Füüsika mõisted ja valemid (0)

Füüsika
Kinemaatika
Mehaaniline liikumine –
Punktmass – Keha,mille suhtes mõõtmed jäetakse lihtuse mõttes arvestamata.
Trajektoor ­– Joon, mida mööda keha liigub.
Ühtlane liikumine – Keha läbib mistahes võrdsetes ajaühikutes võrdsed teepikkused .
Mitteühtlane liikumine – Keha läbib võrdsetes ajaühikutes ebavõrdsed teepikkused.
Liikumise suhtelisus – Erinevate taustkehade suhtes liigub sama keha erinevalt.
Teepikkus – Kui mõõdetakse keha läbitud tee pikkust piki trajektoori.
Nihe – Vektor keha algasukohast lõppasukohta.
Aeg – Vaadeldakse absoluutse suurusena ehk liigub pidevalt ja alati ühtmoodi, pole algust ja lõppu, kõikide kehade jaoks kehtib sama aeg.
Taustsüsteem – Moodustavad taustkeha, sellega seotud koorinaadistik ja ajamõõtmise süsteem.
Gravitatsiooniline vastastikmõju – Üks esimesi jõude,mida inimene tundma õppis.
Vaba langemine – Kukkumine , kus õhutakistus puudub või on väga väike.
Ühtlane sirgjooneline liikumine – Selline sirgjooneline liikumine, kus mistahes võrdsetes ajavahemikes läbitakse võrdsed teepikkused.
Kiirus – Peamine liikumist iseloomustav suurus.
Keskmine kiirus – Kogu keha liikumise teepikkuse ja kogu selleks kulunud aja suhe.
Ühtlaselt muutuv liikumine – Liikumine, kus kiirus muutub mistahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesuguste ühikute võrra.
Hetkkiirus – Kiirus mingil konkreetsel ajahetkel.
Kiirendus – Näitab, kui palju muutub kea kiirus ajaüikus.(Keha kiiruse muutumise kiirus)
Nihke leidmine ühtlaselt muutuval liikumisel – s= v0t+ at2/2
Liikumise võrrand – on võrrand, mis võimaldab määrata keha koordinaati, kiirust ja kiirendust mistahes ajahetkel. x= x0 + v0t + at2/2
Kiiruse võrrand - v= v0 + at
Vektor – Suunatud sirglõik.
Vektorite liitmine /lahutamine
Projetsiooni leidmine erinevatel telgedel
Koordinaadi,nihke ja kiirenduse graafikud
Keha viskamine vertikaalselt üles/alla
Keha viskamine horisondiga kaldu
Keha viskamine tornist horisontaalselt alla/üles
Dünaamika
Newtoni I seadus(inertsiseadus) – käib kehade liikumise kohta vastastikmõju puudumisel .
Sõnastus: Vastastikmõju puudumisel või vastasikmõjude kompenseerumisel on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt.
Newtoni II seadus – vastastikmõju tagajärjel võib muutuda keha liikumine, s.t. et tekib kiirendus. Sõnastus:Keha kiirendus on võrdeline temale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline massiga.
A=F/m ; F=ma
Newtoni III seadus – käib kehade vastastikmõju kohta
Sõnastus: Jõud tekivad kahe keha vastastikmõjus alati paarikaupa. Need kummalegi kehale mõjuvad jõud on absoluutväärtuselt võrdsed ja vastassuunalised. F1= -F2
Interts – nähtus,kus kehad püüavad oma liikumise kiirust säilitada .
Inertsus – keha omadus,mis seisneb selles,et keha kiiruse muutmiseks antud suuruse võrra peab ta teise keha mõju esimesele kestma teatud aja. Mida pikem on see aeg,seda inertsem on keha.Mõõduks mass.
Inertsiaalne taustsüsteem – taustsüsteem,kus kehtivad kõik mehaanikaseadused ja Newtoni I seadus.
Mass - saab mõõta kaalumise teel ja vastasikmõju kaudu. Vastastikmõjus muutub keha mass pöördvõrdeliselt keha massiga. Massi saab võrrelda kiirenduste kaudu.
