põhivara aines füüsikaline maailmapilt (9)

5 VÄGA HEA
Punktid

Esitatud küsimused

  • Kuidas keha liigub ?
  • Millisel hetkel sureb kass ?
 
Säutsu twitteris
28

Põhivara aines Füüsikaline maailmapilt
Maailm on kõik see, mis on olemas ning ümbritseb konkreetset inimest (indiviidi). Indiviidi põhiproblee­miks on tunnetada oma suhet maailmaga – omada adekvaatset infot maailma kohta ehk maailma­pilti. Selle info mastaabihorisondi rõhu­tamisel kasuta­takse maailmaga samatähenduslikku mõistet uni­versum. Maailma käsitleva info mitmekesisuse rõhutamisel kasutatakse maailma kohta mõistet loodus. Religioosses käsitluses kasutatakse samatähenduslikku mõistet – (Jumala poolt) loodu.
Inimene koosneb ümbritseva reaalsuse ( mateeria ) objektidest (aine ja välja osakestest ) ning infost nende objektide paigutuse ning vastastikmõju viiside kohta. Selle info põhiliike nimetatakse religioossetes tekstides hingeks ja vaimuks.
Hing on inimeses sisalduva info see osa, mis on omane kõigile indiviididele (laiemas tähenduses – kõigile elusolenditele). Hinge olemasolu tähendab osalemist ainevahetuses omaette subjektina (tähendab hingamist – siit ka nimetus). Hing on liigi-info. Seega on hing kui elujõud olemas ka loomadel.
Vaim on inimeses sisalduva info see osa, mis on omane vaid antud indiviidile. Vaimu olemasolust tuleneb indiviidi vajadus maailmapildi järele. Samas on maailmapilt inimvaimu osa. Vaim on indiviidi-info.
Füüsika on loodusteadus , mis uurib täppisteaduslike meetoditega reaalsuse põhivormide liiku­mist ja vastastikmõjusid. Füüsika käsitleb looduse kõige üldisemaid nähtusi ja seadus­pärasusi. Need ongi füüsikalised objektid. Objekt on see ese, nähtus või kujutlus , mida me parajasti uurime või millele meie tegevus on suunatud. Füüsika on põhivahend uue kollektiivse info saamiseks (indiviidide maailmapiltide ühisosa täiendamiseks). Füüsika eesmärgiks on välja selgitada looduses toimivad põhilised seaduspärasused ja teha need üld­arusaadavaks (“tõlkida” inimkeelde).
Maailmapildi moodustab kõik see, mis eristab inimest teistest elusolenditest. See on süstematiseeritud info, mida inim­indiviid maailma kohta omab. Füüsikalise maa­ilmapildi omamine tähendab indiviidi suutlikkust tajuda füüsikaliste teadmiste konteksti (sisemise veendumusega öelda, et nii see peabki olema, see fakt sobib täpselt minu varasemate teadmistega looduse kohta).
Maailmapildi aluseks on indiviidi usk sellesse, et tema poolt maailma tunnetamisel kasutatav meetod annab adek­vaatseid tule­musi. Usk on “…kindel usaldus selle vastu, mida oodatakse ja veendumus selles, mida ei nähta” (Heebrealastele 11.1). Füüsikalise (või loodusteadusliku) maailmapildi aluseks on usk (loodus-) ­teaduse meetodisse. Reeglina on see eksperimentaalselt põhjendatud usk.
Mütoloogilise maailmapildi aluseks on usk autoriteetidesse. Maailmapildi konstrueerimisel loetakse tõsikindlaks infoks mõnede (antud valdkonnas kõigutamatult autoriteetsete ) indiviidide väited, neid eksperimentaalselt või vaatluslikult kontrollimata. Selliste väidete (vähemasti osaliselt) kooskõlaline süsteem moodustabki müüdi. Loodusteaduslik ja mütoloogiline maailmapilt välistavad teineteist.
Religioosse maailmapildi aluseks on usk sellesse, et maailma mitmekesisus ning korrapära tulenevad ini­mesest kõrgemal seisvast tahtelisest infoallikast. Seda maailma struktureerivaid programme käivi­ tanud (ja kontrollivat) infoallikat nimetatakse religioossetes tekstides Jumalaks .
Ateistliku maailmapildi aluseks on usk sellesse, et maailma mitmekesisus ja korrapära on isetekkelised ning maailma struktureerivad programmid kujunevad välja spontaanselt. Keskset tahtelist infoallikat (Jumalat) ei ole olemas. Religioosne ja ateistlik maailmapilt välistavad teineteist, kuid mitte kumbki neist ei välista loodusteaduslikku (ega ka mütoloogilist) maailmapilti (ja ka vastupidi).
Teaduse meetod: olemasoleva teabe põhjal püstitatakse hüpotees (kuidas asi võiks olla), seejärel korraldatakse hüpoteesi kontrollimiseks eksperiment (katse) ja lõpuks tehakse järeldus hüpoteesi kehtivuse kohta.
Eksperiment on küsimus Loodusele (Loojale). Asjaliku vastuse saamiseks tuleb see küsimus esitada selgelt ja ühemõtteliselt (Albert Einstein : Jumal on rafineeritult kaval, aga pahatahtlik Ta ei ole).
Induktiivne meetod ( induktsioon ) on liikumine üksikult üldisele. Uus, laiema kehtivusalaga teadmine saadakse üksikfaktide (kitsama kehtivusalaga teadmiste) üldistamise teel.
