Füüsika meie ümber (0)

Füüsika meie ümber 
 
 
1.  Sissejuhatus ............................................................................................... 1 
2.  Suvine  loodus ................................................................................................ 7 
3. Õues ja tänaval .............................................................................................. 9 
4. Sport............................................................................................................ 11 
5. Inimene ja  tervishoid  ................................................................................... 16 
6. Tuba ............................................................................................................ 20 
7. Köök............................................................................................................ 23 
8. Vannituba ja  saun  ........................................................................................ 25 
9.  Muusika ....................................................................................................... 27 
10.  Talvine  loodus ........................................................................................... 29 
 
 
 
1.  Sissejuhatus 
Tuletame pisut meelde seda, mida õppisime kursuses “Füüsikaline maailmapilt”. 
 
Mis on füüsika? 
Füüsika on teadus, mis kirjeldab loodust inimesele arusaadavalt. Sellepärast on 
füüsika subjektiivne. Kui näiteks mikroobidel oleks ka füüsika, siis see erineks 
oluliselt meie omast. Juba kehade mõõtmed on hoopis erinevad. Mis meie jaoks on 
mikromaailm , on nende jaoks makromaailm, erinevad oleks ka näiteks kõrgete ja 
madalate temperatuuride mõisted, ultra- ja infrahelid, jms. Neil poleks sellist  kiiruse 
mõistet kui meil, sest neil puudub liikumise  trajektoor :  segab   soojusliikumine  jne. jne. 
  
Füüsika  definitsioone  on  mitmeid,  kuid  meie    lähtume  sellest,  mis  on  kirjas  Eesti 
koolifüüsika  kontseptsioonis:  füüsika  on   loodusteadus ,  mis  täppisteaduslike 
meetoditega uurib  mateeria  põhivormide liikumist ja vastastikmõjusid.  
Nagu  teame,  on  mateeria  põhivormideks  aine  ja  väli.  Millised  on  aga 
mittepõhivormid?  Nendeks  on  kõik  konkreetsed  kehad  või  väljad:  inimene,  kivi, 
elektriväli, jne.   
Vastastikmõju on see, mis paneb kehad liikuma. Vastastikmõju liike  on tänaseks 
teada neli. Need on  : 
1.  gravitatsiooniline (kõik kehad)……………… suhteline tugevus 10-38; 
2.  elektromagnetiline (laetud kehad)……………         - “ -             10-2 ; 
3.  tugev (prooton ja  neutron )……………………         - “ -              1     ; 
4.  nõrk (elementaarosakesed)…………………..          - “ -             10-15 . 
Kõik  reaalsed  protsessid on tingitud neist neljast vastastikmõjust .  
 
Milline  on  teaduse  meetod?   Uurimisviis ,  kus  varasematele  teadmistele  tuginedes 
leitakse  uus  probleem.  Sellele  vastuse  leidmiseks  püstitatakse  teaduslik   oletus   ehk 
hüpotees. Seda kontrollitakse ja tehakse järeldus hüpoteesi õigsuse kohta. 
 
Milline on täppisteaduslik meetod? See on teaduse meetod, mis kasutab: 
•  idealiseeritud objekte; 
•  võimalikult üheselt määratud (korratavaid) katsetingimusi; 
 
1 
•  maksimaalse täpsusega tehtud mõõtmisi; 
•  ühetähenduslikku keelt – füüsika keelt; 
•  idealiseeritud nähtuste  kirjeldamiseks matemaatika abi. 
 
Füüsika  eesmärgiks  on  välja  selgitada  looduseseadusi  ja  tõlkida  need  inimesele 
arusaadavasse  keelde  nn.  füüsika  keele  abil.  Füüsika  keel  on  spetsiifiline  keel,  mis 
tugineb tavakeelele, kuid millele on  omased  järgmised tunnused: 
•  kaotab  sõnade  mitmetähenduslikkuse  (näit.  “laeng”:   elektrilaeng ,  lõhkelaeng, 
emotsionaalne laeng ); 
•  võimaldab  lühemalt  üles  kirjutada  füüsikas  kasutatavaid    lauseid  (  näit.: 
“nõgusläätse  fookuskaugus  on 25 cm” asemel  “f = - 25 cm” ); 
•  võimaldab kajastada objektide või mõistete vahelisi suhteid ( näit: I = U / R ); 
•  võimaldab pidada sidet eri rahvusest ja eri põlvkondade füüsikuil.  
 
Probleeme 
1.  1. Määrati keha tihedust,  mille ruumala oli 20 cm3 ja mass 54 g. Tihedus 
leiti seosest ρ = m/V = 54 g / 20 cm3 = 2,7 g/cm3. Kas tulemus näitab, kui 
suur mass on 20 cm3 ainel või 1 cm3 ?       
2.  Kuidas mõista lauset  I = U/R? 
 
4.   Kuidas mõista lauset vk = s/t? Kas vk ∼ s ? Kas vk ∼ 1 / t ?  
 
Füüsika  kasutab  loodusnähtuste  seletamisel  alati   mudeleid   -  ligilähedasi  koopiaid 
originaalist,  kus  on  säilitatud  kõik  olulised  tunnused  ja  ebaolulised    kõrvale  jäetud. 
Oluliste  tunnuste  väljaselgitamine  on  küllalt  keeruline.  Mida  lugeda  oluliseks 
tunnuseks? Seda , mis on omane kõigile  samasse  liiki kuuluvatele nähtustele ja mida 
on võimalikult lihtne mõõta. Näiteks Kuu liikumist ümber Maa on võimalik kirjeldada 
mitmete  suuruste  abil:   joonkiirus ,   nurkkiirus ,  sagedus,  periood.  Missugune  neist  on 
valitud? Periood. Miks? Lihtne otseselt mõõta. 
Füüsikateadus ei anna  seletusi , see kirjeldab. Füüsika kirjeldab mingi postuleeritud 
mudeli  raamides,  kuidas  loodus  töötab.  Mudeli  kehtivust  kontrollitakse  katsetega  ja 
seda  täiendatakse  seni,  kuni  mõõtmisvigade  piires  lähevad  mudelist  tulenevad 
ennustused kokku katsetulemustega. See lubab välistada kõik väärtõlgendused, aga ei 
luba jõuda absoluutse tõeni. Ikka jääb midagi saladuseks. Näiteks ei tea keegi, miks 
kehtib energia jäävus. 
 
Mis on loodus? 
Loodus  on  objektiivne   reaalsus ,  mis  eksisteerib  väljaspool  teadvust  ja  sellest 
sõltumatult. Mis on aga objektiivne reaalsus? See on sama, mis mateeria. Teadvus ei 
kuulu loodusesse, aga inimene? Inimene kui bioloogiline objekt kuulub, samuti ka nn 
noosfäär, so.  valdkond , mille inimene on oma  tegevusega  tekitanud: ehitised, rajatised 
( kaevandus , 
kanal , 
raudtee ), 
tehismaterjalid, 
keemilised 
tehiselemendid, 
kosmoseaparaadid,  saasteained  jne.  Kuid  muu  inimtegevusega  seotu,  nagu  poliitika, 
kunst , sõjandus,  religioon , psüühika, sotsiaalsed protsessid, jne. ei kuulu loodusesse.   
Millest  loodus  koosneb?  Nagu   eespool   öeldud  on  loodus  sama,  mis  mateeriagi. 
Mateeria põhivormid on aga aine ja väli. Aine on see millest kõik kehad koosnevad. 
Väli on see, mille abil üks keha teist mõjutab. Et mõju saab avalduda ainult siis kui on 
rohkem  kui  üks  keha,  siis  kasutataksegi  mõistet  vastastikmõju.  Mateeria 
põhiomaduseks  on  liikumine  ehk  muutumine.  Siia  kuulub  mehaaniline  liikumine 
 
2 
(asukoha  muutus  ruumis  ja  ajas),  aga  ka  keemilised  reaktsioonid,  rakkude  teke  ja 
surm, elusorganismide  evolutsioon , jne.  
Kuidas  loodus  toimib?  Loodus  toimib  vastavalt  loodusseadustele.  Loodusseadusi 
uurivad loodusteadused : füüsika, keemia,  bioloogia , geograafia ( geoloogia ) ja nende  
kombinatsioonid, näiteks biofüüsika, geokeemias, jne.  
Kuidas  saadakse  teada  loodusseadusi  ?  Selleks  kasutab  iga  loodusteadus  talle 
omaseid   uurimismeetodeid,  kuid  kõik  need  taanduvad  ühele   meetodile   –  teaduse 
meetodile, mille aluseks on katse.  
 
Kuidas füüsika  kogub  infot loodusest? 
Inimene saab infot ümbritsevast maailmast oma meeleorganite abil. Kui neid organeid 
ärritada, tekib  aisting . Nendeks on nägemine,  kuulmine ,  kompimine , haistmine, 
maitsmine . 
Aisting on tegevus: me näeme, et mingi valgus on punane, kuuleme, et hääl on vali 
jne.  Aistingute  korral  ei   anta   neile  sisu.  Nii  tegutseb  näiteks   imik .  Normaalsel 
inimesel esinevad   aistingud  kompleksselt ja neid analüüsitakse. Sel juhul räägitakse 
tajumisest.   Tajumine   tugineb  suuresti  eelnevatele  teadmistele,   kogemustele , 
ootustele. 
Tajude  sisu  võib  esineda  ka  ilma  meeleorganeid  ärritamata.  Sel  juhul  räägitakse 
kujutlusest. Kujutlus eeldab  eelnevat  teadmist või kogemust. Ei saa kujutleda seda, 
mida ei tea või pole varem kogetud. Seda tuleb arvestada õpetamisel, sest ei saa nõuda 
õpilaselt millegi sellise ettekujutamist,  mille olemust ta pole endale teadvustanud. 
Samuti  tuleb  arvestada  võimalusega,  et  õpilane  on  tajunud  mingit  nähtust  teisiti  kui 
õpetaja.  Lihtsaim  näide  on  optiline   illusioon .  Füüsikas  ei  saa  ega  tohi  uskuda  oma 
tajusid: tuleb mõõta. 
 
 
 
Miks peab füüsikat õppima? 
See on hea küsimus, millele on raske anda lihtsat vastust. Võiks ju vastata 
demagoogiliselt, et selle sama pärast, mille pärast õpitakse näiteks keemiat või 
ajalugu. 
Aga kui püüda  ausalt  vastata, siis tuleb arvestada päris paljude aspektide ehk 
vaatenurkadega. 
•  Teadus: aitab luua maailmapilti, füüsikaoskusi ja teadmisi on vaja teisteski 
teadustes; aitab ära tunda pseudoteadusi 
•  Tehnika ja  tehnoloogia : aitab aru saada riistade tööst ja tehnilistest 
protsessidest 
•  Õppimine: aitab teiste ainete korral aru saada valemitest, graafikutest, 
definitsioonidest, ülesannet täpsemalt  formuleerida  jne. 
•  Olme: teadmised ja oskused, füüsika meetod 
•  Kunst: värvi- ja heliõpetus 
•  Ühiskonnaõpetus: füüsika internatsionaalsus 
•  Filosoofia: mateeria ja vaimu, looduse ja teaduse vahekord 
•   Loogika : füüsika on kooskõlas loodusega, seega kõik, mis on kooskõlas 
füüsikaga, on loogiline 
•   Esteetika : füüsikaseaduste  harmoonia  
•  Eetika: füüsika kasutamine inimkonna arengu huvides 
 
 
3 
Reeglina lapsed ei taha füüsikat õppida, sest see polevat huvitav. Mis on aga üldse 
huvitav? ENE ütleb midagi huvi kohta. Huvi on inimese aktiivne soov millegagi 
tegeleda, omandada või tundma õppida selle elulise tähtsuse või emotsionaalse 
köitvuse pärast. Huvi põhineb vajadustel ja on inimese tegevuse tähtsamaid motiive. 
Enne kui hakkame füüsikat õpetama, peame endale selgeks tegema, kas meie tegevus 
õpetab midagi eluliselt tähtsat või pakub naudingut ja rõõmu. Muidu on töö 
väheviljakas. 
Üks võimalus füüsikat huvitavaks teha on seletada meid ümbritseva looduse nähtusi. 
 
Kuidas toimub seletamine? 
Mis on seletamine?  Seletamine on vastuse leidmine küsimusele MIKS? Küsimusele 
MIKS?  vastatakse  teaduse  seaduste  abil,   kusjuures     ei  otsita  vastust  lõpp-põhjusele. 
Täpsemalt öelduna  on seletamine mingist konkreetsest nähtusest oluliste tunnuste 
eristamine ja nende  viimine  üldisemate seoste või seaduste alla. 
Seletamised jagunevad mitmeks tüübiks: seletamine üldise kaudu ( analoogia , mudel), 
seletus seaduse  kaudu,  seletus  põhjuslikkuse  kaudu.   Seletuse   esimene  etapp  on  alati 
kirjeldus:  nähtuse  või  eksperimendi  tulemuste  esitamine  teaduse  keeles  (füüsika 
keeles). 
Seletamise  viise  võib  jaotada  teaduslikeks  ja  mütoloogilisteks.  Teadusliku 
seletamise  korral  kasutatakse  teaduse  meetodit  või  selle  elemente.  Mütoloogiline 
seletus tugineb usunditele, pärimustele, religioonile. 
Teaduslik seletamine koosneb struktuurilt kahest osast: kirjeldavast osast ja seletavast 
osast,  mis  koosneb  teaduse   seadustest   ja  juhistest  nende  kasutamiseks  konkreetse 
olukorra puhul. 
 