V1/v2=m2/m1 a=v/t v1/v2= a1/a2 a1/a2 = m2/m1
Jõud – on füüsikaline suurus,mis iseloomustab ühe keha mõju teisele. Mõiste on kasutusele võetud vastastikmõju iseloomustamiseks. Jõud on vastasikmõju mõõduks.
Newtoni gravitatsiooniseadus – kaks punktmassi tõmbavad teineteist jõuga,mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.
G=6,7*10-11 N*m2/kg2 F=mg
Gravitatsioonikiirendus – Vaba langemise kiirendus.
Gravitatsioonikonstant – arvuliselt võrdne jõuga, millega tõmbuvad kaks teineteisest 1 meetri kaugusel asuvat 1kg keha. G= 6,7 * 10-11 N*m2/kg2
Raskusjõud – jõud,millega Maa tõmbab enda poole tema lähedal asuvaid kehi.
Vaba langemisekiirendust nimetatakse raskus- ja gravitatsioonikiirenduseks.
Keha kaal – jõud, millega ta Maa külgetõmbejõu tõttu rõhub alusele või venitab riputusvahendit. Tähis P .
Kiirendusega liikuva keha kaal – muutub vastavalt liikumise suunale P=m(g-a); P=mg
Toereaktsioon - jõud, millega alus või riputusvahend mõjutab keha.
Takistusjõud – Gaasis või vedelikus liikuvale kehale mõjuv jõud . Ft= v*β ( takistustegur )
Üleslükkejõud vedelikes –
Rõhk – füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega. P=F/S
Rõhk vedelikes -
Elastsusjõud- Jõud, mis tekib keha kuju deformeerumisel. Alati suunaga vastupidine .
Jäikus – Iseloomustab keha pikenemist jõu mõjul. Fe = -k * l
Liikumishulk ehk impulss – Massi ja kiiruse korrutis. Impulsi muut on seotud jõuga, on vektoriaalne suurus. Suuna määrab kiirusvektori suund. p=mv
Impulsi jäävuse seadus – Suletus süsteemi koguimpulss on sinna kuuluvate kehade igasugusel vastasikmõjul jääv.
Mitteinertsiaalses taustsüsteeemis ei kehti Newtoni seadused, et saaks N. Seaduseid rakendada võetakse kasutusele inertsijõu mõiste. Fi = -ma(taustsüsteemi kiirendus)
Fi + F =ma
Mehaaniline töö – on võrdne kehale mõjuva jõu, nihke ja jõu ning nihkevahelise nurga koosinuse korrutisega.
Jõuimpulss
Elastne ja mitteelastne põrge
Keha kaldpinnal
Seotud kehade liikumine(rong ja keha üle laua serva)
Keha liikuminehorisontaalsel pinnal mitme jõu mõjul
Hõõrdejõud tekib kehade vahetul kokkupuutel ja mõjub piki kokkupuutepinda. Hõõrdejõu suund on alati liikumisega vastassuunas .
Leidmine: 1) Keha seisab – seisuhõõrdumine . Paigal seisvale kehale mõjuv hõõrdejõud on absoluutväärtuselt võrdne ja vastassuunaline kehale mõjuva jõuga. Fh= -F
2) Keha libiseb mööda teise keha pinda . Fh = µN ; µ - hõõrdetegur; N=mg; Fh = µmg
Hõõrdejõud sõltub kokkupuutuvate pindade omadustest ja pindu kokkusuruvare kehade jõududest. Sõltub pinna karedusest,materjalist . µ=a/g ;
Valemid
p=m(g-v2/r)
a=v2/r
δ=F/S 1N/m*m
δ= E*ξ (suhteline pikenemine)
E – elastsusjõumoodul
Töö ja Energia
Töö – Keha poolt läbitud teepikkuse ja nihke sihiline jõu komponendi korrutis. A= F*s
1J on töö, mida teeb 1N suurune jõud liigutades keha 1m.
Elastsusjõu töö –
Võimsus – Näitab, kui palju tööd tehakse ajaühikus. N=A/t ; N=Fv
Kineetiline energia – Liikuv keha energia. Ek=mv2/2
Potsensiaalne energia – Keha võib, aga ei pruugi teha tööd.Ep=mgh
Energia- Keha või kehade võime teha tööd.