Deduktiivne meetod ( deduktsioon ) on liikumine üldiselt üksikule. Deduktiivse (aksiomaatilise) teooria ülesehitamisel formuleeritakse kõigepealt aksioomid (üldeeldused, füüsikas: postulaadid), neist tuletatakse loogiliselt kõik teised väited. Üksikjäreldusteni jõutakse, rakendades üldseadust antud erijuhul. Aksioomide tõesust kinnitab teooria üksikjärelduste kooskõla katsefaktidega.
Loodusnähtuse kirjeldus annab omavahelises loogilises seoses ning vastavat terminoloogiat (füüsikalisi suurusi ja mõõtühikuid kasutades) edasi antud nähtuse iseloomulikke jooni (vastab küsimusele kuidas?). Kirjeldavat teooriat (käsitlust) nimetatakse fenomenoloogiliseks (nähtus ehk fenomen ).
Loodusnähtuse selgitus annab edasi selle nähtuse tulenemise üldisemast või sügavamal struktuuritasemel kehtivast seaduspärasusest (vastab küsimusele miks?, asetab selle nähtuse “oma kohale”). Võimes anda loodusnähtustele pädevaid selgitusi avaldub füüsika heuristiline (avastuslik) väärtus.
Loodusnähtuse ennustamine on väide selle nähtuse toimumise kohta tulevikus või mingis teises kohas. Võimes pädevalt ennustada loodusnähtusi avaldub füüsika prognostiline (ennustuslik) väärtus. Ennustamise aluseks on põhjuslike seoste tunnetamine .
Põhjuslike seoste toimimisel avalduvad looduses alati nii ettemääratus kui juhuslikkus. Põhjuslike seoste partikulaarsust (eraldatust), põhjuslike seoste lineaarahelaid rõhutav füüsikateooria jõuab vältimatult determinismi (täieliku ettemääratuse rõhutamiseni). Põhjuslike seoste holistlikkust (seostatust, whole – kõik, kogu), põhjuslike seoste võrku rõhutav füüsikateooria peab aga vaatlema sündmusi juhuslikena ning võimaldama hinnata ühe või teise sündmuse esinemise tõenäosust.
Loodusnähtuse füüsikaline mudel esitab kompaktselt füüsikalise objekti kohta olemasoleva info, sidudes objekti abstraktsed ( meeltega mittetajutavad) omadused millegi vahetult tajutavaga ning tuues esile aspektid, milles objekt erineb teistest omataolistest. Füüsika tegeleb mudelitega põhjusel, et loodusnähtuse kõigi omaduste samaaegne arvestamine on liiga keerukas ja sageli ka mittevajalik .
Seaduspärasus on loodusnähtuse kohta kehtiv kvalitatiivne (erijooni rõhutav, mõõdetavust mitte eeldav) üldistus (nt. mida massiivsem on keha, seda raskem on muuta tema liikumisolekut). Seaduspärasus ei pea olema esitatav matemaatiliselt rangelt (valemi või võrrandina).
Seadus on loodusnähtuse kohta kehtiv kvantitatiivne (mõõdetavust eeldav), matemaatiliselt range valemi või võrrandina esitatav üldistus (vrd.: keha kiirendus on pöördvõrdeline keha massiga, a = F/m). Füüsikaseaduse formuleerimisel kasutatakse kindlasti füüsikalisi suurusi.
Loodusteaduslik käsitlus (ka: loodusteaduslik mõtlemisviis, LTMV) on indiviidi selline maailmapildi kujundamise viis, mille korral eelistatult kasutatakse kvalitatiivseid (nt. suurem-väiksem, kõrgem-madalam) kirjeldusi, seletusi ja ennustusi. Rakendatakse eelkõige induktiivset meetodit, otsitakse seaduspärasusi, üldistused pole väga ranged. Põhieesmärgiks on tekitada teadvuses loodusnähtuste olemust peegeldavaid kujutluspilte.
Täppisteaduslik käsitlus (ka: täppisteaduslik mõtlemisviis, TTMV) on indiviidi selline maailmapildi kujundamise viis, mille korral eelistatult kasutatakse kvantitatiivseid (valemi või võrrandina esita­tavaid) kirjeldusi, seletusi ja ennustusi. Rakendatakse eelkõige deduk­tiivset meetodit, tuletatakse matemaatiliselt rangeid seadusi, püütakse saavutada üldistuste kõike­hõlmavust. Põhieesmärgiks on jõuda loodusnähtust kirjeldava valemi või võrrandini.
Füüsikat on esmatutvumisel loomulik käsitleda loodusteaduslikult. See loob eeldused täppisteadusliku käsitluse viljakaks rakendamiseks järgnevates füüsikakursustes.
Füüsikaline suurus on füüsikalise objekti mõõdetav iseloomustaja (karakteristik). Füüsikaline objekt (loodus­näh­tus) on olemas ka ilma inimeseta. Füüsikaline suurus on inimlik vahend objekti kirjeldamiseks. Suuruse mõõtmine on tema väärtuse võrdlemine mõõtühikuga.
Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI kasutab 7 füüsikalist suurust põhisuurustena. Nende suuruste mõõtühikud on põhiühikud. Kõik teised suurused ja ühikud on määratud vasta­valt põhisuuruste ning põhiühikute kaudu. Põhisuurused on: pikkus, aeg, mass, aine hulk, temperatuur, voolutugevus ja val­gustugevus. Nende ühikud on vastavalt: meeter, sekund, kilogramm , mool, kelvin , amper ja kandela .
