 2. seadus Soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale
TD 0. seadus Absoluutne nulltemperatuur on saavutamatu
Soojusmasin
• Muudab soojusenergia mehaaniliseks tööks. • Soojusmasina areng: • Aurumasin (17. saj. kaevandustes, transpordis ) • Sisepõlemismootor • Auruturbiin • Reaktiivmootor • …….
Aine soojuslikud muutused
Soojuspaisumine-
Keha soojendades keha ruumala tavaliselt suureneb: • Mis on selle molekulaarfüüsikaline põhjus? • molekulid liiguvad kiiremini → • põrkuvad tugevamini → • lükkavad üksteist eemale → • keha suureneb
Faasi muutused
Enamus ained saavad esineda tahkel, vedelal ja gaasilisel kujul
Üleminek ühest faasist teise on faasi muutus, sõltub temperatuurist ja rõhust.
• Tahke → vedel: sulamine ja vedel → tahke: tahkumine
• Toimub temperatuuril, mida nim. Sulamispunktiks •
Temperatuur ei muutu
• Tahke → gaas: sublimatsioon ja gaas → tahke: depositsioon •
Vedelik → gaas: aurustumine ja gaas → vedelik: kondensatsioon
• Toimub temperatuuril, mida nim. keemispunktiks/kondensatsiooniks