TTK füüsika kordamisküsimused (0)

• Newtoni 3 seadust (+ valemid ja joonised)
  Esimene seadus - kui kehale teised kehad ei mõju või kui mõjud on tasakaalus, siis on keha kas paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt.
  Teine seadus -  kui kehale mõjub jõud, siis liigub see kiirendusega , mis on võrdeline mõjuva jõuga ning pöördvõrdeline selle keha massiga.
  Kolmas seadus - kaks keha mõjutavad teineteist suuruselt võrdsete vastassuunaliste jõududega nimetatakse ka impulsi jäävuse seaduseks .. (joonis F12 m1 →←m2 F21
  

• Impulss (+ valem ja mõõtühik ) – p*=mv* . Deineeritakse massi ja kiirusevektori korrutisena SI: 1kgxm/s
  

Impulsi jäävuse seadus (+ valem ja joonis).- väliste mõjude puudumisel on süsteemi koguimpulsssinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. △(p1+p2)=0 →△(m1v1+m2v2)=0 . Enne väljaastumist on paat koos inimesega paigal ja nende koguimpulss null. Astumisel hakkab inimene kalda poole liikuma ja omab teatud impulssi . Et koguimpulss ei muutu ja jääb nulliks, saab paat vastassuunalise impulsi ning eemaldub kaldast.
Absoluutselt plastiline ja elastne põrge (+ valemid / kehtivad jäävuse seadused ja joonised)
Absoluutselt elastne põrge on selline, mille käigus kehade summaarne kineetiline energia ei muutu: kogu kineetiline energia muutub deformatsiooni potentsiaalseks energiaks ja see omakorda muutub täielikult kineetiliseks energiaks. Pärast põrget kehad eemalduvad teineteisest.
Absoluutselt plastiline põrge - põrkel kehad deformeeruvad, ühinevad ning liiguvad koos edasi. m1∙v1+m2∙v2=(m1+m2)∙u (impulsijäävuse seadus kehtib) Kineetiline energia muutub peamiselt soojusenergujaks
Absoluutselt mitteelastne põrge on selline, mille käigus osa summaarsest kineetilisest energiast muutub kehade siseenergiaks . Pärast põrget jäävad kehad paigale või liiguvad koos edasi.
Absoluutselt plastiline põrge – kui kehakujud ei taastu pärast kokkupõrget
Kineetiline ja potentsiaalne energia (+ valemid ja mõõtühikud )
Kineetiline energia on energia, mis on tingitud keha  liikumisest  teiste kehade suhtes. Mõõtühik on 1džaul (J) .
Potentsiaalne energia on süsteemi energia, mis on tingitud keha asendist ja mõjust süsteemi teiste kehade suhtes ja kõigi süsteemis olevatele kehadele vastastikku mõjuvatest jõududest välises jõuväljas. Mõõtühik on 1džaul (J).
Mehaanilise energia jäävuse seadus (+ valem)
Suletud konservatiivse süsteemi mehaaniline energia on jääv. Seadus kehtib ainult tsentraalses väljas. ( delta ) E= Epot+Ekin=0
Pöördliikumise Newtoni 3 seadust (+ valemid)
Newtoni I seadus: Keha, mis pöörleb, püüab jätkata pöörlemist, säilitades oma pöörlemistelje asendit.
Newtoni II seadus: Kehale mõjuvate jõudude summaarne moment on võrdne keha nurkkiirenduse ja tema inertsimomendi korrutisega.
Newtoni III seadus : Kaks pöörlevas vastumõjus olevat keha pööravad teineteist jõumomendiga, mis on suuruselt võrdsed ja omavahel vastassuunalised (üks pöörab päri–ja teine vastupäeva)
Impulssmoment ja selle jäävuse seadus (+ valem)
Valem:
näitab pöörleva keha võimet teisi kehi pöörlema panna (ühik: 1kg*m2/s). Pöörlemisteljest kaugusel r kiirusega v liikuv punktmass m omab impulsimomenti
(või v2?)
isoleeritud süsteemis, väliste jõudude puudumisel, on osakeste süsteemi koguimpulsimoment jääv
Kolm inertsijõud pöörlevas süsteemis
1) kui keha on paigal selles taustsüsteemis (karuselli juhtum)
Tsentrifugaal -e. kesktõukejõud on jõud, mis tasakaalustab ringjoonelisel trajektooril liikuva keha
normaalkiirenduse (e.kesktõmbekiirenduse) akt=ω2R=v2/R
Kui kehale mõjub liikumissuunaga ristsuunaline jõud, siis liikumistee kõverdub.
2) kui keha liigub seal kiirusega v. Keha püüab oma joonkiirust säilitada, tuleb teda pidurdada (liikumine on suunatud telje poole) või kiirendada (keha liigub teljest eemale)
3) kui keha pöörleb nurkkiirusega ω. Güroskoopilised jõud tekivad, kui püütakse muuta pöörlemistelje ruumilist orientatsiooni, see jõud püüab alati telje „õigeks“ pöörata, et pöörlemistelg püsiks
Liikumisvõrrand suuruste lahtiseletamisega (faas, algfaas , ringsagedus , amplituud , periood)
Harmooniline võnkumine , seos ringliikumisega (+ joonis)
Kõiki selliseid võnkumisi, mida saab kirjeldada siinus - või koosinusfunktsiooni abil, nimetatakse harmoonilisteks võnkumisteks.x=f[sin(t)] Seos
. Algfaas- võnkuva keha faas hetkel t = 0(φ0), Faas- punkti saukoht suvalisel ajahetkel. Ringsagedus ehk nurksagedus (tähis ω) on võnkuva keha 2π sekundi jooksul sooritatud võngete arv . Amplituud- max kõrvalekalle tasakaaluasendist(Ao). Periood- ühe täisvõnke aeg(T)
Vabavõnkumine ja võnkumise sumbumine (+ joonis)
ehk omavõnkumine on füüsikas võnkumine, mis toimub süsteemis, millele ei mõju väliseid jõudusid. Võnkumine toimub ainult algenergia arvel ja on alati sumbuv . Sumbuva võnkumise korral amplituud ja seega ka keha võnkumise energia kahaneb pidevalt. Amplituudi kahanemine on ekspotentsiaalne.
Sundvõnkumine ja resonants
sundvõnkumine toimub mingi välise, perioodiliselt mõjuva jõu mõjul. Süsteemi jõud kompenseerib liikuvale kehale mõjuva hõõrdejõu. (joonis paremal)
Resonants – võnkeamplituudi järsku kasvamist perioodilise välisjõu sageduse kokkulangemisel süsteemi vabavõnkumise sagedusega. Selle tekkimise eelduseks ongi sageduste võrdsus.
Laine interferents (+ seisev laine) ja difraktsioon tingimus millal esineb?(+ joonised
interferents – kui ruumis levib korraga mitu lainet, siis nende poolt kutsutud häiritused liituvad. Interferents on lainete liitumisel tekkiv püsiv energia ümberpaiknemine ruumis, mis tuleneb lainete vastastikusest üksteise tugevdamisest ühtedes punktides(ϕ2 −ϕ1 = 2πn A = A1 + A2) ja nõrgendamisest teistes punktides(ϕ2 −ϕ1 = (2n +1)π A = A1 − A2).
Seinale langeva ja sealt peegelduva laine liitumisel tekib nn. seisev laine. Igal ajahetkel on nööril siinuse kuju, osa nööri punkte seisab pidevalt paigal.
Difraktsioon on füüsikaline nähtus, mille korral laine paindub ümber väikeste takistuste või levib väikesest avast välja. Takistuse/ava suurus peab olema samas suurusjärgus laine lainepikkusega või väiksem.