Skalaarne suurus on esitatav vaid ühe mõõtarvuga, millele lisandub mõõtühik. Skalaarsed suurused on ilma suunata (näit. aeg, pikkus, rõhk, ruumala, energia, temperatuur).
Vektoriaalne suurus on kolmemõõtmelises ruumis esitatav kolme arvuga (+ mõõtühik). Need on vektori koordinaadid. Vektoriaalsetel suurustel on suund olemas (näit. kiirus, kiirendus, jõud).
Füüsika keeles tuleb (erinevalt tavakeelest) kasutada korrektselt füüsikaliste suuruste ning mõõtühikute nimetusi ja tähiseid. Suuruste tähised esitatakse kaldkirjas (l, t, m,…) , ühikute omad püstkirjas (cm, s, kg…). Suuruse tähis on reeglina vastava ladinakeelse sõna esitäht (longitudo, tempus , massa …)
Valem on lühidalt (tähiste abil) kirja pandud lause. Nt. valem v = s/t tähendab, et kiiruse (velocitas) leidmiseks tuleb keha poolt läbitud teepikkus (spatium) jagada kulunud ajaga (tempus). Järgnevas on kõik füüsikaliste suuruste tähised esitatud kaldkirjas (italic), ühikute tähised aga püstkirjas. Valemi­tes on püütud maksimaalselt vältida suunda omavate suuruste esitamist vektorina (vektorsuuruse tähis esitab vaid vastava vektori pikkust). Negatiivne pikkus tähendab seda, et vastav vektor on suunatud vastupidiselt kokkuleppelisele positiivsele suunale. Kui on oluline rõhutada mingi suuruse vektoriaalsust, siis on selle suuruse tähis valemis toodud rasvases kirjas ( bold ).
Loodusteadusliku info topoloogia (paiknemisõpetuse) põhiprobleem: millises järjestuses esitatuna on loodusteaduslikud teadmised kõige paremini omandatavad? Senises füüsikaõppes on järjestus eel­kõige ajalooline: mehaanika , soojusõpetus, elekter , optika , mikrofüüsika (nii nagu neid järjest tundma õpiti). Käesolevas aines on topo­loogiliselt esmatähtsad olemuslikud seosed nähtuste vahel.
Kaasaegse füüsikalise maailmapildi info märksõnaline järjestus käesolevas aines on järgmine: kehad liikumine vastastik ­mõju aine ja väli atomism spinn . Seejärel vaadeldakse absoluutse kiiruse, laine-osakese dualismi, ning tõenäosuslikkuse printsiipe .
Reaalsuse (mateeria) põhivormideks on aine ja väli. Aine on reaalsuse vorm, millest koos­ne­vad kõik kehad (asjad). Väli on reaalsuse vorm, mis vahendab vastastikmõjusid kehade vahel.
Liikumiseks nimetatakse igasugust olukorra muutumist. Kui muutub kehade vahekaugus , siis räägitakse mehaanilisest liikumisest .
Mehaaniline liikumine on keha asukoha muutumine teise keha suhtes. Teist keha nimetatakse sel juhul taust­kehaks. Liikumisest on mõtet rääkida vaid vähemasti kahe keha (objekti) korral. Liikumist iseloomustav füüsikaline suurus on kiirus.
Vastastikmõju on põhjus, mis muudab kehade liikumisolekut (kiirust). Vastastikmõju intensiivsust kirjel­dav füüsikaline suurus on jõud. Sõnaga vastastikune rõhutatakse asjaolu, et kui üks keha mõjutab teist, siis teine mõjutab ka esimest. Mõju võrdub vastumõjuga. Vastastikmõju käigus toimub aine ja välja ajutine muundumine teineteiseks. Vastastikmõju põhiliike on neli: gravitat­sioo­niline, nõrk, elektromagnetiline ja tugev.
Laeng on füüsikaline suurus, mis kirjeldab keha omadust osaleda mingis vastastikmõjus. Elektromagne­tilises mõjus osalevad vaid kehad või osakesed, millel on elektrilaeng . Nõrgas mõjus osalevaid , aga tugevas mõjus mitteosalevaid algosakesi nimetatakse leptoniteks. Neil on leptonlaeng. Tugevas mõjus osalevaid algosakesi nimetatakse kvarkideks. Neil on tugeva vastastikmõju laeng ehk värv. Kõik kehad osalevad gravitatsioonilises mõjus, mille laengut nimetatakse massiks.
Maailma laenguline sümmeetria seisneb selles, et igal laengul (peale massi) on olemas vastupidine laeng ehk antilaeng. Elektri- ja leptonlaengu korral nimetatakse laengut kokkuleppeliselt positiivseks ja antilaengut negatiivseks (+ ja – ). Värvilaenguid on kolm (R – red, punane; G – green, roheline ja B– blue, sinine). Igal elementaarsel aineosakesel eksisteerib antiosake, millel kõik laengud (peale massi) on osakese endaga võrreldes vastupidised.
Spinn on algosakese olemuslik sisemine liikumine, mis kuulub lahutamatult osakese juurde. Aineosakese korral on spinn tinglikult tõlgendatav osakese pöörlemisena ümber oma telje (ingl.k. to spin – pöörlema). Seda pöörlemist ei saa peatada, võib vaid muuta pöörlemistelje asendit ruumis, mida nimetatakse spinni suunaks. Kaks vastas­suunaliste spinnidega aineosakest võivad paikneda samas ruumipiirkonnas (teineteise “sees”). Nad pöörlevad ühel ja samal teljel vastandlikes suundades. Väljaosakese spinn on tingitud tema kulge­vast liikumisest (enamasti kiirusega c, vt. allpool).
