heledusest, mis omakorda on vaid sajandik B-rõnga heledusest. D-rõngas on tumedam kui Cassini pilu! E-rõngas avastati Allegheny observatooriumis, siis kui "Pioneer-11" oli juba teel. Selle tihedus on veel 100 000 korda väiksem kui D-rõngal. Rõngaid peeti alguses tahketeks objektideks ning Cassini pilu vaid teist värvi alaks, kuni läbi selle õnnestus pildistada tähte. Laplace näitas, et laiu tahkeid rõngaid olla ei saa, see oleks vastuolus gravitatsiooniseadusega. Ta oletas kitsaste rõngaste süsteemi olemasolu. Venelanna S. Kovalevskaja tõestas, et rõngas ei saa olla ei vedel ega ka mitte gaasiline -- ta hajuks väga kiiresti. Shoti matemaatik J. Maxwell tõestas lõpuks teoreetiliselt, et rõngad peavad koosnema väikestest tükkidest, mis tiirlevad iseseisvalt ümber planeedi. Praktiliselt kinnitas seda ameeriklane J. Keller, kes Doppleri efekti kasutades mõõtis B-rõnga
Klassikaline füüsika 1700-1900. Kellavärgist soojussurmani Füüsikat saab kasutada populaarsete praktiliste leiutiste tegemiseks ja sellest on palju kasu, kuna see näib muutvat maailma üha paremaks. Kõige suuremad väljakutsed on elektri tootmine ja milline on soojuse ning energia vaheline seos või mis üldse on soojus. 18. sajandi füüsika maailmapildi kujunemist mõjutab eriti füüsik Isaac Newton, kes oma teedrajava gravitatsiooniseadusega annab esimest korda teadusliku selgituse planeetide liikumisele. Nüüdsest alates on võimalik ette ennustada planeetide orbiite aastaid enne. 18. Sajandis teisel poolel muutus elekter jõukurite mänguasjaks. Valmistati salongid, kus kohaolijad said viibida ja sädemeid vaadata. 1769 aastal paneb James Watt aluse aurumasinale ja sellega paneb paika tööstusühiskonna arengusuunda. Kõikjale ehitatakse aurumootorite jõul töötavaid laevu ja vabrikuid
vastavuses füüsika põhiprintsiipidega. Seadused: Newtoni seadused, aatomite kiirgusseadus, optika seadused (murdumis-ja peegeldumisseadused), gravitatsiooniseadus jne. NÄIDE ÜHEST SEADUSEST: GRAVITATSIOONISEADUS Gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tõmbumise nähtust. Gravitatsioonijõu abil iseloomustatakse arvuliselt gravitatsioonilise vastastikmõju suurust. Gravitatsioonijõu suurus on määratud gravitatsiooniseadusega: Kaks punkti tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. Põhiprintsiibid- nüüdisaegne füüsikaline maailmapilt toetub teatud kindlatele, praegusel hetkel tunnustatud põhimõtetele, mis määravad meie ettekujutluse ümbritsevast maailmast. : Galilei relatiivsusprintsiip, aine atomaarsuse printsiip, valguse dualismi printsiip, universumi ühtsuse printsiip jne.