Näide. Suletud ruumis avatakse lõhnaõli  pudel  ja varsti on kogu ruum täis lõhnaõli 
lõhna. Miks? 
Kõigepealt teeme kindlaks olulise tunnuse: lõhn levib igas suunas ühtviisi. Sellist 
levikut saab seletada difusiooniga, mille kohaselt molekulid liiguvad tänu 
soojusliikumisele igas suunas, kus nende kontsentratsioon on väiksem. Järelikult 
antud juhul pudelist eemale. 
Mitteolulised tunnused: kas lõhn on meeldiv, tugev jne. 
Küsimus sellest, miks molekulid osalevad soojusliikumises on füüsikaväline. Sellele 
küsimusele füüsika ei vasta. Molekulide pidev soojusliikumine on postulaat. 
Nähtuste seletamiseks pole ühest  algoritmi . Üldine  mall  on selline: 
1.  Teha kindlaks,  millisesse  füüsika valdkonda võiks seletus kuuluda. 
2.  Teha kindlaks nähtuse olulised tunnused. 
3.  Püüda leida sobivad seadused või seosed. 
4.  Teha järeldus. 
 
Nähtuste seletamisele aitab kaasa füüsikaliste suuruste võimalike väärtuste ligikaudse 
suuruse teadmine. 
Ajaskaala  
Nimetus 
Väärtus 
 
Universumi vanus 
1018 s ≈  1011  a 
Üks aasta 
3,16 . 107 s 
Üks ööpäev 
8,64 . 104 s 
Tammepuu  suurim vanus 
1500 a 
Vihmaussi maksimaalne eluiga 
20 a 
 
4 
Sütiku  plahvatus  
10-6 s 
Tuumareaktsioon 
10-18 s 
Valgus läbib tuuma diameetri 
10-23 s 
Lühim  ajavahemik  
10-24 s 
  
 
Pikkuste skaala 
Nimetus 
Väärtus 
 
Vaatlushorisont 
1024 km 
Galaktika läbimõõt 
1018 km 
Kaugus lähima täheni 
4 .  1013  km 
Päikese raadius 
7 . 105 km  
Maa raadius 
6,4 . 103 km 
Suurimad puud 
üle 100 m 
Sinivaal   
ca 30 m 
Molekuli  diameeter  
10-10 m .... 10-8 m  
Vesiniku aatomi läbimõõt 
3 . 10-11 m 
Aatomituuma läbimõõt  
10-15 m 
 
Masside skaala 
Nimetus 
Väärtus 
 
Universum  
1050 kg 
Päike 
2 . 1030 kg 
Maa 
6 . 1024 kg 
Vaal 
105 kg 
Punane verelible 
10-13 kg 
Vee  molekul  
3 . 10-20 kg 
Elektron 
10-30 kg 
 
Kas me saaksime aru, kui muutuks mõni fundamentaalkonstant? 
Mis on fundamentaalkonstandid? 
Need on  kvantitatiivsed  suurused, mis iseloomustavad mateeriat ja vastastikmõjusid.  
Füüsikas  on  kahesuguseid   konstante :  ühed   kirjeldavad   looduse  (mateeria  ) 
põhivorme  ja  vastastikmõjusid,  teised  konkreetseid  mateeria  avaldumisvorme  ja 
nendevahelisi seoseid. 
Esimesed  on  fundamentaalkonstandid,  mis  seovad  loodust  ja  füüsika  võrrandeid 
(on  võrdetegureiks).  Need  näitavad  näiteks  kui  suur  on  kahe  punktmassi  vahel 
mõjuv jõud (kindla kauguse korral) - see on gravitatsiooni konstant γ, või kui suur 
mass on  prootonil . Enamtuntud fundamentaalkonstandid on valguse kiirus vaakumis 
c,   gravitatsioonikonstant   G,   elementaarlaeng   e,  Plancki  konstant  h,   Avogadro   arv 
NA, Boltzmanni konstant k, elektrikonstant ε0. 
Teised  konstandid  kirjeldavad  konkreetseid  füüsikalisi  suurusi,  näiteks 
murdumisnäitaja,  tihedus  jne.  Ka  need  on  määratud  fundamentaalkonstantidega, 
kuid kasutamise lihtsuse huvides on nad antud teisel kujul. Näiteks n = c/v või  
ρ = m/V , kus m = Σ (m p + mn  ) . 
 
 
5 
 Mis juhtub, kui muutuks elementaarlaeng  ? 
•  Kasvagu  elementaarlaeng  näiteks    10  korda,  st.  et  e  =  1,6⋅  10-18  C.  Kas  me 
märkaksime  seda?  Kindlasti.  Siis  suureneks  nii  elektroni  kui  prootoni  laeng  10 
korda,  Coulombi  jõud  suureneks  100  korda.  Elektronid  kisutakse  tuuma  (ka 
praeguse e väärtuse korral tõmmatakse mõnikord  elektronid tuuma, seda nähtust 
nimetatakse    K-  haardeks).  Selle  tulemusena  muutuksid   prootonid   neutroniteks. 
Selle protsessi käigus kiirguksid tuumast neutriinod ja tekiks veel palju γ- kiirgust. 
Kaoksid  keemilised  elemendid  .  Kogu  Universum  koosneks   neutronitest , 
neutriinodest ja γ- kiirgusest. 
•  Vähenegu elementaarlaeng  näiteks 10 korda, st. et  e = 1,6 ⋅ 10-20 C. Mis siis 
juhtuks?  Sel  juhul  elektronid  eemalduksid  tuumast  100  korda  kaugemale  kui 
praegu  ( r ∼ 1 / e2 ). Seega aatomite mõõtmed suureneksid 100 korda. Ka kehade 
mõõtmed suureneksid 100 korda. Maakera raadius oleks siis 6400km × 100 = 640 
000 km, mis oleks suurem Maa ja Kuu vahekaugusest. Maa ja Kuu saaksid kokku! 
Mis juhtub Päikesega? Selle raadius kasvaks ka 100 korda ja see oleks siis 
7  ⋅  105  km  ×  100  ≈  7  .  107  km.  Päikese  kaugus  Maast  on  praegu  keskmiselt 
1,5×108 km,    seega saaks siis ka Päike ja Maa kokku, sest Maa raadius kasvas 
ka.  Kas  see  tähendaks  ,  et  Maa  põleks  ära?  Oh  ei  ,  sest  Päikese  ruumala 
suureneks  siis  miljon  korda  (100×100×100)  ja  kui  ruumala  niipalju  suureneb  , 
siis  rõhk  langeb  Päikeses  ja  Päike   kustub   ära.  Saabub  pimedus.  Lisaks  sellele 
aatomid  ioniseeruvad,  õhk  muutub  juhtivaks!  Mis  saab  siis  Maal  olevatest 
elektriseadmetest?! 
 
Mis juhtub, kui muutuks  gravitatsioonikonstant  ? 
•  Kasvagu  gravitatsioonikonstant      näiteks  10  korda.  Siis  suureneks 
gravitatsioonijõud  nii  palju,  et  Päike  tõmbaks  planeedid  endasse  ja  üldse  kogu 
Universum tõmbuks kokku ühte punkti. 
•  Vähenegu  gravitatsioonikonstant  näiteks  10  korda.  Siis  väheneks 
gravitatsioonijõud  nii  palju, et planeedid  lendaksid  Päikesest  eemale ja ka  Päike 
kustuks  (rõhk  Päikese  sees  väheneks).  Kas  pimedasse  jäänud  Maal,  mis  rändab 
kosmoses oleks elu võimalik? Ega ei, sest lisaks muudele ebameeldivustele hajuks 
õhk laiali!  
 Mis juhtuks, kui muutuks Boltzmanni konstant  ? 
Boltzmanni  konstant  k    seob  omavahel  molekulide  keskmist  energiat  ε  ja 
temperatuuri T : 
 ε ~ 2/3 kT. 
•  Kasvagu Boltzmanni konstant 10 korda. Siis temperatuur väheneks 10 korda ja 
toatemperatuur oleks kusagil 30 K juures.  
•  Vähenegu Boltzmanni konstant  10 korda. Siis temperatuur tõuseks 10 korda ja 
toatemperatuur oleks kusagil 3000 K juures. 
Tundub,  et  mõlemal  juhul  on  elu  võimatu.  Aga  tegelikult  ei  juhtuks  sellest  veel 
midagi, sest ega see muutus ei tekita ega kaota soojusenergiat. Muutub vaid kraadi 
väärtus  (suurus),  st.  et  vesi  keeks  kas  37,3  K  juures  või  3730  K  juures.  Kas  selle 
konstandi  muutus  on  siis  ohutu?  Mitte  päris,  sest  Boltzmanni  konstant  on 
pöördvõrdeline Avogadro arvuga. Kui  suureneb Boltzmanni konstant, siis väheneb 
Avogadro  arv.  Mida  see  tähendab?  Väheneb  ainete  tihedus,  mis  viib  samale 
tulemusele  kui  gravitatsioonikonstandi  vähenemine.  Ja  vastupidi,  kui  NA  suureneb, 
siis juhtub seesama, mis gravitatsiooni konstandi  suurenemisel . 
 
 
6 
 
2. Suvine loodus 
 
2.1. Ilm 
•  Miks on suvel soe , aga talvel külm? Vihjed: Maa  telg  on pöörlemistasandi suhtes 
kaldu, lumi on hea soojuskiirguse  peegeldaja, päevapikkused on erinevad.  
•  Kui läänest läheneb madalrõhkkond, siis tuul võib puhuda idast. Miks? Vihje: õhk 
liigub sinna, kus rõhk on väiksem. 
•  Kas õhurõhu langus põhjustab õhuniiskuse suurenemist või vastupidi, õhuniiskuse 
suurenemine  põhjustab  õhurõhu  langust?  Vihjed:  kindel  kogus  gaasi  sisaldab 
jääval temperatuuril ühesuguse arvu molekule (Loschmidti arv); vee molekulkaal 
on väiksem kui õhu molekulkaal. 
•  Milles  seisneb  “ kasvuhoone   efekt”  ?  Vihjed:  kasvuhoone  klaas   laseb   läbi 
päikesevalgust;  päikesevalguse  energia  muundub  soojusenergiaks;  klaas  laseb 
soojuskiirgust  halvasti  läbi;  atmosfääris  olev  süsihappegaas  ja  veeaur  toimivad  
sarnaselt kasvuhoone  klaasile . 
•  Miks selged ööd on külmad?  
•  Miks selge öö järel tuleb suvel kastene hommik ja reeglina ilus , päikeseline päev? 
Vihje: õhus olev veeaur kondenseerub külmal pinnal. 
•  Miks talvel on tuulise ilmaga külmem kui vaikse ilmaga, aga kõrbes tuul hoopis 
kõrvetab,  aga  ei   jahuta ?  Vihjed:  sooja  või  külma  aisting  on  seotud  õhu 
temperatuuriga naha kohal;  soojus  liigub alati soojemalt kehalt külmemale.  
•  Kuidas tekivad briisid, st miks päeval  puhub  tuul  merelt  maale ja öösel vastupidi? 
Vihjed:   maapind   soojeneb  ja  jahtub  kiiremini  kui  vesi,  sest  vee   erisoojus   on 
suurem  kui  teistel   ainetel ;  sooja  õhu  tihedus  on  väiksem  kui  külmal  õhul; 
väiksema  tihedusega  aine  tõuseb  kõrgemale;  õhk  liigub  sinna,  kus  rõhk  on 
väiksem. 
•  Miks  enne  vihma  pääsukesed  madalal  lendavad?  Vihje:  niiske  õhu  tihedus  on 
väiksem kui  kuival  õhul. (putukad ei jõua kõrgele tõusta, õhk on hõre?) 
•  Kuidas tekib vikerkaar? Miks see on  kaarekujuline ? 
•  Soe  õhk  tõuseb  üles.  Miks  siis  kõrgel  mägedes  pole  palav,  vaid  hoopis  külm, 
igilumi ? 
 
2.2.  Pilved  
•  Kuidas pilved tekivad?  
•  Miks pilved alla ei  kuku ?  
•  Kuhu jäävad suveõhtul pilved? Vihje: õhtul laskuvad pilved madalamale.  
•  Kui kaugel meist on silmapiiril asuv pilv? Vihje: pilve kõrgus tuleb ise valida . 
•  Miks  vihmapilv  on  tume?  Vihje:  väikesed  udupiisad  hajutavad  valgust  igas 
suunas, suured  vihmapiisad   neelavad  valgust.  
•  Kui suured võivad vihmapiisad olla?  
•  Miks mäetippude ümber on pilved? Vihje: tume maapind soojeneb hästi, õhk on 
kõrgel mägedes külm.  
 
2.3. Taevas 
•  Miks pilvitu taevas on sinine?  
•  Näeme,  lennuk  lendab,  valge  jutt  taga.  Mis  jutt  see  on?  Vihje:  veeauru 
kondenseerumiseks on vajalikud kondensatsioonitsentrid. 
 
7 
•  Kas lennuki vari on lennukist suurem või väiksem?   
•  Näeme,  et  pilvede  vahelt  väljuvad  hajuvad  valguskiired,  kuigi  peaksid 
paralleelsed olema. Milles on asi?  
•  Näeme,  et  tähed   vilguvad .  Miks?    Vihje:  õhu  murdumisnäitaja  oleneb  
temperatuurist.  
•  Taevas paistab Kuu. Kas Kuu on  valgusallikas ? Kuidas seda tõestada?  
•  Kuidas tekivad Kuu  faasid ? Kas neid põhjustab Maa vari Kuul? 
•  Korstnatest väljub suits, kust tuul puhub? 
 
 
 
 
 
 
 
 
•  Kui taevas pole lauspilves, siis sageli tundub, et meie kohal on pilvede vahel auk, 
aga kaugemal on kogu taevas kaetud pilvedega. Kas ongi nii, et just meie kohal on 
taevas selge? 
 