Füüsikalise maailmapildi kujundamisel on otstarbekas lähtuda mõningatest üldkehtivatest põhimõtetest ehk printsiipidest (mis deduktiivkäsitluses on vaadeldavad aksioomidena). Tähtsaimad nende hulgas on aistingute primaarsuse printsiip, atomistlik printsiip, absoluutse kiiruse printsiip, energia miini ­mumi printsiip, tõrjutusprintsiip ja dualismiprintsiip.
Aistingute primaarsuse printsiip väidab, et uue info saamisel tuleb lähtuda aistingutest. Füüsikas tähendab see niisuguste füüsikaliste suuruste eelistamist, mille tähendus (looduse nähtus või omadus) on meeleelunditega tajutav. Näiteks pikkus või kiirus – nägemise abil, jõud – lihaspinge vahendusel.
Atomistlik printsiip väidab, et nii aine kui väli ei ole lõputult osadeks jagatavad . Mõlemal on olemas vähimad portsjonid , mida aine korral nimetatakse elementaar- või algosakesteks, välja korral aga kvantideks. Sõna aatom (kr.k. atomos ) tähistabki (antud teadmiste tasemel) jagamatut algosakest.
Tõrjutusprintsiip (ehk Pauli printsiip) väidab, et ühe algosakese mõõtmetega määratud ruumipiirkonnas võib paikneda maksimaalselt kaks vastandlike spinnidega aineosakest. Ülejäänud tõrjutakse välja. Aineosakesed ehk fermionid alluvad tõrjutusprintsiibile, väljaosakesed ehk bosonid aga mitte.
Töö A on füüsikaline suurus, mis kirjeldab olukorra muutumisel tehtavat pingutust. Mehaanilise töö korral on tegemist kehade omavahelise asendi muutumisega.
Energia on füüsikaline suurus, mis kirjeldab millegi suutlikkust muuta olukorda. Energia on keha või jõu võime teha tööd. Kui see võime on tingitud keha liikumisest teiste kehade suhtes, siis on tegemist kineetilise energiaga Ek. Kui see võime on tingitud keha asendist teiste kehade suhtes, siis räägi­takse potentsiaalsest energiast Ep.
Objekti seisuenergia Er on tingitud üksnes objekti olemasolust. Aine ja väli on neis sisalduva energia ulatuses teineteiseks muundatavad.
Potentsiaalse energia miinimumi printsiip väidab, et kõik iseeneslikud (mitte välismõjust tingitud) protsessid kulgevad kehade süsteemi potentsiaalse energia kahanemise suunas. Süsteemil on kalduvus energiat loovutada (töö tagavara ära kulutada), liikuda minimaalse energiaga olekusse.
Dualismiprintsiip väidab, et nii aine kui välja algosakestel on nii laine- kui ka osakese-omadused. Laine­omadused tulevad ilmsiks osakeste liikumisel. Väljaosakeste (kvantide) korral seisneb laine vastava välja võnkumiste levikus. Aineosakestega kaasnev laine on leiulaine . Suuruseks, mis muutub selles laines , on tõenäosus osakese leidumiseks vastavas ruumiosas.
Füüsikalise maailmapildi tõenäosuslikkus seisneb selles, et mitte ükski sündmus pole täiesti kindel ega ka täiesti võimatu. Kõik sündmused toimuvad mingi tõenäosusega, mis võimatuks peetaval sündmusel on aga väga väike (nullilähedane). Aineosakeste laineomadused ja tõenäosuslik käitumine tulevad esile vaid väga väikeste mõõtmete juures (keemilises aatomis ja veel väiksemates süsteemides). Osakeste tõenäosusliku käitumise üldpõhimõtteid kirjeldab statistiline füüsika.
Mehaaniline maailmapilt kujunes välja 18. sajandi lõpuks Galilei, Descartes’i, Huygens ’i ja eelkõige Newtoni tööde üldistamise tulemusena. Mehaanilises maailmapildis peetakse oluliseks vaid kehi, nende liikumist ja vahetul kontaktil ilmnevat vastastikmõju. Vastastikmõju vahendajat ei tähtsustata.
Elektromagnetiline maailmapilt kujunes välja 19. sajandi lõpuks Faraday ja Maxwelli tööde tulemusena. Erinevalt mehaanilisest maailmapildist tähtsustatakse selles ka vastastikmõju vahendajat (välja).
Relativistlik maailmapilt kujunes välja aastail 1905-1916 Einsteini tööde tulemusena. Varasemale lisandus absoluutse kiiruse printsiip. Ilmnes pikkuse ja aja suhtelisus (relatiivsus).
Kvantmehaaniline maailmapilt kujunes välja aastail 1924-1930 Bohri , de Broglie , Schrödingeri, Heisen­ bergi , Pauli ja Diraci tööde tulemusena. Lisandusid dualismiprintsiip ja tõenäosus­likkuse printsiip (osakese leiulainete kirjeldamine).