D-rõngas 6 on tumedam kui Cassini pilu! E-rõngas avastati Allegheny observatooriumis, siis kui "Pioneer-11" oli juba teel. Selle tihedus on veel 100 000 korda väiksem kui D-rõngal. Rõngaid peeti alguses tahketeks objektideks ning Cassini pilu vaid teist värvi alaks, kuni läbi selle õnnestus pildistada tähte. Laplace näitas, et laiu tahkeid rõngaid olla ei saa, see oleks vastuolus gravitatsiooniseadusega. Ta oletas kitsaste rõngaste süsteemi olemasolu. Venelanna S. Kovalevskaja tõestas, et rõngas ei saa olla ei vedel ega ka mitte gaasiline -- ta hajuks väga kiiresti. Shoti matemaatik J. Maxwell tõestas lõpuks teoreetiliselt, et rõngad peavad koosnema väikestest tükkidest, mis tiirlevad iseseisvalt ümber planeedi. Praktiliselt kinnitas seda ameeriklane J. Keller, kes Doppleri efekti kasutades mõõtis B-rõnga sisemiste oskeste
korrutisega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga F = k q1 q2 / r 2. Jõud on suunatud piki laetud kehi ühendavat sirget ja sõltub ainest, milles nad asuvad. Vaakumis võrdetegur k = 1/(4 0), kus suurust 0 nimetatakse elektrikonstandiks. k = 9 . 10 9 N. m2/C 2. See tähendab, et kahe punktlaengu 1 C vahel mõjub vaakumis vahekaugusel 1 m jõud 9 . 10 9 N. Coulomb'i seadus on analoogiline gravitatsiooniseadusega, elektrilaeng raske massiga, Coulomb'i võrdetegur k gravitatsioonikonstandiga G. Mõlema jõu pöördvõrdeline sõltuvus kauguse ruudust on tingitud vastava välja ühtlasest jaotumisest üle pinna, mille punktides väli eksisteerib. Ohmi seadus: Voolutugevus juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega: I = G U = U /R. Võrdetegurit G nimetatakse juhtivuseks, tema pöördväärtust R aga juhi takistuseks. Juhi takistus
Tähe ruumkiirus- omaliikumine (kiirus)+ kaugus + spektrijoonte nihkumine (Doppleri efekt). 15. Millised on täähtede temperatuurid? Tähtede t° on väga erinev, alates 3000K kuni 30 000K. Sisemuse 10neid miljoneid kraade. 16. Kuidas saab määrata tähe läbimõõtu? Massi? Tähe läbimõõt- t° + kiirgusvõime (Stefan-Boltzmanni seadust) või näiva nurk d abil. Tähe massi on kõige raskem määratleda- ainult võimalik kaksitähtede puhul Newtoni gravitatsiooniseadusega. 17. Milliseid järeldusi saab teha tähespektris? Tähespektri põhjal saab järeldada: 1. Pidev spekter= kiirgav pind täielikult ioniseeritud plasma; 2. Neeldumisjooned= tähe atmosfäär; 3. Joonte lainepikkuste ja intensiivsuse järgi keem. koostist; 4. Kui need erinevad süstemaatiliselt laboratoorsetest= tähe vaatesuunaline liikumine; 5. Joonte ühesugune laienemine väljendab tähe pöörlemist; 6
On alati deformeeriva jõuga vastassuunaline. Deformatsioon on keha kuju muutumine. Keha deformeerub, kuna tema erinevad osad liiguvad erineva kiirusega. F=kl F- elastsusjõud(1N), sõltub materjalist, keha kujust (1N/m), l- keha pikkuse muut, kas venitamisel või kokku surumisel(1m) Deformatsioon jaguneb: plastiline- keha ei taasta esialgset kuju, elastne- keha taastab esialgse kuju. Gravitatsioonijõud- mõjuvad mistahes kahe keha vahel. Jõu suurus on määratud gravitatsiooniseadusega: kaks punktmassi tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga: F=G*m1*m2/r², kus m1 ja m2 on kehade massid( 1kg), r nendevaheline kaugus (1m) ja G gravitatsioonikonstant ( G=6,67 N *m²/kg²) 1) Jõud on vastastikmõju mõõduks ja tema arvväärtus isel. vastastikmõju tugevust. Võib öelda, et keha kiirendus on võrdeline temale mõjuva jõuga. Jõud on vektoriaalne suurus, st. tal on nii suurus kui ka suund
Vastastikmõjus paarikaupa tekkivad jõud on alati sama liiki (taevakehade vahel gravitatsioonijõud, taldade ja maapinna vahel hõõrdejõud) Newtoni III seadus näitab, et ühe keha mõju teisele on vastastikune. GRAVITATSIOONISEADUS Gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tõmbumise nähtust. Gravitatsioonijõu abil iseloomustatakse arvuliselt gravitatsioonilise vastastikmõju suurust. Gravitatsioonijõu suurus on määratud gravitatsiooniseadusega: Kaks punkti tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. F = Gm1 m2 Fr raskusjõud 1N r2 G gravitatsioonikonstant m1 keha mass 1kg m2 keha mass 1kg r kaugus punktmasside vahel 1m Gravitatsioonijõud on tsentraalne jõud.
