Johdanto

Kirjan käyttäminen

2013-08-05T16:47:40+03:00

Tervetuloa eFysiikka-kirjan käyttäjäksi.

Esiintyessään ensimmäistä kertaa tekstissä olevat käsitteet on esitetty sinisellä. Toista kertaa esiintyvät käsitteet on lisäksi esitetty kursiivilla. Käsitteiden selityksen saat viemällä hiiren osoittimen käsitteen päälle ja odottamalla hetken. Mobiililaitteilla voit painaa käsitettä, jolloin pääset avainsanalistaan.

Muille sivustoille johtavat linkit on esitetty vahvennettuna sinisenä. Lisätietoa antavat linkit on väritetty punaisella.

Fysiikka on luonnontiede

2013-08-22T12:53:10+03:00

Fysiikka on luonnontiede, joka tutkii luonnonilmiöitä ja maailmankaikkeudessa olevaa aineitaja energiaa. Energia voidaan määritellä, että se on kyky tehdä työtä - sen avulla voidaan esimerkiksi tuottaa liikettä tai lämpöä.

Fysiikan tavoitteena on löytää lainalaisuuksia, joiden avulla ilmiöitä voidaan mallintaa matemaattisesti ja testata niitä kokeellisesti. Mallintamisen avulla ihminen pyrkii ymmärtämään paremmin luontoa ja siellä tapahtuvia ilmiöitä, kuten sääilmiöitä tai ydinreaktion toimintaperiaatteen. Fysiikan sanotaan olevan perustavanlaatuinen tiede, johon monet muut tieteenalat pohjautuvat. Fysiikan tutkijaa sanotaan fyysikoksi.

Kuvassa on eräs tämän ajan tunnetuimmista fyysikoista, Stephen Hawkings, ja hänen vaimonsa.

Mittaaminen on tärkein fyysikon menetelmä. Mittaaminen perustuu siihen, että jotain esinettä tai asiaa tarkastellaan yhteisesti sovitulla mittavälineellä tai -laitteella, esimerkiksi laudan pituutta mittanauhalla tai sähkövirran suuruutta ampeerimittarilla. Mittalaitteiden avulla saadaan tietoa tutkittavasta kohteesta.

Pituus ja sähkövirta ovat esimerkkejä suureista. Suureella tarkoitetaan jotain mitattavaa asiaa. Suure muodostuu lukuarvosta ja mittayksiköstä: laudan pituus on 1,2 metriä (1,2 m) tai sähkövirran suuruus on 150 milliampeeria (150 mA). Mittayksiköillä eli lyhyemmin yksiköillä on omat tunnuksensa ja lyhenteensä. Kansainvälisesti on sovittu käytettävän samoja suureita mitattaessa samaa asiaa. Fysiikassa käytetään SI-järjestelmän mukaisia suureita. Näin mittaustulokset eri puolilta maailmaa ovat keskenään vertailukelpoisia.

Perussuureita ovat suureet, joiden avulla voidaan ilmoittaa kaikki muut suureet eli johdannaissuureet. Yksikön edessä voidaan käyttää etuliitettä, jolloin muodostuu perusyksikön monikerta. Esimerkiksi kaksi kilometriä (2 km) on kaksituhatta metriä (2000 m).

Mallintamista käytetään hyödyksi ilmiöiden ja asioiden selittämisessä. Mallintamisella tarkoitetaan sitä, että fysiikan ilmiöstä tehdään helpommin ymmärrettäviä mallin avulla. Malli ei ole niin sanotusti koko totuus asiasta, mutta se auttaa ymmärtämään ilmiön taustalla olevaa fysiikkaa. Mallintamista tehdään esimerkiksi, kun oppilaat laitetaan esittämään aineen rakennehiukkasia tai kun opettaja näyttää älytaulun avulla, miten virtapiiri toimii.

Fysiikkaa tarvitaan monissa ammateissa

2013-10-21T23:00:35+03:00

: Arkkitehdit
: Astronautti
: Autoalan tehtävät
: Fyysikko
: Geologit
: Hoitoala
: Laborantti
: Lentäjä
: Lääkäri
: Metalliala
: Metsäkoneenkuljettaja
: Musiikki- ja äänentoistoala
: Palomiehet
: Rakennusala
: Tietotekniikka
: Trukkikuski

Vuorovaikutukset

2013-08-07T13:49:23+03:00

Vuorovaikutus

Periaatteessa maailmankaikkeuden kaikki kappaleet ja hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Vuorovaikutuksen suuruuteen vaikuttavat kappaleiden tai hiukkasten välinen etäisyys. Vuorovaikutus voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: etävuorovaikutukseen ja kosketusvuorovaikutukseen.