Energia jäävuse seadus – Energia ei saa tekkida ega kaduda. Ta võib muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele.E= const
Perioodilised liikumised
Pöördenurk – nurk, mille võrra pöördub ringjooneliselt liikuv keha ja trajektoori keskpunkti ühendav raadius. fii =l/r
Radiaan – Üks radiaan on kesknurk , mis vastab ringjoone kaarele, mille pikkus on võrne selle ringjoone raadiusega . (Kraadi ja radiaani seos)
Nurkkiirus – on füüsikaline suurus, mis näitab raadiuse pöördenurka ajaühiku kohta.
Nurkkiiruse ja joonkiiruse seos v = ωr
Periood – Ajavahemik ,mille jooksul keha läbib ühe täisringi. N – võngete arv
Sagedus –Ajaühikus tehtavate täisringide arv.
Kesktõmbekiirendus – kõverjoonelisel liikumisel esinev kiirendus, mis on trajektoori mistahes punktis suunatud trajektoori kõverustsentrisse.
Ringliikumine – Kõverjoonelise liikumise eri juht. Trajektooriks on ringjoon või selle osa. Liikumist iseloomustab kõverusraadius.
Võnkumine- Liiumine , mis kordub perioodiliselt edasi-tagasi sama trajektoori mööda.
Laine – võnkumiste edasikandumine ruumis.
Jõumoment – Jõu ja tema õla korrutis. M=F*l
Impulsimoment – Keha impulsi ja trajektoori kõverusraadiuse korrutis. L=mvr
Impulsimomendi jäävuse seadus - Igasuguse kehade süsteemi impulss on jääv, kui sellele ei süteemile ei mõju väliseid jõude.
Vabavõnkumine – Võnkumised, mis toimuvad süsteemisiseste jõudude mõjul.
Sundvõnkumine – Toimub perioodiliselt muutuva välisjõu mõjul.
Sumbuv võnkumine – Amplituud väheneb.
Sumbumatu võnkumine – Amplituud ei vähene.
Hälve – Võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist.
Amplituud -on maksimaalne kaugus tasakaaluasendist.
Resonants - Võnkeamplituudi järsk kasvamine perioodilise välismõju sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega.
Harmooniline võnkumine – Võnkumine, mida saab kirjeldada sin või cos funktsiooniga.
Võnkumise võrrand - x=x0sin(wt+ Pii/2)
Faas - määrab laine võnkeseisundi mingil hetkel. Valguslainet väljendatakse tavaliselt elektrilise komponendi ehk E-vektori kaudu , kus 2πft on faas.
Ringsagedus – Võnkesagedusega määratud suurus. w = 2*Pii*f
Algfaas – Iseloomustab võnkuva süsteemiseisundit võnkumise ajahetkel.
Võnkumiste graafik
Laine teke,levik,
Ristlaine – laine, milles võnkumiste suund on risti laine levimise sihiga.
Pikilaine – laine, milles võnkumiste suund on piki levimise sihti.
Lainepikkus -nim teepikkust, mille võrra laine levib ühe perioodi jooksul.
Lainefront -nim kõige eesmist sama faasipinda, kuhu häiritus on keskkonnas jõudnud.
v=lambda*f
Interferents – Mitme laine liitmine, kus tekib üks resultantlaine.
Difraktsioon – Laine paindumine tõkete taha.
Käiguvahe – kahe erineva teekonna vahe,mida laine läbib.
Interferentsi maksimum – Tekib siis, kui saavad kokku laineharjad. Kui käiguvahe on täisarv.
Miinimum – Kokku peavad saama lainehari ja lainelohk.
Hygensi printsiip - Printsiibi järgi on keskkonna iga punkt, milleni laine on jõudnud, iga uue elementaarlaine allikaks. Kujuneb välja uus lainefront.
Matemaatiline ja vedrupendel
Molekulaarfüüsika
Molekuli mass ja mõõtmed -
Molekulaarkineetilise teooria eeldused