Teiselt poolt E p GMm = . x r2 Kolme viimast valemit arvutades saame raskusjõu avaldise ( ) GMm GMm Fg = - 3 i x + j y + k z = - 3 r , r r 10 tema moodul võrdub GMm Fg = , r2 mis langeb kokku Newtoni gravitatsiooniseadusega. Märkus. Hõõrde- ja takistusjõud ei ole konservatiivsed jõud, kuna nende puhul sõltub tehtud töö trajektoori kujust. Nende ületamiseks tehtud töö muundub soojusenergiaks. 5.5 Põrge(iseseisvalt) 5.5a Absoluutselt mitteelastne põrge Põrkeks nimetatakse keha liikumisoleku järsku muutust kokkupuutel teise kehaga. Tsentraalseks põrkeks nimetatakse põrget, mille korral kehade kokkupuutepunkt asub nende kehade masskeskmeid ühendaval sirgel.
Jõul on kindel tugevus (mõjumisintensiivsus) ja suund (ka rakenduspunkt) Newtoni II järgi on kehale mõjuv jõud võrdeline keha massiga ja samasuunaline kiirendusega, mille antud keha selle jõu toimel omandab. Jõud 1N annab 1K´kg massiga kehale kiirenduse 1 m/s² 15. Newtoni gravitatsiooniseadus (definitsioon, valem, valemianalüüs) kuidas sõltub kahe keha vaheline vastastikmõju kehade massidest, kehade vahelisest kaugusest. Kuidas on raskusjõud seotud gravitatsiooniseadusega?(ka see info on loengumaterjalides kaugemal) Newtoni gravitatsiooniseadus Kaks teineteisest kaugusel r asetsevat punktmassi m1 ja m2 tõmbavad üksteist gravitatsioonijõuga, mis on võrdeline nende massidega ja pöördvõrdeline nende kauguse ruuduga Gm1m2 F12= r2 12 F gravitatsioonijõud (N) m1, m2 kehade massid (kg)
Heliosentristlikus käsitluses, asus maailmaruumi keskpunktis Päike, mille ümber tiirlesid Maa, koos tema ümber tiirleva Kuuga ja teised planeedid. Ka selles mudelis ümbritses tiirlevaid taevakehi nn kinnistähtede vöönd. Täieliku võidu saavutas heliotsentrism alles pärast seda kui Johann Kepler sõnastas 1609 a. (III seaduse aastal 1619) planeetide liikumist kirjeldavad seadused, mida omakorda üldistas Isaac Newton 1687 aastal oma ülemaailmse gravitatsiooniseadusega. Ühena esimestest sõnastas 1. saj BC oletuse, et maailmaruum on lõputu Rooma filosoof Lucretius. Põhjalikuma traktaadi selle kohta esitas 1583 aastal Giordano Bruno: „Maailmaruum on kõigis suundades ühesugune ning on täidetud Päikesele sarnanevate tähtedega, mille ümber tiirlevad samuti planeedid.“ Kahjuks sai Giordano Bruno süüdistuse ketserluses ja lõpetas oma elu tuleriidal. 18. sajandil avastas William Herschel, et tähed on koondunud süsteemi – Galaktikasse
tuleb liita kõikide kehale mõjuvate jõudude vektorid. Vastastikmõju: gravitatsiooniline, nõrk, elektromagnetiline, tugev. 9. LIIKUMISE DIFERENTSIAALVÕRRAND JA SELLE LAHENDAMINE. LIIKUMISOLEKUTE SAMAVÄÄRSUS. 10.LIIKUMISE PÖÖRATAVUS JA DETERMINEERITUS. 11. GRAVITATSIOONISEADUS. KEPLERI SEADUSED. RASKE JA INERTNE MASS. RASKUSJÕUD JA RASKUSKIIRENDUS. KEHA KAAL, KIIRENDUSEGA LIIKUVA KEHA KAAL. KAALUTA OLEK Jõu suurus on märatud gravitatsiooniseadusega: kaks punktmassi tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdelin nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nende vahelise kauguse ruuduga. F=G*(m1m2)/r 2, kus m1 ja m2 on kehade massid, r nendevaheline kaugus ja G gravitatsioonikonstant=6,67 N*m 2/kg2 Kepleri seadused kirjeldavad planeetide liikumist ümber Päikese. Kolm Kepleri seadust on järgmised: 1. Iga planeedi orbiit on ellips, mille ühes fookuses on Päike. 2