Terviklik kaasaegne maailmapilt kujunes välja 20. sajandi teisel poolel spinni jõudmisega statistilisse füü­ sikasse (fermionide ja bosonite eristamine), tugeva ja nõrga vastastikmõju avastamisega, atomist­liku printsiibi laiendamisega väljale (kvantväljateooria) ning algosakeste standardmudeli loomisega.
Standardmudeli kohaselt koosnevad kõik aineosakesed 12 algfermionist. Need on 6 leptonit ( elektron , müüon, tauon ja 3 vastavat neutriinot) ning 6 kvarki (down, up, strange, charm, bottom, top). Mõis­ tagi võivad eksisteerida ka 12 vastavat antiosakest. Vastastikmõjude vahendajateks on alg­bosonid. Elektromagnetilist mõju vahendavad footonid ( photo – valgus), tugevat mõju gluuonid (glue – liim), nõrka mõju uikonid (weak – nõrk) ja gravitatsioonilist mõju gravitonid (seni katseliselt avastamata).
Maailmapildi struktuursed tasandid: algosakesed , liitosakesed, keemilised aatomid , molekulid, rakud, organismid, Maa, Päikesesüsteem, meie Galaktika, Universumi kärgstruktuur. Üldreeglina on võimalik ühel struktuuritasemel aset leidvaid protsesse edukalt kirjeldada, arvestamata kaugematel tasemetel toimivaid seaduspärasusi (maailma tasemelise struktureerituse printsiip).
Pikkus l (longitudo) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab kehade mõõtmeid (pikem-lühem, suu­rem-väiksem). Pikkuse ühikuks valitakse mingi kõigile tuntud keha (etalonkeha) pikkus (nt. küünar, jalg, vaks). Liikumise korral lasutatakse mõistet teepikkus (tähis s – lad.k. spatium – ruum, ulatus)
Meeter (1 m) on pikkuse põhiühik, mille korral etalonkehaks on algselt valitud Maa. 1 m on 1/40 000 000 Maa ümbermõõdust (täpsemalt – Pariisi meridiaani pikkusest). Kaasaegse definitsiooni kohaselt on üks meeter pikkus, mille valgus läbib vaakumis 1/299 792 458 sekundi jooksul.
Aeg t (lad.k. tempus) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab sündmuste järgnevust (varem-hiljem). Ajast on mõtet kõnelda vaid siis, kui toimuvad sündmused (esineb liikumine). Aja kaudu me võrdleme ühe keha kiirust teise keha (etalonkeha) kiirusega. Kui näiteks keha A, liikudes kiirusega vA läbib tee­pik­kuse sA ja keha B, liikudes kiirusega vB läbib samas teepikkuse sB, siis suhe sA / vA = sB / vB = … jääb meie kujutlustes kõikide selliste kehade jaoks konstantseks. Seda suhet nimetatakse ajaks t. Mõnikord tähista­takse t abil ka ajahetke, mil toimub mingi ülilühikese kestusega sündmus. Ajavahemiku (protsessi kestuse) tähiseks on siis Δt. Sümboliga Δ (delta) tähistatakse vastava füüsikalise suuruse muutu.
Aja mõõtmisel kasutatakse enamasti mingit perioodilist liikumist. Perioodiliseks nimetatakse liikumist, millele on omane korduvus. Teatud kindla teepikkuse läbimisel (ajavahemiku möödumisel) algab kõik otsast peale. Seda ajavahemikku nimetatakse perioodiks . Aja ühikuks valitakse kas periood ise või mingi arv perioode .
Sekund (1 s) on aja põhiühik, mille korral etalonkehaks on algselt samuti Maa. Üks sekund on 1/86400 ööpäevast (Maa ööpäevase pöörlemise perioodist). Kaasaegse definitsiooni kohaselt on üks sekund võrdne tseesiumi (133Cs) aatomi elektronide ja tuuma vastastikmõjust tingitud elektro­magnet­kiirguse 9 192 631 770 perioodiga.
Kiirus v (velocitas) näitab, kui pika tee läbib keha ajaühikus. Kiirus = teepikkus : aeg, v = s / t . See on kiiruse kaudne määratlus (aja mõiste eeldab ju ise kiiruse mõistet). Kiiruse põhiühik on üks meeter sekundis (1 m/s). Praktikas kasutatakse sageli kiiruse ühikut üks kilomeeter tunnis (1 km/h), kus­juures 1 m/s = 3,6 km/h.
Kiiruse otsene määratlus tähendab mingi kindla kiiruse valimist etaloniks. Selleks sobib näiteks abso­luutne piirkiirus c (välja levimise kiirus, valguse kiirus vaakumis). c = 299 792 458 m/s ehk ligikaudu 3 . 108 m/s. Siis näiteks 108 km/h = 30 m/s = 10-7 c.
Taustsüsteem määrab tingimused, milles liikumist vaadeldakse. Taustsüsteem koosneb taustkehast (kehast, mille suhtes liikumine toimub), koordinaadistikust ja ajamõõtjast (kellast). Relativistlik füüsika näitab, et taustsüsteem on alati relatiivne, vaid inimlik abivahend liikumise kirjeldamiseks.
Absoluutse kiiruse printsiip väidab, et piirkiirusega (suurima võimaliku kiirusega) toimuv liikumine on absoluutne. Piirkiirus (välja levimise kiirus c) on kõigis taustsüsteemides ühesugune. Kõik teised liikumised on suhtelised (relatiivsusprintsiip). Iga vaatleja võib maailma kirjeldada, valides taust­kehaks iseenda (eeldada, et just tema on paigal ja teised liiguvad). Absoluutse kiiruse printsiip väljendab tõdemust, et aeg ja ruum on suhtelised. Neist on mõtet rääkida vaid ainelise objekti korral. Väljaosakeste (piirkiirusega liikuvate osakeste) jaoks pole neid olemas.