• Pascal’i seadus ja selle rakendusi (+ joonised)
  Staatilises olekus vedelikekule ja gaasile mõjuva jõu poolt tekitatud rõhk mõjub ühtlaselt kogu ruumalas. Kõigis suundades ühe suunaga, ei sõltu anuma kujust. Kasutatakse näiteks: Hüdraulilistel seadmetel nt hüdrauliline tõstuk, pidurid
  

Bernoull’i võrrand ja sellest järeldused (+ valem ja joonis)
Võrrand seob voolava vedeliku rõhu, voolu kiiruse ja asendi potentsiaalse energia ning kirjeldab energia tasakaalu voolava vedeliku joas. Rakendades voolavale vedelikule energia jäävuse seadust saame, et voolava vedeliku koguenergia ei muutu niikaua kuni seda väljaspoolt ei lista või ei eemaldata.
p+(roo x g x h) + (roo x v2 /2) = const
Horisontaalses torus on voolava vedeliku rõhk seda väiksem, mida suurem on voolamise kiirus

• Süsteemi siseenergia ja selle muut
  Süsteemi siseenergia- keha koostisosakeste ja väljade vastastikmõju ning osakeste liikumise energia summat nim siseenergiaks  U=3/2m/MRT (üheaatomilise ideaalse gaasi siseenergia) ja selle muut- Kõikidest siseenergia liikidest muutub soojusnähtustes vaid molekulide kineetiline ja nende vastastikmõju potensiaalne energia
  
• Temperatuur (+ mõõtühikud)
  on füüsikaline suurus, mis iseloomustab süsteemi või keha soojuslikku olekut ehk soojusastet.  Viimane vastuvõetud temperatuuriskaala defineerib nii rahvusvahelise Kelvini temperatuuri, mille tähiseks on T90  ja sümboliks  K, kui ka rahvusvahelise Celsiuse temperatuuri, mille tähiseks on t90  ja sümboliks °C. T90/°C = T90/K - 273,15.
  
