Huvitavaid katseid/fakte füüsikast (0)

kool
HUVITAVAID KATSEID/FAKTE FÜÜSIKAST
Referaat
Koostaja : …
Klass: 8a
Tallinn 2006

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus füüsikasse 3
Huvitavaid katseid/ fakte füüsikast 4
Kokkuvõte 9
Kasutatud kirjandus 10

Sissejuhatus füüsikasse

Mis on füüsika? Füüsika on loodusteadus , mis uurib loodust kõige üldisemas mõttes. See on täppisteadus, mille nii füüsikalised katsed kui ka teooria rajanevad matemaatikal. Füüsika jaguneb harudeks : mehhaanika , akustika , termodünaamika, elektrodünaamika, optika , aatomifüüsika, tuumafüüsika, elementaarosakeste füüsika ja gravitatsioonivälja teooria.
Füüsika on väga tihedalt seotud teiste loodusteadustega, eriti keemiaga, mis uurib molekule ja keemilisi ühendeid, mis molekulid suurtes kogustes esinedes moodustavad. Keemia toetub paljudele füüsika harudele, sealhulgas kvantmehhaanikale, termodünaamikale ja elektromagnetismile. Keemianähtused on siiski piisavalt mitmekesised ja keerukas, et lugeda keemiat füüsikast erinevaks teaduseks. Füüsika on üks tehnika alusteadusi ja kasutab ise tehnika saavutusi.
Füüsikast saab teada paljutki, ka kõige lihtsamad küsimused annavad selgeid vastuseid. Miks taevas on sinine, miks niiske õhk on kergem kui kuiv õhk – nendele ja paljudele teistele küsimustele annab vastuseid füüsika.
( http://www.kmg.tartu.ee/~aare/2000.gif )