Etävuorovaikutuksesta hyvinä esimerkkeinä ovat esimerkiksi Maa ja Kuu, jotka eivät ole kosketuksissa toisiinsa - silti niiden välillä on vetovoima. Kyseessä on ns. gravitaatiovuorovaikutus. Vuorovaikutuksen yhteydessä kappaleiden välillä liikkuu hiukkasia, joita kumpikaan kappale ei “omista” enempää. Siten erimassaisten kappaleiden välinen vetovoima on molempiin suuntiin yhtä suuri. Suurempikokoinen Maa vetää yhtä suurella voimalla Kuuta kuin Kuu Maata. Gravitaatiovuorovaikutus on kuitenkin niin suuri, että esim. Maan ja Kuun välinen vetovoima estää Kuun karkaamisen ulkoavaruuteen ja pitää Kuun suunnilleen vakioetäisyydellä koko ajan.

Kosketusvuorovaikutuksesta voidaan puhua esimerkiksi kärpäsen törmätessä ajettaessa autolla tuulilasiin. Vaikka kärpäsen voimavaikutus onkin yhtä suuri kuin tuulilasin vaikutus kärpäseen, ovat seuraukset kärpäseen kohtalokkaammat.

Testi: Kokeile kosketusvuorovaikutusta painamalla sormella poskeen. Mitä havaitset poskessa työnnettäessä eri voimakkuuksilla poskeen?

Vastaus: Mitä kovempaa työnnät, sitä kovemmalta tuntuu poskessa: vaikutus ja vastavaikutus ovat siis yhtä suuret.

Maan ja Kuun välillä vallitsee gravitaatiovuorovaikutus.

Perusvuorovaikutukset

Vuorovaikutus voidaan jakaa myös toisella tavalla. Ympärillämmeolevaa maailmaa voidaan selittää neljän perusvuorovaikuksen avulla:

1. Gravitaatiovuorovaikutus

2. Sähkömagneettinen vuorovaikutus

3. Vahva vuorovaikutus

4. Heikko vuorovaikutus

Gravitaatiovuorovaikutus pitää esimerkiksi taivaankappaleet radoillaan. Gravitaation vaikutuksesta syntyy uusia tähtiä ja muita taivaankappaleita. Myös Ihmisen ja esineiden pysyminen maan pinnalla selittyy gravitaation avulla.

Sähkömagneettinen vuorovaikutus liittyy positiivisesti ja negatiivisesti varattuihin hiukkasiin ja niiden välisiin veto- ja hylkimisvoimiin. Sähkömagneettista säteilyä syntyy esimerkiksi, kun sähkövarausta kiihdytetään, jolloin syntyy fotoneja. Valo on esimerkki sähkömagneettisesta aaltoliikkeestä, jossa liikkuu fotoneja.

Vahva vuorovaikutus eli värivoima on voima, joka pitää atomiytimen protonit ja neutronit kasassa.

Heikko vuorovaikutus liittyy esimerkiksi radioaktiiviseen hajoamiseen, beetahajoamiseen, jossa neutroni muuttuu protoniksi.

Turvallisen työskentelyn perusteet

2015-08-19T13:11:43+03:00

Kaasupolttimen turvallisen sytyttämisen ja sammuttamisen ohjeet:

- Tarkista, että kaasupolttimen ilma-aukot on suljettu.

- Sytytä tulitikku ja avaa kaasupolttimen kaasuhana. Säädä pieni keltainen liekki.

- Avaa ilma-aukot ja säädä liekki siniseksi.

- Sammuttaminen päinvastaisessa järjestyksessä:

1. Sulje ilmahana.

2. Sulje kaasuhana.

- Kierrätä käytetyt tulitikut opettajan ohjeiden mukaisesti.

Turvallisen työskentelyn perusteet laboratorioluokassa:

- kuunnellaan ohjeet tarkasti

- rauhallinen työskentely luokassa

- ei syödä eikä ei juoda laboratorioluokassa

- laitteiden turvallinen käyttö

- ei “omia kokeita”

- kysy, jos on kysyttävää ohjeisiin, työskentelyyn tai muuhun vastaavaan liittyen

Avaintermit

2013-07-23T15:07:38+03:00

mittaaminen: perustuu siihen, että tutkittavaa kohdetta verrataan yleisesti tunnettuun yksikköön, esimerkiksi keihään heiton tulosta verrataan metrimittaan

yksikkö: yksiköiden avulla voidaan verrata mitattujen ominaisuuksien arvoja

SI-järjestelmä: Système international d’unités, kansainvälisesti hyväksytty yksikköjärjestelmä

suure: jonkin esineen tai asian mitattava ominaisuus

perussuure: perussuureita on seitsemän: pituus, massa, aika, sähkövirta, lämpötila, ainemäärä ja valovoima

johdannaissuure: on suure, joka saadaan laskettua kahden tai useamman perussuureen avulla, esimerkiksi nopeus on matkan pituus jaettuna ajalla.

etuliite: kerrannaissuureita, jotka ovat perusyksiköiden monikertoja, esimerkiksi 5 kg on 5000 grammaa

mallintaminen: on todellisuuden osan, esimerkiksi tietyn ilmiön esittäminen havainnollisemmalla ja helpommin hahmotettavalla tavalla, esimerkiksi kytkentäkaavio on malli sähköopin kytkennästä