Füüsika üldmudelid (0)

FÜÜSIKA ÜLDMUDELID - ÕPITULEMUSED:
1)ERISTAB FÜÜSIKALISI OBJEKTE, NÄHTUSI JA SUURUSI – Objekte, mida füüsikas uuritakse nimetatakse üldiselt füüsikalisteks kehadeks. Näiteks võib uurimisobjektiks olla inimene, auto, puuleht jne (mis liigub või millel muul viisil midagi muutub). Muutusi, mis looduses või füüsikaliste kehadega toimuvad nimetatakse nähtusteks. Nähtused on näiteks jää sulamine , kivi kukkumine jne. Jaotatakse 5-rühma : mehaanilised, soojuslikud, optilised , elektri- ja magnetilised nähtused. Kehade või nähtuste omadusi, mida me mõõta saame nim. füüsikalisteks suurusteks. Füüsikalised suurused jagunevad : skalaarseteks (pole ruumis suunda) ja vektoriaalseteks (ruumis suund). Igal füüsikalisel suurusel on : 1)oma mõõtühik , 2)seda saab mõõta kas otseselt või kaudselt valemi abil arvutades, 3)seda saab väljendada arvuliselt.
2)TEAB SKALAARSETE JA VEKTORIAALSETE SUURUSTE ERINEVUST NING OSKAB TUUA NENDE KOHTA NÄITEID – Skalaarseid suuruseid väljendatakse vaid arvuliselt, nt aeg, mass, teepikkus jne. Vektoriaalsetel suurustel on peale arvuväärtuse tähtis ka nende suund (omavad ruumis suunda).
3)SELETAB FÜÜSIKA VALEMITES ESINEVA MIINUSMÄRGI TÄHENDUST (SUUNA MUUTUMINE ESIALGSELE VASTUPIDISEKS) – Mingi suund ruumis loetakse positiivseks ja selles suunas liikudes on kiirus „+“ ning vastassuunas liikudes on kiirus negatiivne ehk „­­­­‑„-ga.
4)RAKENDAB SKALAARSETE SUURUSTE ALGEBRALISE LIITMISE / LAHUTAMISE NING VEKTORSUURUSTE VEKTORIAALSE LIITMISE/LAHUTAMISE REEGLEID – Vektoriaalsete suurustega tuleb teha tehteid arvestades matemaatikas õpitavaid vektorarvestusreegleid. Näiteks liites rakendatakse kolmnurga või rööpküliku reeglit.
5)ERISTAB FÜÜSIKAT MATEMAATIKAST ( MATEMAATIKA ON KÕIGI KVANTI-TATIIVKIRJELDUSTE UNIVERSAALNE KEEL, FÜÜSIKA PEAB AGA ALATI SÄILITAMA SEOSE LOODUSEGA) – Füüsika laenab matemaatikast valemeid. Valemeid on 2 tüüpi: def. valemid ja seose valemid. Füüsika peab lisaks arvutusoskusele säilitama alati ka seose loodusega.
6)MÕISTAB, ET FÜÜSIKALISED SUURUSED PIKKUS (KA TEEPIKKUS), AJAVAHEMIK (∆t) JA AJAHETK (t) PÕHINEVAD KEHADE JA NENDE LIIKUMISE (PROTSESSIDE) OMAVAHELISEL VÕRDLEMISEL – Pikkus on ruumiline mõõde kahe punkti vahel, mis on mõõdetud piki mõttelist joont või keha külge. Aeg väljendab tavaliselt ajavahemikku (∆t = t – 0) mingist kokkuleppelisest alg- ehk 0-hetkest kuni vaadeldava objektini. Kiirus näitab kui pika tee läbib keha ajaühikus. Kiirus on vektoriaalne suurus, sest selle suunast sõltub, millisesse ruumipunkti me võime aja mõõdumisel jõuda (ühik 1m/s).