Huvitavaid katseid/ fakte füüsikast

Füüsikas tehakse igasuguseid katseid ning sealt põhineb ka enamus elufakte. Palju asju avastati just tänu füüsikale ning ka paljugi koosneb ka valemitest ja matemaatikast .
Inimesed ei taibanud kuni 19. sajandini, et aeg kulub nagu kõik asjadki. Arvati, et aeg kulgeb ringi kujuliselt. Üheks kõike varasemaks aja kindlaksmääramise viisiks sel puhul, kui Päike ei paistnud, oli veekell . Veekella kasutati veel üsna hiljuti Ameerikas põliselanike poolt ning Põhja-Aafrikas. Aega saab mõõta ka tule abil, kui seda võtet kasutati veel 18. sajandil. Esimesed mehhaanilised kellad, mis sarnanesid praegustele, valmistati rohkem kui 600 aastat tagasi. Tänu igasugustele katsetele avastati digitaalne kell, mida kasutatakse tänapäevalgi.
Optika ehk valgusõpetus tähistab füüsika haru, mis tegeleb valgusnähtuste uurimisega. Miks me näeme kehi? 2500 aastat tagasi arvati, et silmadest väljuvad erilised kiired, millega kombitakse kehi ja selle tulemusena neid tajutaksegi. Aga tegelikult näeme me kõike tänu valgusele . Füüsikaseadmeid kasutades saab teha väga palju asju, üks neist oleks fotoaparaat. Läbi fotoaparaadi läätsede saab pilte jäädvustada, algul on pilt küll negatiivkujutisena, kuid tulemusena saadakse siiski positiivkujutis ehk valmis pilt.
Valgust on näha siis, kui see silma levib. Valgus levib sirgjooneliselt. Valgusallikais näeme neilt kiirguva valguse tõttu. Neid kohti keha pinnal, mis peegeldavad rohkem valgust, näeme heledamatena kui neid kohti, mis peegeldavad vähem valgust. Me tajume kehi valguse silma langemise sihis.Valgusallikaks nimetatakse valgustkiirgavat keha. Vari koosneb täis- ja poolvarjust. Täisvari on ruumipindkond, mida valgusallikas ei valgusta. Poolvari on piirkond, mida valgusallikas osaliselt valgustab.
Mehaanika – õpetus kehade liikumisest ja vastastikmõjust. Kuidas saadi meetri, kilogrammi ja sekundi väärtused? 18. sajandi lõpul otsustati Prantsusmaal võtta pikkusühikuks üks kümmemiljondik osa Pariisi läbivast veerandmeridiaanist – sellele anti nimetus meeter. Ühe meetriga lepiti kokku ka massiühiku väärtuses. Massiühikuks 1 kg võeti 1 kuupdetsimeetri puhta vee mass temperatuuril 4 kraadi C. Ajaühik üks sekund on saanud oma väärtuse vanast Babülooniast. Seal oli kasutusel arvude kuuekümmend- ja kaheteistkümmendsüsteem. Päev ja öö kestsid kumbki 12 tundi. Tund jagasti 60 minutiks, minut omakorda 60 sekundiks.
Meid ümbritsevad kehad on mitmesuguses liikumises. Autod sõidavad, tuul puhub , jõed voolab vesi, lind lendab jpm. Igas nähtuses muutub keha või kehaosa asukoht teiste kehade suhtes. Asukoha muutumine teiste kehade suhtes on mehhaanilise liikumise tunnus. Selle kirjeldamiseks kasutatakse mitmeid mõisteid : trajektor , teepikkus, aeg, kiirus. Miks aga muutub kehade kiirus? Iseenesest kehad just küll ei liigu ning liikuvad kehad jäävad lõpuks ikkagi seisma. Aga miks? Keha püsib paigal, kui sellele ei mõju teised kehad. Keha kiirus muutub, kui kehale mõjub mõni teine keha. Vastastikmõju tulemusena muutub vastastikmõjus olevate kehade kiirus. Kehade vastastikmõju tõttu muutub suure massiga keha kiirus vähem kui väikse massiga keha kiirus. Jõud, millega kaks keha teineteist mõjutavad, on suuruselt võrdsed ja suunalt vastupidised. Jõud jällegi on aga füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühe keha mõju teisele kehale.
Millest küll sõltub gravitatsioonijõud? Maakülgetõmbejõust ehk raskusjõust. Gravitatsiooniliseks vastasmõjuks ehk gravitatsiooniks nimetatakse mistahes kehade vastastikuse tümbumise nähtust. Mida suurem on kehade mass, seda suurem on gravitatsioonijõud. Hõõrdejõuks nimetatakse jõudu, mis takistab kokkupuutes olevate kehade liikumist teineteise suhtes ning see on alati vastassuunaline keha liikumisele. Miks on kehad elastsed?