2.4.  Veekogud 
•  Miks  järvest  voolab  välja  tavaliselt  üks    jõgi,  aga  sisse  mitu  ( Peipsi ,  Võrtsjärv 
jne)?  
•  Kus  on   paadiga   kasulik  jõel  sõita,  kas  keskel  või  kalda  ääres?  Vihje:  jõe 
voolukiirus  on keskel suurem kui kalda ääres.  
•  Kust  otsida  jões  koolmekohta?  Vihje:  vedeliku  voolamisel  kehtib  seos  S  .  v  = 
const . , kus S on vedeliku ristlõike pindala ja v - voolamiskiirus.  
•  Miks jõesuudmesse tekivad madalikud ja leeted? Vihje: jõed  laienevad   suudmes .  
•  Miks ujuma minnes  tunduvad  põhjakivid kalda lähedal teravatena, aga sügavamal 
mitte? Vihje: kalda lähedal on ainult meie jalad vees, sügavamal aga peagu kogu 
keha.  
•  Miks veekogud paistavad sinistena?  
•  Kaugel  vaadatuna  läigivad  järved  päikesevalguses  nagu  peeglid.  Järve  kaldale 
jõudes ja vette vaadates aga vesi ei peegelda  sugugi  valgust, vaid paistab kaunis 
tume olevat (kui on sügav vesi). Miks? 
 
 
 
2.5.  Varia  
•  Kuidas kasutada käekella  ilmakaarte  määramiseks?  
•  Pärast Päikese loojumist peaks kohe minema  pimedaks , sest valgus levib 
sirgjooneliselt. Aga ei lähe. Miks? 
•  Miks taimed on peamiselt rohelised? Vihje: päikesevalguses on kõige rohkem 
rohelist valgust; taimed ei suuda kogu neile langevat valgust kasutada 
fotosünteesiks. 
•  Miks lehed sügisel kollaseks ja punaseks lähevad? 
•  Kuidas tekivad mutimulla hunnikud? 
•  Miks kassi silmad autotuledes hiilgavad? 
•  Kus paiknevad taimtoiduliste ja lihasööjate loomade silmad? Miks? 
 
8 
•  Kuidas määrata puu kõrgust varju pikkuse järgi? Vihje: võrrelda enda varju 
pikkusega. 
•  Miks rändlinnud lendavad kolmnurgas? 
•  Miks vihmaga vihmaussid maa peale tulevad? 
•  Must ese tundub päikese käes soe, aga valge on jahe. Miks?  
3. Õues ja tänaval 
 
3.1. Õues 
 
•  Näeme poriloiku, kus ujub tuletikk. See ujub lapiti. Miks ta ei uju vertikaalselt, 
sest siis on ju raskuskese Maale lähemal? Vihje: tikule mõjub lisaks raskusjõule 
ka  üleslükkejõud.  Nende  jõudude  rakenduspunktid  ei  lange  kokku.  KATSE 
pliiatsiga veeanumas. 
 
•  Näeme  poriloiku,  kus  on  õlilaik.  See  on  mitmevärviline.  Miks?  Vihje:  võib 
esineda  valguse   interferents   õhukeselt  õlikihilt.    Mis  värvi  on  sama  loik  öösel 
tänavalaterna või kuu valguses? 
•  Märjal asfaldil on õlilaik värviline, kuival asfaldil ei ole. Miks? 
 
•  Kui vihma hakkab sadama, muutub maapind tumedaks. ka riided muutuvad 
märjalt tumedamaks, aga meie nahk mitte. Miks? Vihje: valgus hajub karedate 
esemete pinnalt ; vesi katab kinni pinna karedused ja täidab  poorid .  
 
•  Aga miks märg veetass ei lähe tumedaks või auto ja teised siledad ning 
värvilised kehad?  Vihje:  kare pind hajutab kõiki värvusi ühtviisi, kuid sile 
pind peegeldab erinevaid värvusi erinevalt. Peegeldusvõime oleneb aine 
ehitusest. 
 
•  Vihmaga inimesed jooksevad varju alla. Kas see päästab? Joostes on vihma käes  
        olemise aeg küll lühem, kuid ühes sekundis läbin ma rohkem vihmajugasid kui  
        käies.  
        Käies olen kauem aega vihma käes, kuid ühes sekundis tabab mind vähem  
       vihmajugasid. Palju oleneb ka tuule  suunast , vihma tihedusest jne.  
•  Kui kõndida plankaia ääres, siis me ei näe, mis on aia taga. Kui aga  joosta  või 
sõita  rattaga , siis näeme. Miks? Vihje: kujutis säilib silma võrkkestal ca 0,05 s. 
•  Näeme, et  kass  kah  jookseb  vihma eest varju.  Miks on kassil ja teistel loomadel 
4 jalga? Minimaalne toetuspunktide arv püsiva tasakaalu säilitamiseks on ju 3.  
•  Tuul  tõstab  lendu  tolmu  ja  lehti,  aga  vett  poriloigust  ei  tõsta.  Miks?  Vihje:  
Bernoullli  seaduse  kohaselt  on  liikuvas  gaasis  (vedelikus)  rõhk  väiksem  kui 
seisvas  õhus (gaasis). KATSE (puhuda üle paberilehe) 
•  Mõnikord puhub kangi alt külma  tuult . Miks? Vihje: Päikesepoolsel küljel õhk 
soojeneb, varjupoolel mitte.  
 
3.2. Tööd, tegemised õues 
•  Puusaagimisel soojeneb  saag  rohkem kui puit. Miks?  Vihje: tehtud töö A = Q = 
c m∆t. Metalli erisoojus c on mitu korda, 4 - 5 korda väiksem kui puidul. 
 
9 
•  Kui  puulõhkumisel  jääb   kirves   kinni  puupakku,  mis  on  suurema  massiga  kui 
kirves, miks siis on kasulik lüüa kirvesilmaga vastu  pakku  nii , et puu on kirvest 
kõrgemal?. Miks? Vihje: Ek = mv2/2   .  
•  Miks on käru liikuma lükata raskem kui ,seda liikumas hoida? Vihje: seisuhõõre 
on suurem kui teised hõõrded. 
•  Miks on vankrit (näiteks lapsevankrit) lükata (paksus  lumes ) raskem kui vedada? 
Vihje:  tehke  joonis,  kus  on  näidatud  käru  lükkamisel  ja  vedamisel  mõjuvate 
jõudude suunad. 
•  Miks koormise  kandmisel  näiteks paremas käes tuleb kallutada keha vasakule? 
Vihje: keha ei kuku ümber , kui talle mõjuv  summaarne  jõud ei asu väljaspool 
toetuspinda.  
•  Miks hakkab vesi panges  loksuma , kui seda käe otsas kanda? Vihje:  veepinnal  
tekkivad  lained võivad liituda. Kuidas seda vältida?  
•  Kirvele või luuale  vart  taha pannes koputatakse varre otsaga vastu maad (kivi). 
Miks nii tehakse? Vihje:  inerts . 
•  Kui  ketassaega  puid  saetakse,  siis  sae  hääl  muutub  saagimise  ajal.  Kuidas  ja 
miks? Vihje: suuremale sagedusele vastab kõrgem heli. 
•  Miks  vesi  pangest  välja  voolab,  aga  kummulipööratud  lõhnaõli  pudelist  ei 
voola? 
 
3.3.  Liiklus  
•  Kui auto seisab, siis talle mõjuvad jõud on tasakaalus, st jõudude resultant on 
null  (Newtoni  I  s.).  Pisimgi  lüke  peaks   panema   auto  liikuma.  Aga  tegelikult?  
Vihjed: millised jõud mõjuvad  autole ?  
•  Õues seisab  veoauto , mille  koorem   on puldaniga kaetud. Puldankate on lõtv ja 
lontis. Kui sama auto sõidab maanteel, on puldan pingul. Miks? Vihje:  Bernoulli  
seadus. 
•  Sügishommikuti on auto härmas, kuigi maapind ei ole. Miks? Vihje: auto rehvid 
on halvad soojusjuhid. 
•  Miks silla või elektriliini all ei ole autoraadiot kuulda?  
•  Miks  trammil  on  1   kontaktjuhe ,  aga  trollil  2?  Tramm  kasutab  teise  juhtmena 
maad.  Troll  ei saa, sest tal on kummist rehvid. 
•  Läbi tee on kaevatud 1 m laiune  kraav . Kas sellest on võimalik jalgrattal sõites 
üle hüpata? Tee on horisontaalne. Kui hüppe ajal langeb esiratas vähem kui selle 
raadius,  siis  saab  veel  üle.  Siit  leiame  hüppe  kestuse.  Kiiruse   valemist   leiame 
vajaliku kiiruse. Joonis ja lahendus 
 
 
 
 
                                            h = 15 cm, h = gt2/2 ;   t = √ 2 . 0,15/10 = 0,17 s; 
 
  h                                        v = s/t ;    v = 1 m / 0,17 s = 5,8 m/s = 21 km/h. 
 
 
 
 
•  Miks kosmoselaevas on kaaluta olek? 
 
10 
•  Kas  inimene  saab  olla  kaaluta  olekus  ilma  Maalt  lahkumata  näiteks  5 
minutit? 
•  Kuidas tekivad suvisel autosõidul mõnikord märgatavad "asfaldilombid" 
maanteele? (kuiva ilmaga märjana tunduvad kohad  asfaldil)? 
 
•  Talvel  raputatakse  tänavale  soola.  Miks?  Vihje:  sool   alandab   lume  vee 
külmumistemperatuuri.   
 
4. Sport 
 
4.1. Käimine 
Käimine on inimesel põhiline liikumisviis. Leiame käimise kiiruse, mis väsitaks käijat 
kõige vähem. 
Kuidas  ülesannet  lahendada?  Alustame  mudelist:  jalga   vaatleme   kui  ühest  otsast 
kinnitatud varrast, mis saab vabalt võnkuda kinnituspunkti ümber ehk füüsika keeles 
öelduna,   sooritada   vabavõnkumisi.  Selline  “jalg”  võngub  omavõnkesagedusega, 
raskusjõu  toimel.  Kui  tahame  “jalga”  kiiremini  või  aeglasemalt  võngutada,  tuleb 
kulutada  täiendavat  energiat.  Järelikult  kõige  vähem  väsime,  kui  jalg  liigub 
omavõnkesagedusega, ehk sellele vastava perioodiga T. 
Ühe sammu tegemiseks kulub aega T/2 sekundit. Kui sammu pikkus on s, siis vastav 
käimiskiirus  
                                                     v = s / T/2 = 2s/T. 
 
Milline  on  jala  omavõnke  periood?.  Selle  leidmiseks  kasutame    füüsikalise  pendli 
valemit,  mis  on  sarnane  matemaatilise  pendli  valemile  T  =  2π√l/g  ,  kus  l  on  pendli 
pikkus  ja  g   raskuskiirendus .  Füüsikalise  pendli  puhul  on  valemis  pendli  taandatud 
pikkus 
 lt = I / mr, kus I on jala  inertsmoment  m on jala mass ja r = l/2. Meie mudeli korral  I 
= ml2/3. Seega 
 
                                                         T = 2π √ 2lt /3g . 
 
Kui võtta jala  pikkuseks  0,9 m, siis arvutus annab T = 1,55 s. Kui sammu pikkuseks 
võtta 0,8 m , saame kiiruseks  v = 2 . 0,8 m/1,55 s  ≈ 1 m/s = 3,6 km /h . Järelikult 
inimesel. kelle jala pikkus on 0,9m ja sammu pikkus 0,8m on optimaalne käimiskiirus 
3,6 km tunnis. 
 
4.2.  Jooksmine  
Kas  jooksukiirus  oleneb jala pikkusest?  
Jooksu kiirus on ilmselt suurem kui  pingevaba  käimise oma, seega ei saa vaadata, et 
jalg võngub vabalt raskusjõu toimel. Raskusjõu asemel tuleb võtta lihasjõud F. 
Sel juhul saame valemi  T = 2π√  I / mg r     asemele valemi    T = 2π √ I / F r , kus I 
on  jala  inertsimoment  ,  r  jala  raskuskeskme  kaugus  jala  kinnituskohast  ja    F  on 
jalalihase jõud. Kuidas siduda jala pikkus lihase jõuga?  
Selleks  kasutame  meetodit,  mida  nimetatakse  inglise  keeles  “scaling”,  eesti  keeles 
ehk  “hindamine”.  See  on  meetod  ,  mis  lubab  objekte  kirjeldada  ühe  parameetri,  nn 
karakteristliku pikkuse abil. Näiteks ringil on selleks raadius, kuubil külje pikkus jne. 
Elusolendite  korral  kehtib  sama  meetod.  Siis  valitakse  samuti  mingi  suurus  keha 
 
11 
kirjeldamiseks,  tavaliselt  on  selleks  keha  pikkus.  Normaalselt  ( proportsionaalselt ) 
arenenud inimese korral on ju selge, et ruumala on tal seda suurem, mida pikem ta on 
,  ka  reis  on  tal  jämedam  või   kael   pikem  kui  lühemal  inimesel.  Lihase  jõud  on 
määratud  ristlõike  pindalaga.  Mida  suurem  see  on,  seda  rohkem  lihaskiude  sinna 
mahub . Kuid ristlõike pindala on seotud inimese karakteristliku suuruse, pikkusega l. 
Kuidas?  
Ruudu  korral  oleks  seos  lihtne:  kui  külje  pikkus  on  l  ,  siis  pindala  on    l2  .  Seega 
pindala  on  võrdeline  karakteristliku  pikkuse   ruuduga .  Järelikult  inimese  lihase 
ristlõike pindala on ka võrdeline  l2 - ga.  
Leiame kuidas oleneb jala liikumise periood keha pikkusest, arvestades, et m ∼ l3.  
 
F ∼ l2 , r ∼ l , I ∼ m l2 ∼ l5  ehk T ∼ √ l5 / l⋅l2 ∼ l.  Kuid   v ∼ s/T, kus sammu pikkus s ∼ l 
, siis saame, et  
 
                                                  v ∼ l/l = 1,  
mis tähendab , et jooksu kiirus ei olene jala pikkusest. Kõik oleneb lihaste kvaliteedist 
(kiudude arv pinnaühiku kohta, elastsuskoefitsient jne.). Ka loomade puhul on nii, et 
ühesuguse kiirusega jookseb nii  rebane  kui hobune. 
 