7)TEAB, ET KEHA LIIKUMISOLEKUT ISELOOMUSTAB KIIRUS NING OSKAB TUUA NÄITEID LIIKUMISE SUHTELISUSE KOHTA MAKROMAAILMAS – Liikumine ise on suhteline protsess. Näiteks rongis istuv inimene on rongi suhtes paigal, tema kiirus rongi suhtes on 0, teepikkus ja nihe rongi suhtes puuduvad. Kui aga rong samal ajal liigub ühtlase kiirusega, siis on inimese kiirus maa suhtes sama suur nagu rongil. Inimene läbib mingi vahemaa koos rongiga ja sooritab ka vastava nihke. Liikumise suhtelisus seisnebki selles, et kehadel võib erinevate taustkehade suhtes olla erinev kiirus, teepikkus, trajektoor ja nihe.
8)TUNNEB LIIKUMISE ÜLDMUDELEID – KULGEMINE , PÖÖRLEMINE , KUJU MUUTUMINE, VÕNKUMINE JA LAINE; OSKAB NIMETADA IGA LIIKUMISLIIGI OLULISI ERISUSI – Trajektoor on joon, mida mööda keha kui punktmass näib liikuvat. Teepikkus on trajektoori pikkus, mille keha mingi aja jooksul läbib. Keha liigub ühtlaselt, kui ta läbib võrdseres ajavajemikes võrdsed teepikkused . Pöörlemisel liiguvad keha erinevad punktid mööda erineva raadiusega ringjooni, kuid kõigi ringjoonte keskpunkt on samas kohas ja paikneb keha sees (maa pöörleb ümber mõttelise telje). Võnkumine on selline perioodiline liikumine, mille korral keha liigub mööda sama trajektoori edasi-tagasi. Seega võnkumisel muutub pideval kiiruse väärtus ja suund. Lainelise liikumise korral kandub võnkliikumine edasi ühelt osakeselt teisele nende vastastikmõju tõttu. Väliselt tajume seda kuju muutusena (sile veepind hakkab kerkima ja langema, kui kivi vette visata ja lainete levimise suund näitab kuhu poole võnkumise energia kandub). Kulgemine on jäiga keha liikumine, mille korral kõikide keha punktide trajektoorid on ühe kujuga ja ühepikkused. Igasuguse keha liikumine sirgel trajektooril ( sirgliikumine ) on kulgemine. Kuju muutumine e. deformatsioon leiab aset siis, kui keha punktid muudavad oma vastastikust asendit. Kuju muutumise tunnuseks on see, et keha punktide vahekaugused muutuvad.
9)TEAB, ET LOODUSE KAKS OLULISELT ERINEVATE OMADUSTEGA PÕHIVORMI ON AINE JA VÄLI, NIMETAB PEAMISI ERINEVUSI – Ainet iseloomustab mass. Välja iseloomustab mass vaid liikudes.
10)NIMETAB MÕISTETE AVATUD SÜSTEEM JA SULETUD SÜSTEEM OLULISI TUNNUSEID – Suletud süsteem – puuduvad mõjud süsteemi mittekuuluvate kehade poolt, puudub aine- ning energiavajadus väljapoole. Avatud süsteem – mõjutatakse väliste kehade poolt, antakse/saadakse väljast energiat või ainet.
11)SELETAB NEWTONI III SEADUSE OLEMUST – MÕJUGA KAASNEB ALATI VASTUMÕJU – Newtoni III seadus – kaks keha mõjutavad teineteist vastastikku alati võrdsete vastassuunaliste jõududega. Kui kehale mõjub jõud, siis kuskil peab leiduma tingimata mingi teine keha, millele mõjub samasugune, kuid vastupidine jõud. F = -F Näide : Sama suure jõuga, millega pall põrkub, mõjutab maa palli tagasi.