Klassikaline füüsika tegeleb kehade, liikumise, vastastikmõju ja väljaga, rakendades atomistlikku printsiipi vaid kehadele (p. 1.-5.), uurib makromaailma nähtusi, mikro - ja megamaailma kirjeldada ei suuda. Klassikaline füüsika on reduktsionistlik.
Reduktsionism (lad. reductio – taandama) on lähenemisviis, mis püüab mõista tervikut osade parema tundmaõppimise kaudu (taandab terviku osadeks), uurib reaalsust lokaalselt (mingis väljavalitud kohas), vaatleb primaarsena objekti ennast ja sekundaarsena objekti seoseid teiste objektidega.
Kaasaegne füüsika rakendab atomistlikku printsiipi ka väljale, arvestab spinni (sh. selle seost tõrjutus­printsiibiga), absoluutset kiirust, dualismi­printsiipi ja tõenäosuslikkusprintsiipi (p. 6.-9.), uurib ka mikromaailma ( kvantmehaanika ) ja megamaailma (kosmoloogia). Kaasaegne füüsika on (rohkem või vähem) holistlik .
Holism (ingl. whole – kõik, kogu) on lähenemisviis, mis püüab mõista tervikut selles toimivate seoste parema tundmaõppimise kaudu (ei taanda tervikut osadeks), uurib reaalsust võimalikult mitte­lokaalselt (arvestab kõikvõimalikke arenguteid ja püüab hinnata nende realiseerumise tõenäosusi), vaatleb primaarsena objekti seoseid teiste objektidega ja sekundaarsena objekti ennast.
Mehaanika on füüsika osa, mis uurib liikumist.
Koordinaat on arv, mis näitab vaadeldava keha asukohta taustkeha suhtes. Ristkoordinaadistiku korral näitab koordinaat antud suunas liikumisel, kui mitme pikkusühiku kaugusel taustkehast vaadeldav keha asub. Sõltumatute koordinaatide arv määrab ruumi mõõtmete arvu.
Ruumi mõõtmete arv näitab, kui mitmes erinevas omavahel ristuvas suunas saab selles ruumis pikkusi mõõta. Meie ruum on kolmemõõtmeline, sõltumatuid koordinaate on kolm.
Kinemaatika on mehaanika osa, mis kirjeldab liikumist, tundmata huvi selle põhjuste vastu. Kinemaatika püüab vastata vaid küsimusele Kuidas keha liigub?
Liikumisvõrrandiks x = x(t) nimetatakse avaldist , mis suvalisel ajahetkel määrab vaadeldava keha kauguse taustkehast (koordinaadi x).
Punktmass on keha, mille mõõtmed võib antud ülesande juures arvestamata jätta. Sel juhul võib vaadelda keha massi koondununa ühte punkti. Punktmass - see on keha mudel.
Trajektoor on keha kui punktmassi liikumistee. Trajektoori kuju järgi eristatakse sirgjoonelist, ring­­joonelist ja kõverjoonelist liikumist. Kõverjooneline liikumine taandub ringjoone­lisele. Trajektoori mõistel on mõtet ainult klassikalises füüsikas.
Liikumisvormidena võib eristada kulgliikumist pöördliikumist, võnkumist ja lainet.
Kulgliikumise korral liiguvad keha kõik punktid ühtemoodi (läbivad sama aja jooksul sama teepikkuse).
Pöördliikumise korral leidub punkte, mis ise ei liigu. Need punktid moodustavad pöörlemistelje. Pöörlemistelje ümber liiguvad keha kõik teised punktid mööda ringjooni.
Pöördliikumist kirjeldavad vektorsuurused ( nurkkiirus , nurkiirendus, impulsimoment jne) on kokku­leppeliselt suunatud piki pöörlemistelge. Vektori suuna määrab parema käe rusika reegel: Kui rusikasse tõmmatud parema käe neli kõverdatud sõrme näitavad pöörlemise suunda, siis väljasiruta­tud pöial näitab pöörlemist kirjeldava vektori suunda.
Võnkumine on perioodiline (korduv) liikumine, mille korral impulsi ( liikumishulga ) ja energia levikut ei toimu. Võnkuvale kehale mõjub alati tasakaaluasendi poole suunatud (nn. taastav) jõud.
Laine on perioodiline (korduv) liikumine, mille korral toimub impulsi (liikumishulga) ja energia levik suurte vahemaade taha. Laine on aineosakeste või välja liikuv konfiguratsioon ( paigutus ). Laines osalevad osakesed liiguvad vähe, laine ise liigub palju.
Ühtlaseks nimetatakse keha niisugust liikumist, mille korral keha läbib mistahes võrdsete ajavahemike jooksul ühesugused teepikkused. Ühtlasel liikumisel on kiirus konstantne .
Mitteühtlaseks nimetatakse keha niisugust liikumist, mille korral keha läbib mistahes võrdsete ajavahemike jooksul erinevad teepikkused.
Kiirendus näitab, kui palju muutub kiirus ajaühiku jooksul. Kiirendus on kiiruse muutumise kiirus. Kiirendus a = (kiirus lõpul – kiirus algul) : aeg, mille jooksul see muutus toimus. a = (v – v0) / t . Kiirenduse SI-ühik on üks meeter sekundi ruudu kohta (1 m /s2).
Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval liikumisel on kiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval liikumisel a > 0, ühtlaselt aeglustuval liikumisel a v = v0 + a t järgi. Läbitud teepikkus on leitav seosest s = v0 t + a t2/ 2 .
Kui aeg ei ole teada, võib algkiiruse v0 , lõppkiiruse v või liikumisel läbitud teepikkuse s leida seosest v 2 v0 2 = 2 a s .
Ringliikumises olevat keha (punktmassi) ja ringjoone keskpunkti ühendav lõik r (trajektoori raadius) pöördub aja t jooksul mingi nurga võrra. Seda nurka nimetatakse pöörde­nurgaks. Pöördenurga SI ühikuks on radiaan (1 rad). Üks radiaan on nurk, mille korral ringjoone kaare pikkus s võrdub raadiusega r . Sellest = s / r ja s = r .
Nurkkiirus näitab, kui suur pöördenurk läbitakse ajaühikus. = / t . Nurkkiiruse SI-ühik on üks radiaan sekundis (1 rad / s). Seda ühikut esitatakse lühidalt kujul 1 s -1.
Perioodiks T nimetatakse aega, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). Pöördliikumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul pöörlev keha teeb ühe täispöörde (läbib pöördenurga 2 rad). Seega nurkkiirus = 2 / T. Võnkumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul sooritatakse üks võnge.
Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r . Joonkiirus on suunatud piki ringjoone puutujat.
Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v 2/ r ehk ak = 2 r .
Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. = ( 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s -2). Kii­ruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at = r.
Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus kons­tantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel > 0, ühtlaselt aeglustuval = 0 + t järgi. Läbitud pöördenurk on leitav seosest = 0 t + t2/ 2 . Nurkkiiruse algväärtus 0 , lõppväärtus ja liikumisel läbitud pöördenurk on omavahel seotud kujul 2 0 2 = 2 .
Dünaamika on mehaanika osa, mis uurib liikumise põhjusi. Dünaamika püüab vastata küsimusele Miks keha liigub? Dünaamika tegeleb jõududega. Jõud F on füüsikaline suurus, mis kirjeldab kehadevahelise vastastikmõju tugevust. Dünaamika aluseks on 3 Newtoni seadust:
Newtoni I seadus (inertsiseadus) väidab, et iga keha liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt seni, kuni teised kehad tema sellist olekut ei muuda. Iga keha on just täpselt nii laisk
80% sisust ei kuvatud. Kogu dokumendi sisu näed kui laed faili alla
Vasakule Paremale
põhivara aines füüsikaline maailmapilt #1 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #2 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #3 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #4 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #5 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #6 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #7 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #8 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #9 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #10 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #11 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #12 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #13 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #14 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #15 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #16 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #17 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #18 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #19 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #20 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #21 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #22 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #23 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #24 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #25 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #26 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #27 põhivara aines füüsikaline maailmapilt #28
Punktid 10 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 10 punkti.
Leheküljed ~ 28 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2008-05-07 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 188 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 9 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor buffy16 Õppematerjali autor