Milline on inimvõimete piir 100 m jooksus? 
(Õhtuleht Online 01.02.2010 10:27) 
Teadlaste  varasem arvutus näitas, et 100 meetri jooksus on inimvõimete  piiriks  
tulemus 9,48. Kuid nüüd on Usain Bolt jõudnud sellele tulemusele nii lähedale, et 
nimetatud  piiris  on hakatud kahtlema. 
Kui Bolt jooksis maailmarekordi 9,58, oli tema tippkiirus jooksu keskel 45 kilomeetrit 
tunnis. Kuid teadlaste uute arvutuste kohaselt lubavad inimvõimed joosta isegi 65 
kilomeetrit tunnis! 
Muide, antud arvutusega tuli välja Peter Weyand, kes töötab  Dallases  Southern 
Methodist'i ülikoolis, kus õpib ka Margus Hunt. Weyandi sõnul on arvutatud, et 
kiirjooksja sammu tõukejõud on praegu 360-450 kilo, ent inimene olevat võimeline 
veel jõulisemalt  jooksma . Kokkuvõttes leidis Weyand valemi ja sai tulemuseks 6,67 - 
see olevatki inimvõimete piir 100 meetri jooksus. 
 
 
4.3. Kaugushüpe 
Kui kaugele suudaks inimene hüpata?  
Mudel: 
•  inimene on  punktmass , mis on koondunud raskuskeskmesse; 
•  inimene jookseb nii kiiresti kui maailmarekordi ( MR) omanik sprindis; 
•  inimene hüppab nii kõrgele , kui MR omanik  hoota  kõrgushüppes. 
 
12 
 
 
Hüppe  pikkuse  leidmiseks  kasutame  horisondiga  kaldu  visatud  keha  liikumist 
kirjeldavat valemit 
                                                      x = v 2
0  / g sin 2α .         (1) 
Kiiruse  v0  teadasaamiseks  peame teadma  selle komponente.  Horisontaalne  kiirus on 
sprindikiirus  ,  st  vx  ≈  13  m/s.  Vertikaalkiiruse  vy  aga  leiame  hoota  kõrgushüppe 
tulemusest  h  ≈  1,2  m  (see  on  raskuskeskme  tõusu  kõrgus).  Mehaanilise  energia 
jäävuse   seaduse abil (mv2/2 = mgh), leiame et vy ≈ 4,8 m/s. Pythagorese järgi leiame  
v0 ≈ 13,8  m/s. 
Nurga α leiame kui  arctan  vy/vx ≈ 21° ja saame valemist (1), et  x = 13,1 m. 
Kas see on kõik? Ei ole, sest nii oleme leidnud kui kaugele kandub raskuskese, mis 
asub  algkõrgusel.  Kuid  kaugushüppel  maandutakse  kükkis  ja  selle  aja  jooksul,  mis 
kulub raskuskeskmel laskumiseks, liigub keha edasi.  
Kuidas leida langemisaega? Selle leiame algkiirusega alla visatud keha poolt läbitud 
teepikkuse valemist 
                                                          d = vy t + gt2/2 . 
Kuidas  leida  langemise  algkiirust?  See  on  võrdne  üleshüppe  algkiirusega. 
Tulemuseks saame, et t ≈ 0,11 s. Selle  ajaga  liigub keha edasi  vahemaa  δ = vx ⋅ t ≈ 
1,4 m. 
Seega lõpptulemuseks saame  s = x + δ = 13,1 + 1,4 = 14,5 m.  
Praegune meeste  maailmarekord   (MR: 8,95 m, M. Powell, 1991) moodustab sellest 
ca 62 %.  
 
4.4. Kõrgushüpe 
Kõrgushüppe maksimaalse kõrguse hmaks hindamisel arvestame kolme komponenti: 
•  raskuskeskme kõrgust  maapinnast  h1, mis 2m pikkuse mehe korral on  ≈ 1,2 m ; 
•  vertikaalse hüppe kõrgus h2 = 1,2 m ; 
•  tõus tänu hoojooksu kineetilisele energiale (loeme Ek = Ep): 
     h3 = mv2/2mg  ≈ 6,2 m. 
 
Seega kokku saame hmaks  = 1,2 m + 1,2 m + 6,2 m = 8,6 m. See on palju rohkem kui 
tegelikult.  Milles  on  asi?  Selles,  et  hoojooksu   kineetilist   energiat  pole  võimalik 
muuta eriti hästi  sportlase  keha potentsiaalseks energiaks. See paistab välja ka hoota 
ja  hooga  kõrgushüppe  tulemustest,  mis  erinevad  vaid  ca  15%.  Hoojooksu 
kasutatakse üle lati liikumiseks, et mitte latile peale vajuda. 
(MR: 2,45 J. Sotomayor, 1993) 
 
4.5. Teivashüpe 
Teivashüppe maksimaalse kõrguse hmaks leidmiseks arvestame 4 komponenti: 
 
13 
•  raskuskeskme kõrgust h1 =  1,2 m; 
•  vertikaalse hüppe kõrgust h2 = 1,2 m (vt. eelmine ülesanne); 
•  tõusu hoojooksu kineetilise energia arvel, mis muudetakse teiba potentsiaalseks 
energiaks. Kuna teibaga käes ei saa joosta nii kiiresti kui MR omanik sprindis, 
valime jooksu kiiruseks 9 m/s. Siis saame  h3 = 4,1 m. 
•  raskuskeskme  tõstmine  kätejõu  abil.  Hüppe  ajal  tõstetakse  raskuskese  käte  ja 
kõhulihaste abil kõrgusele, mis on võrdne kahekordse kaugusega raskuskeskmest 
kuni väljasirutatud labakäeni. See kaugus h4 ≈ 2,4 m . 
•  Kokkuvõttes saame  H = 1,2 m + 1,2 m + 4,1 m + 2,4 m = 8,9 m ≈ 9 m.  
Praegune meeste maailmarekord (MR: 6,15 m, S. Bubka)  moodustab sellest ca  
70 %. 
 
4.6. Kuulitõuge 
Kuuli  lennukaugus  on  määratud  sama  valemiga,  mida  kasutasime  kaugushüppe 
korralgi: 
                                                  x = v2/g  sin2α . 
Paistab nagu oleks kõige kasulikum tõugata 45° nurga all, kuid tegelikult tõugatakse 
ca  37°  nurga  all  Miks?  Ei  tõugata  maapinnalt  ja  väiksema  tõukenurga  korral  on 
trajektoor lamedam, kuul lendab kaugemale. 
Tulemus  oleneb  ka  tõuke  kiirusest  v.  Kuna  v  =  at,  siis  tuleb  suurendada  jõu 
mõjumise aega. Seda soodustab nn Barõšnikovi (pööretega) stiil. 
Tulemus oleneb ka raskuskiirendusest: gekv = 9,78  m/s2 ja gpool = 9,83 m/s2. Seega 
∆g/g = 0,05 /10 = 0,005. Kui x = 22 m, siis ∆x = x⋅∆g/g = 0,005⋅ 22m = 0,11 m = 
11cm . 
(MR: 23,12 R. Barnes, 1990) 
 
4.7. Ajamõõtmise täpsus 
Kas rekordeid kergejõustikus või ujumises ei tuleks määrata 0,001 s täpsusega?. Aja 
mõõtmine pole sellise täpsusega  eriliseks  probleemiks. Kuid siin on üks teine raskus. 
Selleks et mõõta aega täpsusega 0,001 s , peab kella enda viga olema veel 10 korda 
väiksem, seega 10 - 4  s .Seega  näiteks 100 m aja võtmisel teeme suhtelise vea ∆t / t 
=  10-4 s / 10 s = 10- 5.   
Sama täpsusega peavad olema võrdsed ka jooksurajad, st. ∆ s / s = 10 -5⇒ ∆s = 1 
mm . Ujumises on asi veel hullem , näiteks 50 m korral ∆ t /t = 10 - 4 s / 25 s =  
4⋅ 10 -6  ⇒ 
 ∆  s  =  0,2  mm!  Sellise  täpsusega  pole  reaalne  ehitada  ujula  radasid  võrdse 
pikkusega. 
Aga sellist täpsust kasutatakse bobisõidus, kiirlaskumises  jne? Seal ei registreerita 
rekordeid, seal on igaühel trassi valik vaba. Kui palju keha nihkub 0,001 s jooksul 
kui kiirus on 100 km/h? 100 km/h ≈ 30 m/s. Siit saame, et 
                              ∆s = v ⋅ ∆ t = 30 m/s ⋅ 0,001 s = 0,03 m = 3 cm. 
 
 
4.8. Hindepunktid 
Võimlemises kogusid  võistlejad  A  ja B  punkte järgnevalt 
A: 10,0; 9,5; 9,6; 9,8; 9,8; 
B:  10,0; 9,5; 9,6; 9,7; 9,7. 
Tulemuseks on, et A sai keskmise hinde 9,74 ja B 9,70. Üks sai kulla , teine hõbeda. 
 
14 
Füüsika  seisukohalt  ei  ole  aga  need  tulemused  eristatavad.  Kui  leida  tulemuste 
standardhälve, siis ∆ xA = 0,10 aga ∆ xB = 0,11 .  Vigade  piires tulemused kattuvad. 
Viga (määramatus) on ca 2,5 korda suurem kui tulemuste erinevus. 
 
4.9. Varia 
•  Miks  enne  üleshüpet  tuleb  kükitada?  Pikeneb  jõu  mõjumise  aeg,  suureneb 
impulss. (mv = F t ). 
•  Kas  võidusõiduauto  või   mootorratta   veojõul  on  ka  mingi  põhimõtteline  piir, 
millest suuremal pole mõtet ?  Veojõud on jõud, mis annab masinale kiirenduse 
:  Fv  =  m  a  .  Selleks,  et  autot  liikuma  panna  peab  veojõud  olema  väiksem  kui 
hõõrdejõud, vastasel juhul hakkavad  rattad  puksima. 
•  Miks iluuisutaja  piruett  lõpetades käed laiali sirutab?  Iω = const. 
•  Miks  kasutatakse  jooksudes  madalstarti?  Miks  ainult  sprindis?  Saab  paremini 
kasutada  jalgade  jõudu  keha  edasilükkamiseks  (nurk  on  väiksem  jõu  suuna  ja 
liikumise  suuna  vahel). Mujal ei  kasutata  sellepärast et pikemate  maade puhul 
on saadud võit suhteliselt väike ja ka jooksjaid on rohkem kui radasid. 
•  Miks etiooplased ja keenialased on nii head pikamaajooksjad?  
•  Miks  ketas  peab  lennu  ajal  pöörlema?  Säilib  orientatsioon,  mis  lubab  mõjuda 
aerodünaamilisel tõstejõul. 
•  Miks  katkine  pall ei põrka? Õhku ei suruta kokku, ei teki potentsiaalse energia 
varu, õhk tuleb lihtsalt välja. 
•  Miks  aitab  hoolaud  kõrgemale  hüpata?    Hoojooksu  või  üleshüppe  kineetiline 
energia  kulub  hoolaua  deformeerimiseks  ,  st.  sellele  potentsiaalse  energia 
andmiseks . See antakse sportlasele juurde hüppe hetkel. 
•  Miks   sprinter   tõstab  jooksmisel   jalgu   kõrgele,  staier  aga  mitte?  See  vähendab 
inertsimomenti ja jalga saab kiiremini ette viia, aga väsitab. 
•  Miks  kelgutajaid  ja  kelke  kaalutakse?  Kas  on  kaalu  alam-  või  ülempiir?  Kas 
hõõrdetegur oleneb massist? 
•  Miks kasutatakse maadlusmatte ja poksikindaid? Miks need on pehmed? 
•  Kas käe pikkus on näiteks  odaviske  korral oluline? Vihje: v = √2as. 
•   Jooksja  õhutakistus ja ajavõit 
Alasti  ………………………..0% 
Naelikud……………………..+0,6% 
Lühike  dress ………………….+2% 
Lühikesed juuksed……………+4% 
Pikad juuksed…………………+6,5% 
Liibuv kombinesoon………….-0,3% 
Kui vähendada õhutakistust 2% (lõigata pikad juuksed lühikeseks, siis 100 m oleks 
võit 0,1 m ehk 0,01 s; 5000 m 2 – 3 m ehk 0,3 – 0,5 s; maratonis 35 – 40 m ehk 6 – 
7 s 
•  Miks laskmisel püstolitoru üles hüppab? 
•  Kas raskem sportlane saavutab mäest laskudes suurema kiiruse kui kergem 
(a’ la  Lembitu  Kuuse reportaažid)? 
•  Newtoni  3.  seaduse  kohaselt  mõjutavad  kaks  keha  teineteist  võrdsete  ja 
vastassuunaliste  jõududega.  Siis  peaksid  ju  kõik  köieveo  võistlused  viiki 
jääma. Aga ei jää. Miks? 
        
 
15 
5. Inimene ja tervishoid 
 
5.1. Nägemine 
Peamine infoallikas on inimesel silm, selle kaudu saadakse ca 90 % kogu infost. Silm 
on  organ,  mis  reageerib  elektromagnetlainetele  vahemikus  380  nm  -  760  nm 
(keskmiselt). Kui rääkida  muusika  keeles , on see ainult üks oktav. Ja kui palju värve! 
Värvustele vastavad lainepikkused: 
•  punane 760 - 620 nm 
•   oranz     620 - 590 nm 
•  kollane 590 - 575 nm 
•  roheline 575 - 510 nm 
•  helesinine 510 - 470 nm 
•  sinine 470 - 420 nm 
•  violetne 420 - 380 nm 
Põhivärvused: punane - 700 nm, roheline - 546,1 nm , sinine -  435,8 nm.  
 Valge  valgus  on  see,  mis  tuleb  Päikeselt.  Silm  on  kõige   tundlikum   rohelisele 
valgusele   ,  mille  λ  =  555  nm.  Silma  tundlikkus  on  suurus,  mis  on  pöördvõrdeline 
kvantide  arvuga,  mis  tekitavad  silmas  ühesuguse  valgusaistingu.  Silma  tundlikkuse 
kõver on toodud joonisel. 
 