12)TUNNEB MÕISTET KIIRENDUS JA TEAB, ET SEE ISELOOMUSTAB KEHA LIIKUMISOLEKU MUUTUMIST – Kiirenduseks nim kiiruse muutumise kiirust, mis näitab, kui palju muutub kiirus ajaühikus. Kiiruse tähiseks on valemites a ja mõõtühikuks 1m/s2. Kiirendus = (lõppkiirus – algkiirus ) / vahe aeg
13)SELETAB JA RAKENDAB NEWTONI II SEADUST – LIIKUMISOLEKU MUUTUMISE PÕHJUSTAB JÕUD – Newtoni II seadus – Kui kehale mõjub jõud, siis saab ta kiirenduse, mis on võrdeline selle jõuga ning pöördvõrdeline keha massiga. Suurema massiga keha on inertsem, teda on raskem mõjutada. Suurem jõud jaksab liikumist kiiremini muuta. Suurem jõud annab kehale suurema kiirenduse. Näide: Kui pall on raskem, siis on suurem gravitatsioon , kõrgus mõjub kiirusele. Mida kõrgemal asub, seda rohkem kiirus kasvab alla kukkudes.
14)TEAB, MILLES SEISNEB KEHADE INERTSUSE OMADUS; TEAB, ET SEDA OMADUST ISELOOMUSTAB MASS – Mõne keha liikumist on teisega võrreldes raskem muuta. Sel juhul öeldakse, et see on suurema inertsusega. Inertsus on suurus, mis iseloomustab keha võimet oma liikumisolekut säilitada. Inertsuse mõõduks on keha mass. Suurema massiga kehade inertsus on suurem ja sama suur jõud suudab sellele anda väiksema kiirenduse.
15)SELETAB JA RAKENDAB NEWTONI I SEADUST – LIIKUMISOLEK SAAB OLLA PÜSIV VAID SIIS, KUI KEHALE MÕJUVAD JÕUD ON TASAKAALUS – Newtoni I seadus – Kui kehale ei mõju teised kehad või kui teiste kehade mõjud on tasakaalus, siis on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt. Nähtust, kus kehad püüavad oma liikumisolekut säilitada nim inertsiks . Newtoni I seadus just inertsi väljendabki. Näiteks: Sama suure jõuga, millega pall põrkub mõjutab maad, maa palli vastu. Langevarjur laskub muutumatu kiirusega, kui maa külgetõmmet tasakaalustab õhu takistusjõud.
16)AVAB TAVAKEELE SÕNADEGA JÄRGMISTE MÕISTETE SISU : TÖÖ, ENERGIA, KINEETILINE JA POTENSIAALNE ENERGIA, VÕIMSUS, KASULIK ENERGIA, KASUTEGUR – Tööks nim. protsesi, kus keha liigub jõu mõjul (Peavad olema täidetud tingimused: keha liigub ja kehale mõjub jõud). Tööd tehakse siis, kui üks energia muudab teist energiat. A = F × s (töö = jõud × teepikkus . Võimsuseks nim. füüsikalist suurust, mis iseloomustab töö tegemise kiirust. N = A÷t (võimsus = töö÷aeg). Energiaks nim. füüsikalist suurust, mis iseloomustab keha võimet teha tööd. Tööd tehakse siis, kui üks energia muudab teist energiat. Töö tegemise käigus energia muutub ja selle muutuse suurus on võrdne tehtava töö hulgaga . Kineetiline energia on liikumisenergia. Kineetilist energiat omavad näiteks sõitev auto, lendav püssikuul. Potensiaalne energia on kehade omavaheline vastastikmõju energia. Potensiaalset energiat omavad ülestõstetud sangpomm , tõukuvad magnetid . Kasutegur on füüsikaline suurus, mis näitab kasuliku töö ja kogu töö suhet. Kunagi ei õnnestu tööd teha nii, et kogu tehtud töö läheb vajaliku eesmärgi saavutamiseks. Kasulik töö on alati väiksem kogu tööst.
17)SÕNASTAB MÕÕTÜHIKUTE NJUUTON , DŽAUL JA VATT DEFINITSIOONE NING OSKAB NEID PROBLEEMIDE LAHENDAMISEL RAKENDADA – Üks njuuton on jõud, mis kehale massiga üks kilogramm annab kiirenduse üks meeter sekundi ruudu kohta. 1N = 1kg × 1m/s2. Üks džaul on töö, mille teeb jõud üks njuuton, kui mingi keha liigub selle jõu mõjul ühe meetri võrra. 1J = (1kg × m2)÷s2. Üks vatt on võimsus juhul, kui üks džaul tööd tehakse ära ühes sekundis. 1W = 1J÷1s