Lisainfo

27lk väga palju füüsikast-mõisted,valemid,tähised ja muud vajalikku

Mõisted

usk, eksperiment, loodusnähtuse ennustamine, ennustamise aluseks, whole, füüsikat, füüsikaline suurus, füüsikaline suurus, suuruse mõõtmine, mõõtühikud, skalaarne suurus, skalaarsed suurused, vektoriaalsetel suurustel, suuruse tähis, mehaaniline liikumine, teist keha, liikumisest, vastastikmõju põhiliike, elektromagne, spinn, väljaosakese spinn, aineosakesed, töö a, laine, vastastikmõjude vahendajateks, spatium, perioodiliseks, kiiruse põhiühik, klassikaline füüsika, whole, mehaanika, koordinaat, kinemaatika, punktmass, trajektoor, võnkumine, laine, laine, ühtlaseks, mitteühtlaseks, kiirenduse si, läbitud teepikkus, nurkkiiruse si, kesktõmbekiirendus, läbitud pöördenurk, jõud f, dünaamika aluseks, massi si, muutumise kiirus, jõu si, keha impulsiks, raskusjõud, inertsjõud, tuntuim inertsjõud, võimsuse si, kineetiline energia, kineetiline energia, potentsiaalne energia, dissipatiivne jõud, jõumoment m, jõu õlaks, impulsimoment, impulsimomendi si, igamehel, piirkiirusel, ürt, inerts, seisuenergia, ajalis, kõveras aeg, deformatsiooniks, võrdetegurit k, elast, võnkumine, siinusega, suurus a, nurksagedus, periood t, sageduse si, sumbeteguri si, dekrement, kompleksarvu reaal, põhitooniks, spekter, laineteks, lainefront, lainete levimiskiirus, rist, liitlaine amplituud, seisulaine, seisulaine, intensiivsuse si, elektrilaengu si, vabad laengukandjad, elektrivool, punktlaenguteks, punktlaeng, aineosakestel, välja jõujoon, homogeenseks, vusega e, ekvipotentsiaalpinnaks, ekvipotentsiaal, pinge u, püsimagnet, püsimagneti magnetväli, magnetinduktsioon, magnetinduktsiooni si, misergutus, elektromotoorjõud, elektromagnetväli, diver, voolutugevus i, takistuse mõõtühikuks, takisti takistus, juhi takistus, võrdeteguriks, metallkeha takistus, kondensaatoriks, kon, välja energia, päikese rollis, balmer, aatomi energia, elektronorbiitidel, geomeetriline optika, murdumisnäitaja, korrutist ns, geomeetriline optika, valguse interferents, koherentseteks, kaks lainejada, difraktsioonivõre, röntgenstruktuuranalüüs, polarisaator, kaksikmurdumine, polarisatsioonitasandi pöördumine, polarimeetria, valguse neeldumine, fotoefektiks, auguks, keelutsoon, keelutsooni laius, mus, ventiil, levinumad optoelekt, aineosakestel, laine ampli, lainefunktsiooniks, piki x, elektronmikroskoop, teraviku üles, kvantmehaanika tõlgendused, kvantmehaanika, sündmuse toimumishetk, bohri kontseptsioon, schrödingeri kass, avaja, temperatuur t, temperatuuri si, vedelikus, soojusmahtuvuse si, erisoojuse si, ideaalgaasi siseenergia, entroopia s, entroopia nulltase, entroopia ühikuks, printsiipi, ideaalgaas, isotermiliseks, isobaariliseks, isokooriliseks, adiabaatiliseks, üheaatomilisel molekulil, kaheaatomilisel molekulil, osarõhk, z b, kolmikpunktiks, küllastunud auruks, keemise tunnuseks, siirdesoojuse si, pindpinevusjõud, soojusmasin, termodünaamilised potentsiaalid, termodünaamilised potentsiaalid, gibbsi potentsiaal, räägitakse s, olekute kidumiseks, mõjuv elektri, analoogiliselt, soojuskiirguseks, soojuskiirgus, stefan, luminestsents, pöördhõive, laser, laserikiirgusele, röntgenkiirgus, tuuma eriseoseenergiaks, poolestusajaks, aktiivsuse si, biodoosi ühikuks, fermionid, algfermionide spinn, bosonid, vastastikmõjusid vahen, leptonite seisumassid, neutriinod, välja olemus, kauguse ruuduga, kvark u, virtuaalseks, laineportsjoni energia, plancki pikkuseks, must auk, universumile, suur pauk

Kommentaarid (9)

annndra profiilipilt
annndra: Väga asjalik kokkuvõte :)
23:34 28-03-2009
belladonnakillz profiilipilt
belladonnakillz: Väga asjalik kokkuvõte :)
17:04 14-04-2010
MaritaQ profiilipilt
MaritaQ: tõesti, aitab! :)
16:55 22-04-2009


Sarnased materjalid

31
rtf
Põhivara aines Füüsikaline maailmapilt
29
doc
Põhivara füüsikas
109
doc
Füüsikaline maailmapilt
54
doc
Füüsikaline maailmapilt-I osa
414
pdf
TTÜ üldfüüsika konspekt
105
doc
Füüsika konspekt
66
docx
Füüsika I konspekt
18
docx
Füüsikaline maailmapilt testid





Faili allalaadimiseks, pead sisse logima
Kasutajanimi / Email
Parool

Unustasid parooli?

Pole kasutajat?

Tee tasuta konto

UUTELE LIITUJATELE KONTO MOBIILIGA AKTIVEERIMISEL +50 PUNKTI !