 
Inimese silma valgustundlikkuse 
olenevus valguse lainepikkusest
1
0,9
0,8
s  0,7
0,6
likku 0,5
d
n 0,4
u
T 0,3
0,2
0,1
0
400
500
600
700
Lainepikkus  (nm)
 
 
Värvuste nägemine -  kolvikesed , mis sisaldavad 3 liiki pigmente: punase, rohelise ja 
sinise valguse tundlikke. Toimuvad mingid  fotokeemilised  reaktsioonid. 
Valguse  heleduse  tajumine:  kepikesed.  Nõrgas  valguses  kolvikesed  ei  tööta  ja 
seetõttu  me  ei  erista  värvusi.  Näiteks  taevatähed  paistavad  meile  kõik  ühtviisi 
valgetena, kuid tegelikult on ühed (külmemad ) punased, teised rohelised või sinised. 
Naistel  töötavad  kolvikesed   pimedas   paremini  kui  meestel  ja  seepärast  võivad  nad 
tähtede värvusi isegi eristada.  
Värvipimedus  esineb  inimesel,  kelle    silmas  mõni  pigment  puudub.  Tavaliselt    ei  
eristata  rohelist  ja  punast  ,    kuid  võib  olla  ka  puudu  sinise  ja  kollase  värvuse  taju. 
 
16 
Kuid esineb ka täielikku värvipimedust - maailm paistab siis nagu must-valge  film . 
Värvipimeduse all kannatab ca 8 % mehi ja ainult 0,5 % naisi.  
•  Miks lühinägelikud inimesed silmi kissitavad? 
•  Kuidas muutub  pupill  valgustatuse  muutudes  ja miks? 
•  Kas täielikult värvipime inimene saab aru, mis värvi tuli valgusfooris põleb? 
•  Püssi  laskmisel  pigistatakse  üks  silm  sihtimisel  kinni  või  kasutatakse  üht 
silma varjavat lapatsit? Miks? 
 
 
5.2. Kuulmine 
Inimkõrv   kuuleb    helisid   sageduste  vahemikus  16  Hz  -  20  kHz  .  Vastavad 
lainepikkused saame leida seosest heli kiiruse ch, sageduse f ja lainepikkuse λ vahel: 
ch  =  f .  λ .  Võttes  heli  kiiruseks  õhus  330  m/s, saame tulemuseks    ümardatult  21  m 
kuni 2 cm.  
Mida suurem on heli sagedus, seda suurem on tajutava heli kõrgus. Kuuleme ca 10 
oktaavi   (pisut  ülegi  ).  Kõrva  tundlikkus  on  kõige  suurem  1000  -  3000  Hz  juures. 
Inimhääle sagedus ulatub 60 Hz (basso profundo) kuni 1500 Hz (koloratuursopran).  
Selleks, et kuulda ka madalamaid ja kõrgemaid helisid (so. nautida muusikat), peab 
heli olema piisavalt vali, sest muidu me ei  kuule  hästi madalaid ja kõrgeid helisid .  
Heli valjust N mõõdetakse detsibellides. N = 10 log I/I0 (dB), kus I on uuritava heli 
intensiivsus  ja  I0  on  kuuldelävele  vastav    intensiivsus,  st  minimaalne 
kuulmisaistingut tekitava heli intensiivsus (I0 = 10 -12 J/m2⋅s).   
 
 
Helivaljuste skaala: 
•  käekella tiksumine…………………….20 dB 
•  sosistamine……………………………40 dB 
•  kisamine………………………………80 dB 
•  pop-ansambli muusika……………….100 dB 
•  reaktiivlennuki startimine……………120 dB 
•   ansambel  Grand  Funk  Raylroad……...130 dB (valulävi) 
•  nahavigastused……………………….150 dB    
•  surm. vigastused……………………..180 dB      
•  surm………………………………….200 dB      
 
•  Inimesel on silma ja kõrva lävitundlikkused enamvähem võrdsed: kõrva korral  
            10-12 W/m2 , silma korral  5 . 10-13 W/m2. Miks see nii on? 
•  Kuidas oleneb tajutava heli kõrgus heliallika liikumise kiirusest? 
•  Tajutava heli kõrgus oleneb heli kiirusest. Kas näiteks kirikukella heli kõrgus 
oleneb  sellest,  kas  heli  tuleb   meieni   allatuult  või  vastutuult?  Tuule  suunast  
peaks ju heli levimise kiirus olenema. 
•  Kuidas müristamise  kuulmise  ja välgu nägemise abil saab kindlaks teha välgu 
löömise koha kaugust? 
•  Miks raudteerööpa kaudu on läheneva rongi müra kuulda, aga õhu kaudu veel 
ei ole? 
 
 
 
17 
5.3.  Toiduvajadus  
Elamiseks vajab inimene toitu. Kui palju on inimesel vaja ööpäevas toitu, et säilitada 
elutegevus? Kuidas seda hinnata? Selleks oleks vaja teada kui palju energiat inimene 
päevas   kulutab   liikumisele,  mõtlemisele,  jne.  ning      kui  palju  soojusenergiat  päevas 
eritub  naha  kaudu,  hingamise  kaudu  ja  teistel   viisidel .  Kogu  see   energiakulu   tuleb 
toiduga  katta , kusjuures tuleb arvestada seda, et toitu ei omistata 100 %. See on väga 
keeruline ülesanne. Sellega tegelevad teadlased aastakümneid. 
Sellise  töö  tulemusena  on  kindlaks  tehtud,  kui  palju  inimene  keskmiselt    kulutab 
energiat  ühes  sekundis  kehapinna  1  m2  kohta.  Nimetame  seda  suurust 
erienergiakuluks Ee . 
 
Tegevus                                                 Ee ( J/s m2 = W/m2) 
Magamine                                                             40 
Istumine                                                               50 
Mõttetöö                                                              60 
Seismine                                                              70 
Kõnd (5 km/h)                                                   150 
Füüsiline töö (keskmine)                                   300 
Jooks                                                                   600 
 
Kuidas  kindlaks  teha  oma  kehapinna  suurust  ?  On  olemas  empiiriline  seos  inimese 
kehapinna suuruse, massi ja pikkuse vahel: 
 
                                       S (m2) = 0,2 x m0,425 x  h0,725   ,  
kus  mass  on  antud  kilogrammides  ja  pikkus  meetrites.  Nüüd  saame    hinnata  oma 
energiakulu mingi tegevuse korral kui korrutame erienergiakulu tegevuse kestusega 
sekundites ja oma kehapinna suurusega ruutmeetrites. 
 
Organismi põhiainevahetuse energiakulu on  hinnatav  vanust, sugu ja kehaehitust 
arvestava  Harris-  Benedict ’i valemiga  
MEHED 
66 + (13.75 x kg) + (5.003 x cm) - (6.775 x vanus aastates)=  kcal /ööpäevas 
NAISED 
655.1 + (9.563 x kg) + (1.850 x cm) - (4.676 x vanus aastateks)= kcal/ööpäevas 
 
 
Energiakulu tuleb katta toiduga. Selleks peame teadma toitainete energiasisaldust ehk 
kalorsust.  Mis  see  on?  Mis  on   kalor ?  See  on  energiahulk,  mis  kulub    1  g  vee 
temperatuuri tõstmiseks 1 K võrra. 
                                                
1 cal = 4,2 J. 
         
            
           Toiduaine                                                          Kalorsus 
           100 g piima ……………………………………..280 kJ 
           100 g kodujuustu………………………………...400 kJ 
            1 muna…………………………………………..300 kJ 
.           100 g leiba………………………………………800 kJ 
            100 g  kartuleid …………………………………..400 kJ 
            100 g õunu………………………………………200 kJ 
 
18 
            100 g kala ……………………………………….500 kJ  
            100 g  torti ………………………………………..1500 kJ 
            100 g rasvast liha ………………………………..1000kJ 
            100 g lahjat liha…………………………………..700kJ . 
 
Toiduvajaduse  hindamiseks leiame,  milline  on  energiakulu ja  võtame  selle  võrdseks 
kalorsusega.  Sellega  eeldame,  et  kogu  toidus  olev  energia  kulub  antud  tegevusele. 
Kalorsuse põhjal saab leida toiduaine(t)e koguse, mis katab meie energiakulu. 
Arvutused  näitavad,  et    keskmise  füüsilise  töö  korral  tuleks  süüa  igas  tunnis  150  g 
rasvast liha ja 100 g leiba: see on üks ilus eesti mehe eine. 
 
5.4.  Hingamine  
Kui  palju  õhku  tarvitab  inimene  ööpäevas  hingamiseks?  Loomulikult  sõltub  see 
inimese  eripärast,  kuid  mingi  hinnangu  saab  asjale  ikka  anda.  Oletame,  et  inimese 
kopsumaht   on  4  l,  hingamise  sagedus  12  korda   minutis .  Hingamisel  me  ei  tühjenda 
kopsu täielikult, oletame, et see toimub 25% ulatuses. Seega tarvitame igas minutis 1l 
× 12 =  12 l õhku. See on umbes  1 pangetäis. Tunnis teeb see 60 × 12 = 720 l ≈ 1 m3 
õhku.  Kui  ühes  tunnis  läbis  kopse  1  kuupmeeter  õhku,  siis  ööpäevas  on  tarvis  24 
kuupmeetrit puhast õhku ehk selleks  piisab   toast , mille mõõtmed on 3×4×2 m3 , so 12 
ruutmeetrisest  toast,  mille  kõrgus  on  2  m.  See  on  teooria  ,  aga  praktika?  Tuleb 
arvestada, et siin pole arvestatud hingamist naha kaudu. 
 
5.5. Südame töö 
Südame tähtsusest ei maksa pikalt rääkida. Süda on pump, mis peab pidevalt töötama, 
kuigi  mitte  väga  suure  võimsusega.  Eriuuringud  näitavad,  et  südame  võimsus  jääb 
vahemikku 1,5 W - 15 W , olenevalt olukorrast. 
Ülesanne 1. Leida, kui palju vett võiks tõsta 1 m kõrgusele ühe ööga, kui meie süda töötaks 
veepumbana  ?  Vihjed:  raskuse  tõstmisel   tehtav   töö  on  võrdne  potentsiaalse  energia 
suurenemisega,  st.  A  =  mgh;  võimsus  on  võrdne  ajaühikus  tehtud  tööga,  st.  N  =  A/t;  aine 
tihedus näitab selle ruumala ühiku massi, st ρ = m/V.  
Ülesanne 2. Mitu lööki teeb süda inimese elu jooksul, kui eluiga on 70 aastat ja  pulsisagedus  
70 lööki minutis? 
Ülesanne 3.  Kumb  teeb rohkem töökäike, kas inimese süda terve elu jooksul või automootor 
10  aasta  jooksul  (eeldades  iga  päev  2  h  sõitu  ja  keskmiseks  pöörete  arvuks  3000  p./min., 
südamelöökide arvu võtame eelmise ülesande lahendusest ) ? 
 
5.6. Ravimid 
•  Kui kaua võtab aega, et sissevõetud tabletis olev  ravim  jõuaks levida üle keha? 
Vihjed:  ravim  kandub  edasi verega;  vere voolukiirus  suuremates  veresoontes 
on ca 2 cm/s ja väiksemates 0,5 mm/s. 
•  Kui võtta sisse üks tablett  aspiriini , siis mitu aspiriini molekuli tuleb inimese  
iga  keharaku  kohta?  Vihjed:  keskmine  raku  diameeter  on  5  µm;  aspiriini 
hulgaks loeme 1 g; 1 nukleoni mass on ≈ 10-27 kg. 
5.7. Varia 
 
•  Inimorganismil  on  väga   mitmekesised   võimed,  mis  tunduvad  lausa 
uskumatutena.   Hiljuti   näitas  televiisoris  üht  pakistanlast,  kes  vedas  oma 
vuntside  külge  seotud  autobussi,  mille  mass  võis  olla  ca  2  tonni.  Kas  tal 
vuntsid   näost  lahti  ei  rebene?  Püüame  leida  jõu,  mida  iga   karv   peab  välja 
kannatama  (eldusel, et kõik  karvad  in ühtlaselt  koormatud ). 
            Kui keha mass on m ja tee horisontaalne ja hõõrdetegur µ, siis on veojõud 
 
19 
            võrdne hõõrdejõuga. Võtame , et  
m = 2000 kg,  
µ = 0,3 (tegelikult on veerehõõre veel väiksem), 
 
 siis F = µN = µ m g = 0,3x 2000x10 J = 6 kN . 
 
Iga  karva  kohta  tuleva  jõu  leidmiseks  peame  teadma   karvade   arvu.  Uurimised,  mis 
viidi läbi oma  habeme  kallal näitasid , et keskmine vahemaa kahe karva vahel on ca 2 
mm.  Seega  1  cm2  on  25  karva.  Teleris  nähtud  pildi  järgi  võib  hinnata  ühe  vuntsi 
pindalaks ca 10 cm2 ja kahe vuntsi korral on pindala poole suurem. Seega töötavate 
karvade arv on ca 500. 
Iga karva kohta tulev veojõud on  seega 6000 N / 500 = 12 N. Kas see on suur arv? 
See  vastab  raskusjõule,  mida  tekitab  1,2  kg  keha.  Tuleb  muidugi  arvestada,  et 
seisuhõõre  on  suurem  ,st  algul  on  tarvis  suuremat  jõudu  ja  koormus  ei  pruugi  olla 
ühtlane, aga ikkagi pole selles midagi üleloomulikku. 
 