Gaas koosneb molekulidest

Molelkulid on pidevas kaootilises liikumises

Molekulide vahel on vastastikmõju
Mikroparameetrid – ( m0,v,vkk,n) Füüsikalised suurused, mida kasutatakse mikrokäsitluses. Nende suurused defineeritakse , eeldades aine koosnemist molekulidest.
Makroparameetrid – (m,p,V,to,roo) Füüsikalised suurused, mida kasutatakse makrokäsitluses. Nende defineerimisel ei eeldata aine koosnemist molekulidest.
Olekuparameetrid – makroparameetrid p,V ja T
Kontsentratsioon -
Ideaalse gaasi mudel

Molekulid on punktmassid

Molekulide põrked seintega on abs. põrked

Molekulide vahel pole vastastikmõju
Gaasi rõhk
Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand
Gaasi molekulide jaotus kiiruse järgi
Temperatuur - iseloomustab süsteemi soojusliku tasakaalu olekut, tal on ühesugune väärtus soojuslikus tasakaalus oleva süsteemi kõikides osades.
T = 273 + t
Soojushulk – Siseenergia , mida keha soojusvahetusel saab või ära annab.
Absoluutne 0
Kelvini temperatuuriskaala
Termodünaamika – Makroskoopiline teooria, mis kästleb soojuvahetust, soojuse muundumis tääks ja muid soojusvahetusega seonduvaid nähtusi.
Soojusvahetus – protsess, kus keha või kehad vahetavad omavahel soojust.
Termodünaamiline süsteem
Ideaalse gaasi olekuvõrrand antud gaasikoguse rõhu ja ruumala korrutis on võrdeline absoluutse temperatuuriga.
Isoprotsessid 1. Isotermilse protsessi käigus ei muutu gaasi temperatuur. pV = const
2. Isobaarilise protsessi käigus ei muutu gaasi rõhk. V/T = const
3. isohoorilise protsessi käigus ei muutu gaasi ruumala. p/T = const
Kujutamine graafikutel
Termodünaamika alused
2 võimalust siseenergia muutmiseks -
1)Tööd tehes
2)soojusülekande teel.
Erisoojus – Näitab, milline soojushulk tuleb 1kg ainele anda, et ta t0 tõuseks 1K võrra.
Termodünaamika I printsiip- Termodünaamilisele süsteemile juurde antav soojushulk läheb süsteemienergia suurendamiseks ja süsteemi poolt välisjõudude vastu tehtavaks tööks.
∆U = A + Q
Termodünaamika II printsiip – Käib protsesside kohta looduses. 3 sõnastust.

Soojus ei saa minna külmemalt kehalt kuumemale iseenesest. Peetakse silmas suletus süsteemi. Pmts võib soojus minna ka külmemat soojemale, aga see eeldab töö tegemist.

Suletud süsteemi püüab üle minna korrastatud (ained on segunemata) olekust mittekorrastatud (ained on segunenud) olekusse.

Loodus püüab üle minna vähem tõenäolisemalt ebatõenäolisemasse olekusse.
Töö gaasi paisumisel – A= p*
Adiabaatiline protsess – Protsess, mille käigus ei toimu gaasi soojusvahetust väliskeskkonnaga. Adiabaatilist protsessi kirjeldab võrrand: p V k= const või T V k -1 = const, kus k on gaasi moolsoojuste suhe.
Soojusmasin - seade, mis muundab soojust tööks. Soojusmasin võtab kuumalt kehalt (soojendilt) soojushulga Q1 , muudab osa sellest mehaaniliseks tööks A ning annab ülejäänud osa Q2 ära külmemale kehale (jahutile).
Soojusmasina kasutegur - = A / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 *100% .
Ideaalse soojusmasina kasutegur
Entroopia
Aine ehitus
Reaalse & ideaalse gaasi erinevus

Reaalsed molekulid pole punktmassid.