Maa, koos tema ümber tiirleva Kuuga ja teised planeedid. Ka selles mudelis ümbritses tiirlevaid taevakehi nn kinnistähtede vöönd. Heliotsentrismi areng oli pikka aega pidurdatud kartuses sattuda kirikuvande alla ja/või koguni tuleriidale. Täieliku võidu saavutas heliotsentrism alles pärast seda kui Johann Kepler sõnastas 1609. a (III seaduse aastal 1619) planeetide liikumist kirjeldavad seadused, mida omakorda üldistas Isaac Newton 1687. aastal oma ülemaailmse gravitatsiooniseadusega. 4.4. LÕPMATU MAAILMARUUM Ühena esimestest sõnastas 1. saj BC oletuse, et maailmaruum on lõputu Rooma filosoof Lucretius. Põhjalikuma traktaadi selle kohta esitas 1583. aastal Giordano Bruno: „Maailmaruum on kõigis suundades ühesugune ning on täidetud Päikesele sarnanevate tähtedega, mille ümber tiirlevad samuti planeedid.“ Kahjuks sai Giordano Bruno süüdistuse ketserluses ja lõpetas oma elu tuleriidal. 16 18
Arvatavasti on see ka ainus füüsikavõrrand, mille igaüks meist ära tunneb. Sellest valemist lähtudes on võimalik taibata sedagi, et kui uraanituum lõhustub kaheks kildtuumaks, mille summaarne mass on algtuuma omast veidi väiksem, vabaneb määratu energiahulk. Kuigi relatiivsusteooria klappis hästi elektri- ja c magnetismiseadustega, polnud ta ühildatav Newtoni gravitatsiooniseadusega. See seadus ütleb, et kui aine b jaotust kusagil maailmaruumis muuta, on samal hetkel kõikjal Universumis tunda gravitatsioonivälja muutust. Sel juhul pidanuks saama saata signaale valgusest kiiremini. Veelgi enam: et mõista silmapilksuse tähendust, oleks vaja olnud universaalset aega, mille relatiivsusteooria oli a d kolikambrisse saatnud, asendades selle personaalajaga
Arvatavasti on see ka ainus füüsikavõrrand, mille igaüks meist ära tunneb. Sellest valemist lähtudes on võimalik taibata sedagi, et kui uraanituum lõhustub kaheks kildtuumaks, mille summaarne mass on algtuuma omast veidi väiksem, vabaneb määratu energiahulk. Kuigi relatiivsusteooria klappis hästi elektri- ja c magnetismiseadustega, polnud ta ühildatav Newtoni gravitatsiooniseadusega. See seadus ütleb, et kui aine b jaotust kusagil maailmaruumis muuta, on samal hetkel kõikjal Universumis tunda gravitatsioonivälja muutust. Sel juhul pidanuks saama saata signaale valgusest kiiremini. Veelgi enam: et mõista silmapilksuse tähendust, oleks vaja olnud universaalset aega, mille relatiivsusteooria oli kolikambrisse saatnud, asendades selle personaalajaga. a d
sega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga F = k q1 q2 / r 2. Jõud on suunatud piki laetud kehi ühendavat sirget ja sõltub ainest, milles nad asuvad. Vaakumis võrdetegur k = 1/(4 0), kus suurust 0 nimetatakse elektrikonstandiks. k = 9 . 10 9 N. m2/C 2. See tähendab, et kahe punkt- laengu 1 C vahel mõjub vaakumis vahekaugusel 1 m jõud 9 . 10 9 N. 12 Coulomb'i seadus on analoogiline gravitatsiooniseadusega, elektrilaeng massiga, Coulomb'i võrdetegur k gravitatsioonikonstandiga G. Mõlema jõu pöördvõrdeline sõltuvus kauguse ruudust on tingitud vastava välja ühtlasest jaotumisest üle pinna, mille punktides väli eksisteerib. Väli on aktiivne keskkond, mille vahendusel üks laetud keha mõjutab teist. Väli on jõu tekkimise võimalik- kus. Aine ja väli võivad neisse kätketud energia ulatuses teineteiseks muunduda. Nii ainel kui väljal