•  Vererõhu  mõõtmine.   Veri   voolab  soontes  laminaarselt.  Kui   voolamine   on 
takistatud,  tekivad  keerised  ja  sellega  kaasneb  spetsiifiline  heli.  Seda 
kuulatakse stetoskoobiga. 
 Suruõhumähisega surutakse  arter  kinni seni kuni tukseid enam kuulda pole. Siis 
hakatakse  õhku  välja   laskma   ja  fikseeritakse  rõhk  mähises  hetkel,  mil  hakkame 
tukseid   kuulma .  Siis  on  rõhud  veresoones  ja  mähises  võrdsed.  See  on  südame 
poolt tekitatav maksimaalne vererõhk. 
Kui  edasi  õhku  välja  lasta,  lakkavad  tuksed  mingi  rõhu  juures,  see  tähendab,  et 
nüüd voolab veri vabalt ja siit saame minimaalse vererõhu. 
Süda lööb vere soonde (süstool) ja lõtvub siis, rõhk südames  alaneb  ja veri tungib 
südamesse (diastool). 
 
•  Kui  kõrgele  tuleks  trepist  üles  minna,  et  "põletada"  ühe  torditüki  kalorid? 
Vihjed:  eeldame,  et  potentsiaalse  energia  suurenemine  on  võrdne  torditükis 
peituva soojusenergiaga. torditükis sisaldub keskmiselt 200 kcal; 1 cal = 4,2 J; 
•  Kasutusel on nn külma vee  dieet , mis pidi aitama kehakaalu vähendada. Kui 
palju  tuleks  juua  külma  vett,  et  organismist  kaoks  100  g  rasva?  Vihje: 
eeldame,  et  kehatemperatuuri  säilitamiseks  tuleb  joodud  vesi   soojendada  
kehatemperatuurini  ja  selleks  vajalik  soojus  võetakse  rasvalt;   100g    rasvale  
vastab 600 kcal; 1cal = 4,2 J. 
•  Miks ei tohi  magades  kontaktläätsi silma jätta? Vihje: silma  sarvkest  on ilma 
veresoonteta ja hapniku  varustus  toimub difusiooni teel. 
•  Miks  käed  ja  jalad  hakkavad  kõigepealt  külmetama?  Talvel  käiakse  küll 
paljapäi,  aga   kindad   on  käes.  Vihje:  üleantav   soojushulk   on  võrdeline 
pindalaga. 
 
6. Tuba 
6.1. Aken 
•  Miks päeval näeb  aknast  välja , aga sisse ei näe?  
•  Miks  läbi  mõne  akna  vaadates  on  kujutised  moonutatud?  Vihje:   aknaklaas   ei 
pruugi olla igas kohas ühepaksune.  
 
20 
•  Miks  udusele  aknale  saab  näpuga  kirjutada?  Udu  hajutab  valgust  ühtlaselt, 
näpuga  pühime  udu  ära  ja  sealt  läheb  valgus  ilma  hajumata  läbi.  Kui  toas  on 
valge ja väljas pime, siis toavalgus hajub udult  tuppa  tagasi , puhtalt kohalt läheb 
õue ja me ei näe teda enam, tekib tume koht. Väljast vaadates on kõik vastupidi, 
st kiri näib heledana. 
•  Miks  aknal  suitsetades  või  tolmulappi  kloppides  suits  või  tolm  tuppa  tulevad? 
Kas see toimub iga ilmaga? Vihje: toaõhu temperatuur pole igal pool ühesugune 
•  Miks talvel aknaklaasid jäätuvad kuid  raamid  ei jäätu? Vihje: klaas on ca 5 korda 
parem   soojusjuht   kui  puit  (puuduvad  poorid);  klaasi  erisoojus  on  ca  3  korda 
väiksem kui puidul.  
•  Miks  tuleb  aknaid  talveks  tihendada?  Kui   suurele   augule  seinas  vastab 
aknapragu laiusega 2 mm?      Olgu akna mõõtmed 1,5 m x 1,5 m.  
•  Nüüdisaegsed plastaknad koondavad  neilt  peegeldunud valgust. Miks? 
Kuigi vaakum-klaaspakettakna kontseptsioon patenteeriti juba 1913. aastal, on 
tänapäevasest tehnikast hoolimata selliste  akende   projekteerimine  ja valmistamine 
õige keeruline. Vaakumpaketi U-väärtus võib olla 3 W/m²K (soojuskiirgusele 
reageeriv sisemine kate puudub), aga ka 0,8 W/m²K ( sisepindadel  on kaks 
soojuskiirgust vähe läbilaskvat  katet ). Vaakumvahe ei tarvitse olla suur, tavaliselt on 
see ainult kahe  aknaklaasi  paksune. Kui töö on korralikult tehtud, püsib sisemine 
vaakum stabiilsena aastaid. Probleeme põhjustavad aga aknamaterjali kohe mõjutama 
hakkavad temperatuurierinevused ja välise õhu rõhk. Kirjanduse andmetel ei 
saavutata häid tulemusi enne, kui akna vahel on rõhk umbes 10–6 atmosfääri rõhust. 
Vaakum-klaaspakettakna vahele ei tohi pääseda välisõhk – vahemik peab olema 
hermeetiline.  Tavaliste  aknamoodulite valmistamiseks kasutatavad materjalid 
vaakum-klaaspakettakna jaoks ei sobi, sest praegu saavutatakse hermeetilisus paketi 
soojendamisega temperatuurini umbes 500 ŗC. Soojuse kiirgamist klaaspindade vahel 
takistav  läbipaistev kate peab sellisele temperatuurile vastu  pidama  ilma suuremate 
vigastusteta. 
 
www.keskkonnatehnika.ee/2000/2_2000/aken.htm 
 
6.2. Uks 
•  Miks mõni uks vajub lahti, teine kinni?  
•  Miks uksel on tihti üleval kaks hinge ja all üks ? 
•  Miks  ukse   hinged   kriuksuvad?  Kriuksumine  esineb  tavaliselt  siis  kui  ust 
aeglaselt liigutada.  
•  Miks ukse käepide on hingede vastasküljel? Vihje: mõelge jõumomendi peale. 
•  Kuidas töötab uksesilm?  
 
6.3.  Radiaator  
•  Miks radiaatorid on akende all, aga  ahjud  on keset maja?  
•  Miks  on  radiaatori  kohal   seinal   mustad   triibud ?  Kas  mustad  triibud  on  ribide 
kohal või nende vahel? Vihje: koos õhuga liigub ka tolm.  
•  Kuidas suurendada radiaatori  efektiivsust ?  
•  Kas külm radiaator on talvel toas kasulik või kahjulik?  
•  Kui palju vett oleks tarvis toas aurustada, et tõsta õhuniiskust 30 % kuni 50 % 
ni?  
 
 
21 
6.4. Tubased tööd 
•  Kas keha lohistamisel tuleb teha rohkem tööd kui kandmisel? 
•  Kuidas viia üksinda ühest kohast teise riidekapp? 
•  Kuidas töötab  tolmuimeja ? 
 
6.5.  Peegel  
•  Kas puhast peeglit on näha? Vihje: me näeme kehi sest nad  kas neelavad valgust 
või hajutavad. 
•  Kas peeglis nähtav kujutis on sarnane esemega?  
•  Mille poolest erineb  peegelpilt  originaalist?  
•  Kus asub kujutis tasapeeglis? Joonis 
•  Kui  tahame  oma  näodefekte  peeglis  teraselt  uurida  peame  peeglisse  vaatama 
küllalt  lähedalt,  lähemalt  kui  raamatut   lugedes .  Miks?  Vihje:  kus  asub 
tasapeeglis tekkiv kujutis, mida me vaatame?  
•  Kas  tühjas  toas  on  (kus  pole  inimest  )  on  peeglis  esemete  kujutised?  Vihje: 
tasapeegel  tekitab näiva kujutise. 
•  Kas peegel annab esemest samasuure kujutise? 
 
6.6. Elekter toas 
•  Kas  elektrivool  levib silmapilkselt? Kui kaua võtab aega, et elektronid jõuaksid 
taskulambi patareist läbi  pirni  patareisse tagasi? Vihje: kasutame seost I = enSvs, 
kus I on  voolutugevus , e elektroni laeng, n vabade elektronide kontsentratsioon 
ja vs elektronide suunatud liikumise keskmine kiirus. 
      Elektroni laeng e = 1,6 . 10-19 C ja metallide korral n ≈1022 elektroni/cm3. 
•  Miks majad elektrivoolu toimel maha ei põle? Eralduvast soojusest peaks selleks 
piisama. Arvutused. 
•  Miks pirni läbipõlemisega koos ka  kork  läbi läheb?  
•  Miks mõnikord on seinakontaktid kõrbenud? Vihje: soojust eraldub elektrivoolu 
toimel rohkem seal, kus takistus on suurem.  
•  Kas hõõglamp on valguse- või soojuseallikas? 
 
6.7. Varia 
•  Miks  diivanil  on  pehme  istuda,  aga  taburetil  kõva?  Vihje:  pehme  on  siis  kui 
rõhumisjõud on väike. 
•  Miks  kerkib  tolmu kui lüüa vastu diivanit? Vihje: kõik kehad on  inertsed . 
•  Miks teleri  ekraan  on alati tolmune? Vihje: ekraan on elektriliselt laetud (sinna 
lendavad pidevalt elektronid, mis tekitavad helenduse).  
•  Miks  õlle   kiirel    joomisel   on   soovitav   panna  õlu  pudelis  pöörlema?  Vihje:  õlle 
kiire väljajooks eeldab õhu kiiret sissejooksu. 
•  Miks talvel  tuppa minnes  prilliklaasid  uduseks lähevad?  Kas   raamidega  juhtub 
ka midagi? 
•  Miks  on  küünlaleegil  just  selline  voolujooneline  kuju,  aga  mitte  näiteks 
silinderjas? 
•  Miks kolme jalaga taburet kunagi ei kõigu, küll aga neljajalgne? 
•  Kuidas tekivad tolmurullid? 
 
 
6.8.  Leiutised , mis on toaga seotud 
•  Trükitud raamat -  1440  Gutenberg; 
 
22 
•  Elektrijõujaam - 1882 T.A.Edison; 
•  Raadio - 1896 ,  Popov , Marconi; 
•   Televisioon  - 1925 USA, Inglismaa; värvitelevisioon - 1928 Inglismaa; 
•  Magnetofon - idee 1888 O.Smith (USA), raadios 1920; 
•  Videomakk - 1950 - USA 
•   Fotograafia  - 1839  Daguerre  
•  Keskküte -  1832  Inglismaal, ~1870 USA-s 
•  Aknaklaas - 1688,  Lucas  de Nehon ( valas ) 
•  Tool - vähemalt 1500 ema ( Tutanhamon ) 
•  Prillid - Savino Armati , 1285 
•  Käärid – 1000 ema 
•  Ajaleht – 1609 Saksamaal 
 
7. Köök 
7.1. Toidu valmistamine 
•  Kuidas  kiirendada  toidu  valmimist  keetmisel?  Vihje:  kõrgemal  temperatuuril 
valmib toit kiiremini.; suurem pindala soodustab soojusülekannet.  
Keemistemperatuuri tõstmiseks võib lisada vette soola.  Keedusoola  abil on võimalik 
tõsta vee keemistemperatuuri kuni 108,8° C , kui lisada 1 l  veele  407 g soola. Veel 
kõrgema  keemistemperatuuri  annab  KI  ,  kui  seda  lisada  1  l  vee  kohta  2,2  kg,  siis 
hakkab segu  keema  185° C juures. 
 
•  Kas kartuleid saab  rutem  pehmeks  keeta  kui vesi keeb väga intensiivselt 
•  Kartuleid  saab  kiiremini  keeta,  kui  nendesse  torgata  raudnaelu.  Need  on  head 
soojusjuhid,  mis  viivad  soojusenergiat  paremini  kartuli  sisse.  Samuti  aitab 
šašlõkivarras lihal seestpoolt küpseda. 
•  Miks kotletid vajutatakse enne praadimist lapikuks? 
•  Kas vesi hakkab keema kausis, mis ujub keevas vees? Vihje: keemahakkamiseks 
tuleb  anda  nn  keemissoojust;  soojusülekanne  toimub  ainult  erinevate 
temperatuuridega kehade vahel.  
•  Gaasipliidil keeb vesi teekannus. Kui tuli ära keerata, hakkab kannu tilast  tulema  
auru, mida enne oli  vaevalt  märgata. Elektripliidi väljalülimisel sellist nähtust ei 
esine. Miks ?  
•  Miks piim üle keeb, vesi aga mitte?   
•  Miks vesi enne keema hakkamist kohiseb?  
•  Kui panna saiatainas kerkima, siis mõne aja pärast on selle ruumala suurenenud 
ja kui  tainast  näpuga torgata, tuleb sealt gaasi välja. Järelikult on seal sees rõhk 
suurem kui toaõhus. See tähendab, et kerkimisel suurenes nii  tainas  oleva gaasi 
ruumala  kui  rõhk.  Kuid  tainas  on  ju  püsival  temperatuuril,  st.  on  tegu 
isotermilise  protsessiga. Sel  juhul  aga  peaks  kehtima  Boyle -  Mariotte’i seadus: 
pV  =  const.  Seega  peaks  tainas  oleva  süsihappegaasi  rõhk  hoopis  vähenema. 
Milles on asi?  
•  Miks  rasv   kuumal  pannil laiali vajub?   
•  Miks toiduained külmas paremini säilivad?  
•  Kas on kasulik osta suuri või väikesi kartuleid? Suuri, sest siis on pindala suhe 
ruumalasse  väiksem,  st.  koori  on  suhteliselt  vähe.  Kui   kartulid   oleksid 
 
23 
kerakujulised , siis pindala S = 4πr2  ja ruumala V = 4/3 πr3 ja S/V = 3/r , st et kui 
r = 3 cm, siis on suhe 1 , aga kui r = 6 cm, siis on suhe ½. 
•  Kas  kosmoselaevas  saab  potiga  vett  keeta?  Ei,  kuna  soojendatakse  altpoolt, 
konvektsiooni  pole , siis vesi  aurustub  anuma põhjast ja lükkab vee potist välja. 
•  Miks  kartulijahu  krudiseb,  tavaline   nisujahu   aga  mitte  (tärklis  on  kristalliline 
aine) 
•  Kuidas  töötab   mikrolaineahi ?  Mikrolained  on   elektromagnetlained ,  mille 
lainepikkus  on    ca  1  mm  kuni  1  dm.  Lained  neelduvad  toidus  kus  on  vee 
molekule. Need on polaarsed ja hakkavad laine elektrivälja taktis võnkuma. See 
võnkeenergia  muutub  soojuseks  ja  kuumutab  toitu.  Ahi  ise  ei  kuumene.  Kas 
muna saab keeta selles ahjus? Ei saa!  Munas  olev õhumull paisub ja lööb muna 
lõhki! 
•  Kuidas gaasi eest vähem maksta? Vihje: gaaside ruumala väheneb jahutamisel. 
•  Viinereid vees kuumutades keeravad need ennast ringi. Miks? 
 