• Termodünaamika I. printsiip (+ joonis)
  Süsteemile antud soojushulga ning süsteemi poolt tehtav töö on võrdne antud süsteemi siseenergia muuduga. Ei ole võimalik ehitada masinat, mis teeks tööd ilma väliskeskkonnast saadava soojuseta (energiata)
  ∆U = ∆Q + ∆A
  ∆ U – süsteemi siseenergia muut
  ∆ Q – süsteemile antud soojushulk
  ∆ A – süsteemi poolt tehtav töö
  
• Soojuspaisumine , joon- ja ruumpaisumine , vee paisumine (+ valemid ja joonised)
  

Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojendamisel. Enamik aneid paisub temperatuuri tõustes, sest nende aatomite ja molekulide vahelised keskmised kaugused suurenevad.
Joonpaisumine on parameeter , mis väljendab materjali ühe pikkusühiku paisumist temperatuuri muutmisel 1 °C võrra. Joonpaisumistegur oleneb materjali omadustest.
Ruumpaisumine on keha ruumala muutumine soojenemisel. Kui tahkise kõik mõõtmed kasvavad temperatuuri tõustes, siis peab ka selle ruumala kasvama.
Vee paisumine on vee tihedus tahkes olekus väiksem kui vedelas olekus. Nagu näha, on vee tihedus suurim temperatuuril 4 Co.

• Isoprotsessid , töö isoprotsessides (+ valemid ja joonised)
  isobaarne - rõhk on jääv V/T=const
  isohoorne - ruumala on jääv
  isotermiline- temperatuur on jääv pV=const
  

• Adiabaatiline protsess, Mendelejev - Clapeyron ’i seadus (+ joonis)
  -  on protsess, mille vältel süsteem ei ole väliskeskkonnaga  soojusvahetuses näiteks küttesegu kokkusurumine  sisepõlemismootori  silindris ja õhu kiire kokkusurumine õhksütikus, Kui protsess kulgeb noolega näidatud suunas, on töö paisumisel (ülemine kõver) suurem kui töö kokkusurumisel (alumine kõver)
  

Ideaalse gaasi olekuvõrrand  ehk  Clapeyroni -Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid, kui see gaas on tasakaaluolekus.
kus p on gaasi rõhk, V on ruumala, n on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ning R on universaalne gaasikonstant  (=8.3145 J/mol/K) (joonis)
MKT põhipostulaadid
1) Molekulidevahelised kaugused on palju suuremad molekulide läbimõõdust
2) Gaasisüsteemi osakesed alluvad mehaanika seaduspärasustele
3) Molekulid liiguvad kaootiliselt (gaasi kui terviku masskese on paigal)
4) Molekulide põrked anuma seintega ning omavahel on absoluutselt elastsed
5) Põrgete vahel ei mõjuta molekule mingid jõud, nende liikumine on ühtlane

• MKT põhivõrrand (+ valem)
  ideaalse gaasi rõhk on võrdeline molekulide keskmise kineetilise energiaga ja nende arvuga ruumalaühikus .
  p=2/3nUk
  
• Termodünaamika II. printsiip (erinevad sõnastused)
  

Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust.
Clausiuse  sõnastus :
Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid  entroopia  kasvu suunas.
Clausiuse sõnastus (teine variant):
Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale.
Thomsoni ( lord Kelvini) sõnastus:
Ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise arvel, nii et ümbritsevates kehades ei esineks mingeid muutusi (st kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida  tööks).
Ostwaldi sõnastus:
Teist liiki perpetuum mobile on võimatu
Entroopia ja termodünaamiline tõenäosus (+ valem)
Entroopia (S) on korrapäratuse mõõt ja veel üks olekuparameeter. Mida suurem entroopia, seda kaootilisem on osakeste liikumine.
Soojusmasin ja selle kasutegur
Perioodiliselt tegutsevat mootorit, mis teeb tööd väljastpoolt saadava soojuse arvelt, nimetatakse soojusmasinaks
Soojusmasina kasutegur η on defineeritud kui tsüklis tehtud töö A ja tsüklis saadud soojushulga Q1 suhe.
. Q1 on saadud soojushulk ja Q2 on ruumala väheemisel gaasilt võetud soojus

• Ringprotsess (+ joonis paremal)
  ehk tsükliks nimetatakse protsessi mille puhul süsteem pöördub pärast muutusi tagasi oma lähteolekusse