Keha kuju muutmist nimetatakse deformatsiooniks. Elastseks nimetatakse keha, mille kuju peale deformeeriva mõju lakkamist taastub . Elastsusjõuks nimetatakse kehas tekkivat jõudu, mis on võrdne kuid vastassuunaline keha deformeerivale jõule.
Miks on vees kegi kergem tõsta kui õhus ? Miks vajub metallmünt veekogus põhja, suured laevad aga püsivad veepinnal? Neile annab vastust vedeliku ja gaasi mõjumine kehades . Üleslükkejõuks nimetatakse jõudu, mis tõukab vedelikku või gaasi asetatud kehi üles. Vedelikus mõjub kehale üleslükkejõud. Keha ujub, kui üleslükkejõud on arvuliselt võrdne raskusjõuga. Ujumisel on osa kehast vedelikust väljas. Kui raskusjõud ja üleslükkejõud on võrdsed ning keha asub täielikus vedelikus siis keha heljub. Keha vajub põhja ehk upub , kui üleslükkejõud on raskusjõust väiksem.
Mis on mehaaniline töö ja millal seda tehakse? Mehaaniliseks tööks nimetatakse füüsikalist suurust, mis võrdub jõu ja selle jõu mõjul keha poolt läbitud teepikkuse korrutisega. Mehaanilist tööd tehakse siis, kui keha liigub mingi jõu mõjul. Miks kehad saavad tööd teha? Keha võimet tööd teha nimetatakse energiaks. Keha tõstmisel tehakse tööd, maapinna kohale tõstetud keha omab energiat. Keha liikumapanemisel tehakse tööd. Aineosakeste vastastikmõju on deformeetidus kehadel energia. Energiat, mida kehad omavad vastastikmõju tõttu nimetatakse potensiaalseks energiaks. Energiat, mida keha omab liikumise tõttu aga kineetiliseks energiaks. Kõikides mehaanilistes nähtustes, kus ei esine hõõrdumist, on mehaaniline energia jääv. Miks on kang tasakaalus ega hakka pöörlema? Kang on tasakaalus, kui kangile mõjuvad jõud on pöördvõrdelised jõu õlgadega. Katse: kasutame kangi ja 100 grammiseid koormisi. Igale koormisele massiga 100 g mõjub raskusjõud 1 N. Paneme kangi ühte otsa koormise massiga 100 g. Otsime teisele niisama suure massiga koormisele koha kangil, nii et kang oleks tasakaalus.
Akustika on füüsika osa, kus uuritakse helinähtusi. Helinähtuseks on heli tekkimine ja levimine. Heliallikaks nimetatakse võnkuvat keha. Kuidas me helisid kuuleme? Õhu kaudu kandub võnkumine meie kõrva ja kõrvas olev trummikile hakkab samuti võnkuma, seda tajumegi helina . Heliks nimetatakse keskkonnas levivat võnkumist. Õhuta ruumis heli ei levi.Mida lühem on võnkuv osa, seda kõrgem on heli.
Inimene kuuleb heli sageduste vahemikus 16Hz kuni 20 000Hz. Kuuldavat heli nimetatakse ka hääleks. Heli mille sagedus on väiksem kui 16Hz nimetatakse infraheliks, mille sagedus on suurem kui 20 000 Hz nimetatakse ultraheliks. Laineks nimetatakse võnkumse levimist keskkonna (vees). Mida suurem on ruum, seda rohkem peegeldunud heli hilineb.
Mis tekitab müra? Müra tekitavad korrapäratult võnkuvad helid: merelainete kohin, tuule vihin, äikese kärgatus jne on looduslikud mürad, kodus tekitavad neid töötav külmkapp, pesumasin, köögikombain, arvutid jne. Koolimajas tekitavas müra peamiselt lapsed. Müra on tervisele kahjulik. Pidev müra väsitab inimest ja inimene ärritub kergesti, tekib peavalu, valu kõrvades, kuulmine nõrgeneb. Pikaajaliselt mürarikkas keskkonnas viibides võivad tekkida ka vereringehäired ja südamekahjustused. Mitmed looduslikud mürad aga mõjuvad rahustavalt: merelainete kohin, vihma krabin, puulehtede sahin.
Miks pille häälestatakse? Mida rohkem on keel pingul , seda kõrgem heli tekib. Helitaju pole võrdeline kõrva tungiva heli energiaga. Helitaju mõõduks on võetud kasutusele helivaljus. Selle mõõtühikuks on 1 bell ( 1 B ). Sagedamini aga kasutatakse ühikut 1 detsibell (1 dB). 1 dB = 0,1 B.
( http://www.geocities.com/ehsvocalmusic/musicpic.jpg )
Katseid