7.2. Söömine 
•  Miks kuumale supile või  kohvile  tuleb peale puhuda? Vihje: kuumema vedeliku 
tihedus on väiksem 
•  Miks  rasvane   supp  jahtub aeglasemalt kui  lahja  supp? Vihje: rasv on veest kuni 
10 korda halvem soojusjuht. 
•  Miks rasv ujub supi pinnal ringikestena? Vihje: rasvale mõjuvad nii raskusjõud 
kui pindpinevusjõud.  
•  Miks  kuuma  supi  sees  olev   kartul   suud  kõrvetab  ,  leem  aga  mitte?  Vihje: 
üleantav soojushulk on võrdeline pindalaga.  
•   Kunas   kohv  jahtub  kiiremini,  kas  siis  kui  enne  koor  hulka  kallata  või  enne 
jahtuda lasta ja siis koor hulka kallata? Vihje: ∆Q ∼ ∆T . 
•  Miks toorest muna ei saa laual pöörlema panna, küll aga keedetud muna?  
•  Millal  on  kokteil  kangem,  kas  siis  kui  jää  ujub  pinnal  või  heljub?  Vihje: 
Üleslükkejõud on võrdeline vedeliku tihedusega F = ρ V g . Jää tihedus on 900 
kg/m3, veel 1000 kg/m3 ja piiritusel 800 kg/m3.  
•  Kui teil on täpselt üks klaasitäis mingit  jooki , mida  soovite  sõbraga pooleks teha, 
kuidas talitada? Eeldame, et klaas, milles jook on, on silindri kujuline.  
•  Kas joogi paremaks  jahutamiseks  tuleb jää panna klaasi alla või peale? 
•  Miks  tekivad  kefiiri  või  tomatimahla  joomisel  klaasile  vahelduvad  heledad-
tumedad  triibud (nende arv on võrdne joodud lonksude arvuga)? 
•  Milline oli Eesti vanema Lembitu lemmiksupp? 
•  Kefiiri  või  tomatimahla juues  tekivad  klaasi  serva  horisontaalsed  triibud,  mille 
järgi  on  võimalik  öelda,  mitu  korda  on  klaasist  joodud.  Kuidas  seletada  nende 
triipude tekkimist? 
 
 
7.3. Köögitööd 
•  Miks terav  nuga  lõikab paremini kui nüri? Vihje: noa  tera  on kiil.  
•  Miks lõikamisel tuleb nuga edasi-tagasi liigutada?  
•  Koduveini pudelist võtmisel kasutatakse  voolikut  - sifooni. Kuidas see töötab?  
 
24 
                                                     
 
Olgu õhurõhk p0. Siis p1 = p0 - ρgh1 ja p2 = p0 - ρgh2. Kuid h2 > h1, siis p1 > p2. 
 
•  Mõned  metallist  potisangad  kõrvetavad,  teised  mitte.  Ka  eboniidist  sangad  ei 
kõrveta. Miks? 
•  Miks paksust klaasist klaas puruneb kui sinna valada  keeva  vett, aga õhukesest 
klaasist  tehtu  ei purune? Vihje: klaas on halb soojusjuht.  
•  Miks vindiga konservipurgi kaant on raske avada?  
•  Miks tuleb kööginõud ka väljast puhtaks pesta, eriti läikivad potid?  
 
•  Kohv toodi Euroopasse 1624.a. Aasiast (Veneetsia  kaupmehed ); 
•  Tee toodi 1610. a. Hiinast (hollandlased); 
•   Lusikas , kulp ∼ 1500 a. m.a.j. , siis ka supp? 
 
 
 
8. Vannituba ja saun 
 
8.1. Veekraan 
•  Kui  veekraan  avada  natukene,  siis  voolab  sealt  ühtlane  veejuga,  mis  allpool 
muutub  peenemaks  ja  lõpuks  katkeb,  tekivad   tilgad .  Kuidas  nähtust  seletada?  
Joa kitsenemine seletub joa  pidevuse  võrrandi abil :  ∆V = S v ∆t = const. ⇒  
     S1 v 1  = S2 v2  . 
     Joa katkemine on tingitud sellest, et juga langeb vabalt. Kui      kujutada juga ette 
     kui   tihedalt paiknevate tilkade jada, siis tilgad langevad  ühtlaselt kiirenevalt ja 
     nende vahemaa hakkab kasvama. Vaatame näiteks kahte naabertilka, millest üks 
     hakkab näiteks 1 ms enne langema. Nende tilkade vaheline kaugus hakkab 
     kasvama ja varsti jääb teine tilk  esimesest  nii kaugele, et juga katkeb .  
•  Kuidas on olukord tõusvas joas , kas seal surutakse  veetilgad  kokku? Kuid vesi 
ei ole  kokkusurutav . On teine väljapääs : juga läheb jämedamaks. 
•  Kuidas pritsida vett kraanist kaugele? Põhjendada tegevust. 
 
•  Kui  kraanist  niriseva  veejoa  lähedusse  viia  näiteks   elektriseeritud    kamm ,  siis 
juga   kaldub   alati  kammi  poole,  mitte  iialgi  sellest  eemale.  Kui  kamm  märjaks 
saab, kaob efekt. Miks see nii on?.   
 
25 
Tõmbumine on  seletuv  vee   polaarsete   molekulide  tõmbumisega kammi  poole  tänu 
elektrostaatilisele  induktsioonile.  Kui  kamm  saab  märjaks,  siis  kammi  laeng  kaob. 
Miks?  Asi  on  selge  siis  kui  kammil  on  negatiivne  laeng.  Siis  vee  polaarsed 
molekulid  võtavad  liigsed  elektronid  külge  ja  viivad  koos  joaga  minema.  Kui  aga 
kammil on positiivne laeng? Siis on kammis elektrone puudu ja laengu kadumiseks 
on kaks võimalust: kas vees leidub negatiivseid ioone või  vabu  elektrone või kammi 
elektriväli  ioniseerib  vee  molekule,  st.  võtab  sealt  elektroni  ära.  Tõenäosem  on 
esimene variant. 
 
8.2. Vann 
•  Kuidas  tehe  kindlaks,  mitu  liitrit  vett  vanni  mahub,  kui  teil  on  kasutada  1 
liitriline  purk  ja kell?  
•  Kui palju kaalub teie jalg? Kasutada on ühe liitriline purk ja kell.  
•  Vanni  minnes  kattub  nahk  ja   karvkate   õhumullidega,  mis  hõõrumisel 
eemalduvad. Kust said nahale ja karvadele õhumullid?  
•  Kui pista pea vee alla ja silmad lahti teha, näeme palju udusemalt kui õhus. Kui 
paneme  ette ujumisprillid või sukeldumismaski, on pilt selge. Miks? 
 Silmaläätse, nagu iga teise läätse fookuskaugus   f ∼ 1 / (n21 – 1), kus n21 on läätse ja 
seda  ümbritseva  keskkonna  suhteline  murdumisnäitaja.    Murdumisnäitaja  väheneb 
kui  silm  on  vees  ja  fookuskaugus  suureneb  ning  kujutis  nihkub  võrkkesta  taha. 
Tekib olukord nagu kaugnägija silmas.  
•  Kes  näeb  vee  all  paremini,  kas  lühi-  või  kaugnägija?  Lühinägija,  sest  tema 
silmas    tekib  kujutis  võrkkesta  ees,  vees  aga  nihkub  kujutis  tahapoole,  st 
võrkkestale lähemale. 
•  Selleks,  et  vanni  kuivatada,  laseme  sellest  veel  välja  voolata.  Enne  väljavoolu 
lõppemist tekib alati  keeris , mille suund on vastupäeva. Miks?  
 
8.3. Pesemine 
•  Miks pesuvahendid pesevad? Vihje: nad vähendavad pindpinevustegurit.  
•  Miks märg  seep  on libe?  
•  Miks  vannitoa  peegel läheb uduseks?  
•  Pesemisel  mõned  riided  tõmbuvad  kokku,  teised  mitte.  Miks?  Vihjeks 
märksõnad: märgamine, pindpinevus, hõõrdumine.  
•  Tuled  vannist  välja , hakkab jahe . Miks?  Vihje: aurustumiseks on vaja juurde 
anda soojust.  
•  Miks rätik kuivatab? Vihje:  kapillaarsus . 
•  Miks juuste kuivatamisel kasutatakse fööni?  
•  Põranda kuivatamiseks hõõrume vee laiali ja paneme lapi radiaatori peale. Miks? 
•  Miks niiskele ihule on raskem  riideid  peale tõmmata kui kuivale? Peaks ju olema 
vastupidi, st märghõõre on väiksem kui kuivhõõre?  
 
8.4. Saun 
•  Miks niisked  tikud  süttivad halvasti?  
•  Miks me saame olla saunalaval, kus õhutemperatuur on näiteks 100 ° C ? Vihje: 
õhu  soojusmahtuvus  on väike,  higistamine .  
•  Miks   nael   saunalavas  tundub  kõrvetavalt  kuum  kuigi  selle  temperatuur  ei  ole 
võibolla rohkem kui 70 - 80 ° C ? Vihje:  metall  on hea soojusjuht. 
•  Kuum  aur  (100  °C)  kõrvetab  rohkem  kui  kuum  vesi  (100  °C).  Miks?  Vihje: 
kuum aur kondenseerub  veeks  keha pinnal.  
 
26 
•  Kui sauna välisuks talvel avada, tuleb sealt sisse külma udu kuigi väljas mingit 
udu pole. Miks?  
•  Miks leiliviskamise järel hakkame rohkem  higistama ?  
 
9. Muusika 
9.1. Heli 
•  Heliks nimetatakse mehaanilisi  laineid  sageduste vahemikus 16 Hz kuni 20 kHz. 
Seda sageduste vahemikku inimene kuuleb. Heli on  kuuldav  hääl.  
KATSE. Suurema sagedusega helid on ultrahelid, väiksema sagedusega - infrahelid. 
•  Helisid jaotatakse järgmiselt : lihtheli ehk toon - üks kindel sagedus; liitheli ehk 
kõla - mitu kindla sagedusega tooni; müra - lõpmata palju erineva sagedusega 
tooni. Katse. 
Kuuldelaävi  ja  valulävi:  I0  =  10-12  W/m2;  Iv  =  10  W/m2  ().  Heli  valjus  on  seda 
suurem, mida suurem on võnkeamplituud: kuuldeläve korral on see  (molekuli nihe)  
ca  10-11  m  ja  valuläve  korral    0,01  mm.  Aga  kõlari   membraan   võngub  ju  mitme 
millimeetri  ulatuses!  See  on  silmagagi  näha.  Seda  põhjustab  madal  sagedus,  mida 
muidu poleks kuulda. 
Heli  kiirus  oleneb  keskkonna  temperatuuri,  õhus  st:  v  ∝  √T;  toatemperatuuril  on 
heli  kiirus  õhus  ca  340  m/s;  õhumolekulide  soojusliikumise  keskmine  kiirus  on 
samal  temperatuuril  ca  500  m/s.  Heli  kiirus  on  väiksem,  est  heli  levib  tänu 
molekulide  põrgetele,  need   kanduvad   edasi  soojusliikumise  keskmise  kiirusega. 
Kuid põrge ise võtab ka aega, sellepärast tuleb heli kiirus väiksem. 
•  Kas  saunalaval  lauldes  muutub  heli  kõrgus,  sest  muutub  selle  kiirus,  seega 
peaks  muutuma  ka lainepikkus või sagedus. 
Heli kõrgus 
•  Erinevate helide  sagedused  ja lainepikkused  
                 
                     Heli                                       Sagedus (Hz)            Lainepikkus 
Madalaim kuuldav heli                                       16                           21,5 m 
Klaveri madalaim heli                                         27,5                       12,4  m 
Bassilaulja madalaim heli                                   60                           5,7 m 
1.   oktaavi “la”                                                    440                          78 cm 
Koloratuursoprani kõrgeim heli                           1500                          22 cm 
Klaveri kõrgeim heli                                            4186                         8,2 cm 
Kõrgeim kuuldav heli                                        20 000                          1,5 cm 
•  Inimkõrv  suudab  eristada  kõrguse  järgi  helisid  kuni  0,2  %  täpsusega  (  st  et 
näiteks 400 Hz korral saab aru kas on 401 või 400 Hz) 
 
Heli tämber 
•  Kuidas me aru saame, et mängivad erinevad  pillid  või  laulavad  erinevad  lauljad ? 
Heli värvingu ehk tämbri järgi. Lisaks põhitoonile , mis määrab ära heli kõrguse 
ja on  kõige  tugevam,  helisevad  heliallika  veel  teiste  sagedustega  (  muusikaline 
heli). Heli spekter  on analoogiline optilise  spektriga . 
 