sega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga F = k q1 q2 / r 2. Jõud on suunatud piki laetud kehi ühendavat sirget ja sõltub ainest, milles nad asuvad. Vaakumis võrdetegur k = 1/(4 0), kus suurust 0 nimetatakse elektrikonstandiks. k = 9 . 10 9 N. m2/C 2. See tähendab, et kahe punkt- laengu 1 C vahel mõjub vaakumis vahekaugusel 1 m jõud 9 . 10 9 N. Coulomb'i seadus on analoogiline gravitatsiooniseadusega, elektrilaeng raske massiga, Coulomb'i võrdetegur k gravitatsioonikonstandiga G. Mõlema jõu pöördvõrdeline sõltuvus kauguse ruudust on tingitud vastava välja ühtlasest jaotumisest üle pinna, mille punktides väli eksisteerib. Elektrivälja tugevus E näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Väljatugevus = jõud : selle keha laeng, millele jõud mõjub, E = F / q . Elektrivälja tugevust võib
sega ja pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga F = k q1 q2 / r 2. Jõud on suunatud piki laetud kehi ühendavat sirget ja sõltub ainest, milles nad asuvad. Vaakumis võrdetegur k = 1/(4 0), kus suurust 0 nimetatakse elektrikonstandiks. k = 9 . 10 9 N. m2/C 2. See tähendab, et kahe punkt- laengu 1 C vahel mõjub vaakumis vahekaugusel 1 m jõud 9 . 10 9 N. Coulomb'i seadus on analoogiline gravitatsiooniseadusega, elektrilaeng raske massiga, Coulomb'i võrdetegur k gravitatsioonikonstandiga G. Mõlema jõu pöördvõrdeline sõltuvus kauguse ruudust on tingitud vastava välja ühtlasest jaotumisest üle pinna, mille punktides väli eksisteerib. Elektrivälja tugevus E näitab, kui suur jõud mõjub selles väljas ühikulise positiivse laenguga kehale. Väljatugevus = jõud : selle keha laeng, millele jõud mõjub, E = F / q . Elektrivälja tugevust võib
Väli ulatub välja allikast kaugusele, mis on määratud vastava vastastikmõju vahendavate kvantide elueaga. See kaugus ulatub lõpmatusest kuni 10-17 m. 3.1. Gravitatsiooniline vastastikmõju Gravitatsioonijõud mõjuvad mistahes kahe keha vahel. Seda jõudu vahendab gravitatsiooniväli, mille kvantideks on gravitonid. Paraku on need veel eksperimentaalselt avastamata (on senini teoreetilised osakesed). Kehade vahel mõjuva jõu suurus on määratud gravitatsiooniseadusega: kaks punktmassi1 tõmbavad teineteist jõuga, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga: m1 m2 F =G , r2 kus m1 ja m2 on kehade massid, r nendevaheline kaugus ja G gravitatsioonikonstant. Maal asuvatele kehadele mõjuvat gravitatsioonijõudu nimetatakse raskusjõuks, mis m M
∂x r Arvutades valemist (5.30a) tuletise kauguse r järgi, saame dE p GMm = . dr r2 Kolme viimast valemit arvutades saame raskusjõu avaldise ( ) r GMm r r r GMm r Fg = − 3 i x + j y + k z = − 3 r , r r tema moodul võrdub GMm Fg = 2 , r mis langeb kokku Newtoni gravitatsiooniseadusega. Märkus. Hõõrde- ja takistusjõud ei ole konservatiivsed jõud, kuna nende puhul sõltub tehtud töö trajektoori kujust. Nende ületamiseks tehtud töö muundub soojusenergiaks. 11 5.5 Põrge 5.5a Absoluutselt mitteelastne põrge Absoluutselt mitteelastsel põrkel jäävad kehad pärast põrget kokku. r r
annaabi.ee 