• Aseta joonlaud lauale nii, et ligikaudu pool sellest oleks üle serva. Suru joonlaud tugevastu vastu lauda. Teise käega pane joonlaua ots võnkuma. Mida kuuled ?
  
• Võta vedru. Surume vedru kokku – deformeerime seda. Jõu mõjul nihkub käe juures olev vedru ots. Lase vedru lahti. Mida vedru teeb?
  
• Pane kartul kangesse soolalahusesse. See ujub. Vala peale puhas vesi nii, et vesi ja soolalahus ei segune. Mida teeb kartul?
  
• Sa istud pehmele diivanile ja vajud sinna sügavale sisse. Diivanipadja kuju deformeerub. Tõuse diivanilt. Diivani pasja esialgne kuju taastub. Milline on diivanipadi?
  
• Seisa rulluiskudel nii, et uisud on paralleelselt. Kas sa hakkad liikuma, kui keegi sind ei tõuka?
  
• Vali endale kaaslane , kelle mass on ligikaudu niisama suur kui sinu mass. Seiske kaaslasega näod vastastikku. Lükka oma kaaslast . Te liigute mõlemad, nii sina kui kaaslane. Mida näitab katse?
  
• Vali kaaslane, kelle mass on sinu massist suurem või väiksem. Lükka oma kaaslast. Kui kaaslase mass on sinu omast oluliselt väiksem siis hakkas ina tõuke tulemusena temast aeglasemalt liikuma. Mis muutub kehade vastastikmõju tõttu suurema massi kehaga , mis väiksema massi kehaga?
  
• Tee fotoaparaadiga pilti. Milline on negatiivkujutise pilt? Millal on pilt positiivkujutis?
  
• Hoia kätt laelambi all ligikaudu 1,5 meetri kõrgusel põrandast. Vaatle käe varju põrandal. Milline vari tekkis?
  
• Lõika paberilehte kitsas pilu ja aseta paberileht raamatule risti selle pinnaga. Suuna pilu valgusallika poole, nii et raamatule tekiks valgustatud triip . Kuidas valgus levib ?
  

Kokkuvõte

Füüsika on teadus, mis uurib loodusnähtuseid. Füüsika jaguneb paljudeks harudeks: optika, mehaanika, akustika, soojusõpetus, elektripetus, tuumafüüsika, astronoomia jpm. Valguse nägemiseks on meil vaja silmi, valgust ja objekti. Poolvari tekib siis kui objekt on valgusallikast väiksem või kui valgusallikaid on kaks või rohkem. Täisvari tekib siis kui valgusallikaid on üks või kui see on väiksem kui objekt. Positiivkujutis fotoaparaadiga pilti tehes on valmis pilt, negatiivkujutis aga vastupidiste värvidega.
Mehaanilist liikumise kirjeldamiseks kasutatakse mitmeid mõisteid: trajektoor , teepikkus, ajavahemik , kiirus. Mida suurem on kehade mass, seda suurem on gravitatsioonijõud. Hõõrdejõuks nimetatakse jõudu, mis takistab kokkupuutes olevate kehade liikumist teineteise suhtes.Elastne keha taastab oma kuju peale deformeeriva mõju lakkamist. Üleslükkejõuks nimetatakse jõudu, mis tõukab vedelikku või gaasi asetatud keha üles. Mehaanilist tööd tehakse siis, kui keha liigub mingi jõu abil. Keha võimet teha tööd nimetatakse energiaks.
Heliks nimetatakse keskkonnas levivat võnkumist. Inimene kuuleb heli sageduste vahemikus 16Hz kuni 20 000Hz. Laineks nimetatakse võnkumise levimist veekeskkonnas. Mida suurem on ruum ,seda rohkem peegeldunud heli hilineb. Müra tekitavad korrapäratult võnkuvad kehad. Mida rohkem on pillikeel pingul, seda kõrgem heli tekib. Heli mõõdetakse 1 B ja 1 dB abil.
( http://www.kool.ee/failid/Fyysika_aasta2005_logo.jpg )

Kasutatud kirjandus

Internett:
http://www.kmg.tartu.ee/~aare/taevas/sinitaevas.ht m
http://www.kmg.tartu.ee/~aare/ilm/niiskeohk.ht m
http://www.kmg.tartu.ee/~aare/killud/killukesi.ht m
http://et.wikipedia.org/wiki/F%C3%BC%C3%BCsika
http://www.hot.ee/relikap/
Raamatud:
„Nüüdisfüüsika põhiküsimusi“ – V. Strutškov, B. Javorski
„Aeg ja universum “ – Mari ja John Bribbin
„Füüsika XII klassile“ – Aind Ainsaar
„Kosmos, tähed, planeedid ja kosmoselaevad“ – Darling Kindersley
„Füüsika VIII klassile“ – Enn Pärtel
( http://astro.uchicago.edu/cara/vtour/pole/dome/life/sun/marequinox2.jpg )
10