Molekulid mõjutavad üksteist reaalses gaasis.
Aine ehitus lähtudes agregaatolekust
GAAS – Molekulid paiknevad hõredalt,liiguvad kaootiliselt. Paiknevad korrapäratult,ruumala ja kuju ei säili.
VEDELIK – Molekulid paiknevad tihedalt ja korrapäratult. Molekulid sooritavad võnkliikumist ümber tasakaaluasendi ja vahetavad seda. Säilitab ruumala ja kuju.
TAHKE AINE – Molekulid paiknevad tihedalt ja korrapäraselt moodustades kristallvõre. Võnguvad tasakaaluasendi ümber. Säilitab kuju ja ruumala.
Tahke aine jaguneb:

Amorfseks

Tahkiseks
Ülekandenähtused – Difusioon , Soojusjuhtivus ,Sisehõõre. VT vihikust.
Pindpinevus - vedeliku pinna omadus kokku tõmbuda.
Pindpinevusjõud – Jõud, mida vedelik avaldab temaga piirnevatele kehadele .
Märgamine –Kui vastasikmõju kahe vedeliku molekulid vahel on nõrgem, kui vedeliku ja tahke aine molekuli vahel, siis on tegemist märgamisega. Kui vedelik mööda pinda tõkestamatul laiali valgub.
Mittemärgamine –. Kui vastasikmõju kahe vedeliku molekuli vahel on tugevam kui vedeliku ja tahke aine moelkuli vahel on tegemist mittemärgamisega. (Kui vedelik üritab võta kera kuju. ( Vesi rasvasel pinnal))
Pindpinevustegur -
Kapillaarsus – Vedelike tõusumine,laskumine peentes torudes.
Tahkis – aine, mille molekulide paiknemisel esineb kindel kord (kristallstruktuur).
Amorfne aine – tahke aine, millel puudub kristallstruktuur ja millel on omadus voolata.
Monokristall – Terviklik keha, mille osakeste paigutuses eksisteerib üks ja seesama süsteem.
Polükristall – Keha, mis koosneb paljudest erinevalt orienteeritud monokristallidest.
Anisotroopia – Monokristallide põhiomadus, mis seisneb selles, et kristalli füüsikalised omadused sõltuvad suunast .
Isotroopia – Gaaside,vedelike ja polükristallide omadus, mis seisneb selles, et aine füüsikalised omadused suunast ei sõltu.
Faasisiirded
Agregaatolek – aine tahke,vedel ja gaasiline olek.
Faas – Aine erinevate omadustega olekud. Nad erinevad üksteisest molekulide paigutuste ja soojusliikumise iseloomu poolest.
Faasisiire – Protsess, kus aine läheb ühest faasist teise.
Siirdesoojus – Soojushulk, mis eraldus faasisiirde aine ühe massiühiku kohta.
Kondenseerumine – Faasisiire, kus aine läheb gaasilisest olekust vedelasse.
Aurumine – Faasisiire, kus aine läheb vedelast olekust gaasilisse.
Tahkumine – Faasisiire, kus aine läheb vedelast olekust tahkesse.
Sulamine – Faasisiire, kus aine läheb tahkest olekust vedelasse
Sublimatsioon – Faasisiire, kus aine läheb tahkest olekust gaasilisse.
Härmatumine – Faasisiire, kus aine läheb gaasilisest olekust tahkesse.
Rekristallisatsioon – Faasisiire, kus aine muudab oma kristallstuktuuri tahke agregaatoleku piires.
Siirdetemperatuur – Temperatuuri väärtus aintud rõhul, millest kõrgemal on aine ühes, magalamal aga teises faasis.
Kolmikpunkt – Kindel rõhu ja temeratuuri väärtus, millel 3 faasi on tasakaalus.
Sulamissoojus – λ – Soojushulk, mis tuleb ühele kilogrammile ainele anda, et ta sulaks. J/kg
Aurustumissoojus - L – Näitab, milline soojushulk kulub aine aurustumiseks antud temperatuuril.
Keemissoojus – Vedeliku aurumissoojus keemistemperatuuril.
Aur - Gaasiline faas vedeliku pinna lähedal.
Gaas - Kui temperatuur on üle kriitilise.
Küllastunud aur – Aur antud temperatuuril, kus vedeliku aurumine ja kondensatsioon on tasakaalus.
Keemine – Aurumise eriliik,kus on anud aine auru rõhk on küllastunud.
Keemistemperatuur -
Õhu absoluutne niiskus – väljendab, veeauru hulka grammides ühe kuupmeetri õhu kohta.
Õhu relatiivne niiskus - Väljendab õhu absoluutse niiskuse suhet antud temperatuuril küllastunud aurule vastava abs. niiskuse väärtusesse samal temperatuuril.