Füüsika üldmudelid

Füüsikalised objektid, nähtused ja suurused

Füüsikalised üldmudelid

• Füüsikas kasutatakse looduse kirjeldamisel mudeleid.

• Mudeleid, mis on sõltumata konkreetsest nähtusest või isegi füüsikaharust kasutatavad kogu füüsikas.

• Selliseid mudeleid, mis on kasutatavad kogu füüsikas, nimetatakse füüsika üldmudeliteks.

Keha ja punktmass

• Füüsika üldmudeliks on näiteks keha.

• Füüsikaliste kehadega toimuvate nähtuste kirjeldamisel puhul pole sageli nede nende kuju ja mõõtmed olulised.

• Vaja on teada vaid nende asukohta ja massi.

• Kujutades keha ette punktikujulisena, saadakse omakorda keha lihtsustatud mudel, mida nimetatakse punktmassiks.

Füüsikalised objektid

Füüsikalised

objektid

Väljad Kehad

Väljad on mitteainelised

objektid.

Kehad on ainelised objektid.

Uuritakse koostist ja omadusi

Füüsikalised nähtused

Füüsikalisteks nähtusteks on füüsikaliste objektidega toimuvad muutused (kui pole muutust, siis ju ei toimugi midagi).

Füüsikalisi nähtusi saab kirjeldada erinevatel viisidel:tabeli abil,graafiku abil, sõltuvust väljendava valemi abil. Sagedamini looduses kohatavateks sõltuvusteks on võrdeline (graafik sirge)

astmefunktsioon, n. ruutsõltuvus (graafik parabool)

pöördvõrdeline (graafik hüperbool)

Võrdeline e. lineaarne seos

Pöördvõrdeline seos

Ruutseos

Füüsikalised suurused

Füüsikalised objektid ja nähtused võivad üksteisest erineda mitmesuguste omaduste poolest.

• Omadusi saab jagada nelja gruppi:Nimelised ehk nominaalsed omadused on sellised, mida saame väljendada sõnaliselt, kuid nende järjestamine pole võimalik. Nominaalseteks omadusteks on näiteks õpilase sugu (poiss, tüdruk), silmade värvus (hallid, pruunid, sinised) ja maitse (hapu, magus, mõru).

• Järjestatavad ehk ordinaarsed omadused on sellised, millele saab omistada järjenumbri, kuid need numbrid on vaid kokkuleppelised ega võimalda kvantitatiivset võrdlemist. Järjestatavateks omadusteks on näiteks juuksevärve tootva firma poolt esitatud nummerdatud värviskaala või arstide poolt kasutatavad haiguste raskusastmed (vähi esimene või teine staadium)

• Kvantitatiivsed pidevad omadused on sellised, mida saab iseloomustada täpse reaalarvulise väärtusega. Seejuures on võimalike väärtuste arv lõputu (iga kahe väärtuse vahel võib realiseeruda veel lõpmata palju erinevaid väärtusi). Kvantitatiivseks pidevaks omaduseks on näiteks keha mass, ruumala ja liikumiskiirus.

• Kvantitatiivsed diskreetsed omadused on sellised, mida saab iseloomustada täpse arvuga, kuid võimalikud on vaid selle teatud kindlad väärtused. Näiteks prootonite arv aatomituumas saab olla 2 või 14, kuid mitte kunagi näiteks 2,75.

Kokkuvõtteks

Skalaarsed ja vektoriaalsed suurused

Füüsikalised

suurused

Skalaarsed Vektoriaalsed

Tehted skalaaridega

• Skalaarne suurus omab arvulist väärtust ja mõõtühikut. • Selline suurus pannakse alati kirja kui arvu ja mõõtühiku

korrutis (korrutusmärki tavaliselt välja ei kirjutata):• Skalaarsete suurustega saab sooritada erinevaid

matemaatiliseid tehteid. Seejuures ei tohi muidugi mõõtühikuid ära unustada! Tehe sooritatakse nii arvväärtustega kui mõõtühikutega eraldi.

• Miinusmärk tähendab skalaarse suuruse puhul seda, et suuruse väärtus on positiivsega võrreldes vastupidine.

Tehted skalaaridega

Vektoriaalsed suurused

• Füüsikas tuleb ette mitmeid suurusi, mida iseloomustab peale arvulise väärtuse ka suund. Näiteks ei saa me ennustada, kuhu teadaoleva kiirusega sammuv matkaja kolme tunni pärast kohale jõuab, kui me ei tea, millises suunas ta liigub.

• Matemaatikas nimetatakse suunatud sirglõiku vektoriks (vector — ladina k. kandja, edasiviija). See nimetus on üle võetud ka füüsikasse. Ruumilist suunda omavaid füüsikalisi suurusi nimetatakse vektoriaalseteks suurusteks.

• Vektoriaalseteks suurusteks on näiteks kiirus ja jõud. Joonistel ja valemites tähistatakse vektoriaalseid suurusi nii, et suuruse tähise kohale märgitakse väike nooleke.

v

v F jõudkiirus

Vektorid

Vektoreid ehk suunaga lõike iseloomustab korraga nii lõigu pikkus kui suund. Kaks vektorit on võrdsed, kui nende pikkused on võrdsed ja nad on samal ajal ka ühesuguse suunaga. Pikkuste või suundade võrdsusest vektorite võrdsuseks üksi ei piisa.

Pikkused ja suunad peavad korraga ühesugused olema