27 
 
 
 
 
9.2. Heliallikad 
•  Kõikides pillides tekitatakse heli kas keele või õhusamba võnkuma panemisega. 
Kahest  otsast  kinnitatud  pillikeel  või  ühest  otsast   lahtine   õhusammas  tekitavad 
võnkeid, mille sagedus avaldub järgmiselt 
                                                    ν = n v/2l , 
kus  n  =  1,  2  ,  3  …;  v  on  heli  kiirus  keeles  või  õhus  ja  l  on  keele  või  õhusamba 
pikkus. 
Tekib  seisulaine , mis tekibkahe ühe sageduse ja amplituudiga vastasuundades  leviva  
laine liitumisel. Silmaga pole näha lainete  liitumist  näha. Paistab, et keele  erinevad 
punktid  võnguvad  erineva  amplituudiga  ja  sellepärast  nimetataksegi  lainet 
seisulaineks.  Maksimaalse  amplituudiga  võnkuvaid  kohti  nimetatakse  paisudeks. 
Mittevõnkuvaid kohti – sõlmedeks. 
Neid saab olla keelel kindel arv, sest otstes on alati sõlmed (need on kinni , ei liigu) 
Katse. 
Heli  on  kuuldav,  kui  selle  kestus  on   kuulmisaistingu   tekkimiseks  piisav. 
Rusikareeglina peaks heli tajumiseks kestma ca 10 perioodi (10 võnget). See oleneb 
muidugi ka sagedusest ja valjusest. 
Heli kiirus v on keeles:   v ∼ √ F/S  KATSE (monohordiga) 
•  Mis on heli allikaks puhkpillides?  
•  Mis on  heliallikaks  pajupillis või orelis?  
•  Helide  tagurpidi  kuulamine 
•  Lõputult tõusva või  langeva  heli illusioon 
Heli  valjuse   suurendamiseks  kasutatakse resonantsi,  st  pannakse  koos  heliallikaga 
võnkuma  ka  mingi  suurem  keha  (kõlakast).  Resonantsi  korralpeab  kõlakasti 
omavõnkesagedus  langema  kokku  keele  omavõnkesagedusega.  Selleks  peab 
kõlakastil olema eriline kuju, et seal saaks tekkida erineva pikkusega seisulained. 
Katse heliharkide resonatsist (lulla kah) 
•  Kuidas tekib heli  poogna  abil? Seisuhõõrdejõu mõjul haaratakse keel  poognaga  
kaasa.  Keele  elastsusjõud  püüab  keelt  tagasi  viia  tasakaaluasendisse.  Mida 
kaugemale  keel  tasakaalu  asendist  viiakse,  seda   suuremaks   läheb  elastsusjõud 
(Hooke’ i seadus F = k x ). Kui elastsusjõud saab suuremaks seisuhõõrdest, rebib 
 
28 
keel  ennast  poogna  küljest  lahti  ja  hakkab  liikuma  poognale   vastassuunas  
(liugehõõre  on  väiksem  ).  Mingil  hetkel  saab  aga  elastsusjõud  võrdseks 
liugehõõrdejõuga  ja  keel  peatub.  Hakkab  mõjuma  seisuhõõrdejõud  ja  kõik 
kordub. Keel hakkab edasi tagasi liikuma, võnkuma.  
 
•  Miks viiuli kõlakasti ei  tehta  risttahuka  kujulist ?  
•  Miks  keelpille  ei mängita  keele keskelt, vaid roobi lähedalt? 
•  Helihark  õhus  helisemas  ja  siis  otsga  vastu  lauda.  Ergastamiseks  tehakse 
ühepalju tööd, aga tulemused on erinevad?! 
 
9.3. Probleeme 
•  Miks  basspillidel  ( tuuba )  ei  saa  mängida  nii  kiiresti  kui  sopranpillidel  (flööt)? 
Vihje:  heliaistingu  tekkimiseks  on  tarvis,  et  oleks  kuuldav  vähemalt  üks 
täisvõnge.  
•  Miks tenorilauljad on lühikesed mehed? Vihje: häälepaelte pikkus on võrdeline 
karakteristliku pikkusega. 
•  Miks  tuleb   viiulit   häälestada  kontsertsaalis?  Vihje:  pillikeele  sagedus  oleneb 
selle  pingest . (katse heliharkide tuiklemisega) 
•  Miks telefonitraadid talvel undavad? Vihje: tuul paneb traadid võnkuma.  
•  Mitu korda muutub heli valjus kui ühe viiuli asemel mängib kaks viiulit?  Vihje: 
heli valjust arvutatakse valemist N = 10 log I/I0, kus N on heli valjus, I uuritava 
heli intensiivsus ja I0 kuuldelävele vastav intensiivsus. 
•  Kas heli kiirus oleneb sagedusest ehk kas esineb heli dispersiooni? Kuidas seda 
kontrollida? 
•  Mis  on  tremolo  ,  mis  vibraato?  Vihje:  sagedusmodulatsioon  ja 
amplituudmodulatsioon. 
•  Kuidas tekib heli poogna abil? Seisuhõõrdejõu mõjul haaratakse keel poognaga 
kaasa.  Keele  elastsusjõud  püüab  keelt  tagasi  viia  tasakaaluasendisse.  Mida 
kaugemale  keel  tasakaalu  asendist  viiakse,  seda  suuremaks  läheb  elastsusjõud 
(Hooke’ i seadus F = k x ). Kui elastsusjõud saab suuremaks seisuhõõrdest, rebib 
keel  ennast  poogna  küljest  lahti  ja  hakkab  liikuma  poognale  vastassuunas 
(liugehõõre  on  väiksem  ).  Mingil  hetkel  saab  aga  elastsusjõud  võrdseks 
liugehõõrdejõuga  ja  keel  peatub.  Hakkab  mõjuma  seisuhõõrdejõud  ja  kõik 
kordub. Keel hakkab edasi tagasi liikuma, võnkuma.  
•  Miks  tuleb  viiulipoognat  määrida  kampolioga?  Vihje.  kampol  nakkub  hästi 
poogna jõhvidega ja suurendab hõõrdetegurit. 
•  Miks heli  sumbub ? Vihje:  entroopia  kasvab (korrapära kaob).  
•   Kontrabassil   on  palju   pikemad   ja  jämedamad  keeled  kui  viiulil.  Miks?  Vihje: 
mõelge, kuidas sõltub keele võnkesagedus keele mõõtmetest. 
•  Miks tekib vali hääl, kui  mikrofoni  hopida kõlari lähedal ja kõlari poole? (Tekib 
positiivne  tagasisisde;  kõlarist  tulnud  vaikne  heli  läheb  mikrofoni  kaudu 
võimendisse ja sealt kõlarisse ning kõik kordub) 
 
  
10. Talvine loodus 
 
10.1. Lumi 
 
29 
•  Mis on lumi ?  Lumehelbed , mis pole midagi muud kui jääkristallide kogumid. 
Nendes olevate jääkristallide mõõtmed  on 10-4 mm kuni 0,1 mm. Neil on alati 
heksagonaalne  struktuur.  Mida  see  tähendab?  Kristallid  on  kuuekandilised.  Ei 
ole teisi variante. Millest see tuleneb? Vee molekulide omadustest, seda seletab 
keemia.  Lumehelvestel  on  alati  erinev  kuju,  pole  kaht  sarnast  helvest  (nagu 
inimestki).  On  olemas  helveste        fotode  kogusid  (kuni  5000  tk)  ,  kus  kõik  on 
üksteisest erinevad. Lumehelbe mass on tavaliselt ca 1 mg. Kuid esineb ka palju 
suuremaid ,  grammidesse  ulatuva  massiga  lumehelveste  kobaraid,  lumekruupe, 
mille läbimõõt ulatub 10 cm. 
•  Aastas  sajab  Maale  ca  5⋅   1016   kg  lund.  Mitu  kilo  tuleb  iga  inimese  kohta? 
Inimeste arv on ligikaudu 5⋅109. Lihtne arvutus annab, et inimese kohta tuleb 10 
000 tonni!  
•  Pärast  lumesadu  on kõik kuidagi salapäraselt vaikne. Miks?  
•  Milline on lume tihedus? Värske , külm lumi – 10 kg/m3 , sula lumi kuni 800 
kg/m3  .   Lumikate   pole  nagu  liivahunnik,  kus  midagi  ei  liigu.  Lumehelbed 
kleepuvad üksteise külge, moodustavad mingeid makrostruktuure. 
•  Kas lumi on valge? Lumi koosneb veest (jääkristallidest), mis ei neela just eriti 
tugevasti  valgust.  Vesi  on  värvitu,  st.  neelab  ja  peegeldab  kõiki  valguse 
komponente  ühtviisi. Lumi  peegeldab  hästi  talle langevat valgust, kuigi  vesi  ei 
peegelda ju! Ka vesi võib valgust hästi peegeldada, eriti kui valgus langeb väga 
kaldu  veepinnaga  ( kauge   veekogu  läigib  kui  peegel).  Lumes  on  aga 
veekristallikesi igas asendis ja väga paljudel juhtudel langeb valgus neile kaldu 
ja peegeldub tugevalt. Kuna jääkristalle on palju ja nad paiknevad läbisegi, siis ei 
teki korrapärast  peegeldust vaid hajunud valgus. Oma osa on ka õhuvahemikel 
helveste  vahel,  mis  põhjustavad  veel  täiendavat  peegeldust.  Kui  lumi  vajub 
kokku, siis need vahed kaovad ja lume pind hakkab muutuma järjest siledamaks 
ning valguse hajutamine väheneb. 
•  Vaadates alt üles langevaid lumehelbeid, paistavad need tumedatena, aga maha 
langedes on valged. Miks? 
•  Miks  külma  ilmaga  lumi  krudiseb?  Tavaliselt  on  see  kuuldav  kui  on  vähemalt 
10° külma. Vihje: mida jäigem on võnkuv keha, seda kõrgemat heli see tekitab. 
•  Miks sula lumest saab teha lumepalli? Vihje: sula lumi on märg.  
•  Miks  näiteks  lumi  kleepub  puu  okste  külge  aga  liiv  ei  kleepu?  On  ju 
lumekobarad  puuokste  küljes  ,  aga  liiva  (tolmukobaraid  )  pole.  Vihje: 
lumekobarad tekivad sulailmaga, kui puu on soojem kui lumi. 
•  Miks tekivad lumehanged tõkete taha (aed, põõsas)?  
•  Miks  kraavid  ja jalajäljed täis tuiskavad?  
•  Miks  lumeonnis  on  soe?  ( Eskimod   elavad  seal).Vihje:   lumel   on  halb 
soojusjuhtivus  ja ta on valge. 
•  Kas raskem suusataja saavutab mäest laskudes suurema kiiruse kui kergem?  
•  Soolases lumes  käies ja märjaks  saades  tekivad pärast  kuivamist  kingadele või 
püksisääre otstele valged triibud. Miks?   
 
10.2. Jää 
•  Miks  tekib  jää  vee  peale  aga  mitte  põhja?  Tahke  aine  tihedus  peaks  ju  olema 
suurem kui vedelikul.  
•  Miks veekogud hakkavad külmuma kalda äärest?  
 
30 
•  Miks  linnud  talvel jää peal istuvad? Paksu lume korral nad seal ei ole. Vihjed: 
külmumisel  eraldub  soojust,  soojusülekanne  toimub  madalama  temperatuuri 
suunas 
•  Miks voolav vesi halvemini külmub kui seisev?  
•  Miks on talvel järvest välja või sisse voolu kohtades jõgi jääst vaba ?  
•  Kuidas tekivad jääpurikad?  
•  Miks katus soojeneb Päikese toimel rohkem kui maapind?  
•  Pärast  pikemat  külmaperioodi  järgneva  sula  ajal  lähevad  kivimajade  seinad 
härma,  aga  puumajade  omad  mitte?  Miks?  Vihje:  kivi  soojusmahtuvus  on 
suurem kui puidul.  
•  Kevaditi raiuvad majahoidjad kõnniteel jää puruks, et see kiiremini sulaks. Miks 
siis sulab jää rutem?  
•  Miks on jää libe? On kaks teooriat. Üks ütleb, et jää sulab  uisu  või kinga  talla  all, 
sest  seal  on  suur  rõhk.  Teine  seisukoht  on  selline,  mis  seletab  nähtust 
hõõrdejõudude  töö  poolt  eralduva   soojusega .  Arvutused   toetavad   rohkem  teist 
hüpoteesi.  
•  Miks veega täidetud anumaid ei tohi talvel õue jätta? 
•  Miks kiiruisud  pikad  on? Hõõrdejõud  mõjub  siis  pikemal  lõigul, tehtav  töö  on 
suurem  ja  eraldub  rohkem  soojust.   Tavalised   või  hoki  või  iluuisud  tehakse 
lühemad, et oleks kergem liikumissuunda muuta. 
•  Kui   katsuda   keelega  õues  külma  käes olnud metallesemeid,  külmub  keel sinna 
külge, aga puit- või plastmassesemete külge ei külmu. Miks? 
•  Liuvälju kastetakse võimalusel sooja veega. Miks? 
 
 
Füüsika meie ümber 
•  Tavanähtuste seletusi 
http://www.jal.cc.il.us/~mikolajsawicki/bad_physics.htm  
•  Seadmete tööprtintsiibid 
http://www.howstuffworks.com/  
•  Huvitav füüsika 
http://www.eskimo.com/~billb/amasci.html  
Meelelahutus 
•  Füüsika ja huumor 
http://physics.about.com/od/humour/  
•  Optilised  illusioonid  
http://dragon.uml.edu/psych/illusion.html 
http://www.optillusions.com/ 
http://www.eyetricks.com/illusions.htm 
http://www.torinfo.com/illusion/directory.html  
 
 
31