Fysiikka termistöä

Fysiikan YO-kokeeseen termit

Johdannaissuure

Fysiikassa johdannaissuure on suure, joka saadaan toisen suureen derivoinnilla, kuten nopeus, joka on paikan muutoksen johdannainen ajan suhteen.

Pinnan tukivoima

Pinnan tukivoima on voima, joka vaikuttaa pintaa vasten ja estää esinettä uppoamasta tai kaatumasta, kuten esimerkiksi pöydän päällä olevan esineen tukeminen.

Kohtisuorassa pintaa vastaan!

Langan jännitysvoima

Langan jännitysvoima on voima, joka vaikuttaa langan suuntaan ja pitää sen tiukkana, estäen sen venymisen tai löystymisen.

Vetävä voima.

Rajanopeus

Rajanopeus on nopeus, jota kohti jokin fysikaalinen suure, kuten hiukkasten nopeus, lähestyy tietyissä olosuhteissa, esimerkiksi suhteellisuusteoriassa.

Kiihtyvyys on 0, nopeus vakio.

Liukukitka

Liukukitka on voima, joka vastustaa liikkuvan esineen liukumista toista pintaa vasten. Se on pienempi kuin staattinen kitka ja vaikuttaa esineen liikkumiseen.

Liikkeen kanssa vastakkaissuuntainen.

Lepokitka

Voima, joka estää levossa olevan esineen liikettä. Se on suurempi kuin liukukitka ja vaikuttaa esineen pysymiseen paikallaan.

Lähtökitka

Voima, joka vastustaa liikkuvan esineen liikkumista alussa. Se on suurin kitkavoima, joka vaikuttaa ennen liikkeellelähtöä.

Energia

Skalaarisuure; sillä on suuruus, mutta ei suuntaa.

Impulssi

Liikkuvan kappaleen liikemäärän muutos, joka on yhtä suuri kuin voiman ja ajan tulo.

Kimmoton törmäys

Törmäys, jossa liikemäärä säilyy, mutta energia ei; kappaleet eivät palaudu takaisin alkuperäisiin muotoihinsa.

Kappaleet takertuvat kiinni toisiinsa ja liikkuvat yhdessä törmäyksen jälkeen tai pysyvät paikoillaan.

Liike-energia muuttuu ääneksi ja lämmöksi.

Osittain kimmoton törmäys

Törmäys, jossa liikemäärä säilyy, mutta osa kineettisestä energiasta muuttuu muuksi energiaksi, kuten ääneksi tai lämmöksi. Kappaleet voivat palautua osittain alkuperäisiin muotoihinsa.

Kimmoisa törmäys

Törmäys, jossa sekä liikemäärä että energia säilyvät; kappaleet palaavat alkuperäisiin muotoihinsa.

Tekee työtä: varastoitunut energia takaisin liike-energiaksi.

Yhteenlaskettu liike-energia säilyy samana.

Harmoninen voima

Voima, joka palauttaa kappaleen tasapainotilaan, kuten jousivoima.

Suunta aina tiettyä tasapainopistettä kohti.

Suuruus verrannollinen kappaleen etäisyyteen tasapainopisteestä.

Normaalikiihtyvyys

Kiihtyvyys, joka on kohtisuorassa kappaleen nopeutta vastaan. Muuttaa nopeuden suuntaa.

Keskeiskiihtyvyys

Ympyräliikkeen normaalikiihtyvyys.

Hydrostaattinen paine

Paine, joka syntyy virtaamattoman nesteen tai kaasun painosta.

Momentin vaikutuspiste

Piste, johon voima kohdistuu.

Momentin vaikutussuora

Vaikutuspisteen kautta kulkeva voimavektorin suora.

Momenttipiste

Saa valita vapaasti: sen avulla tarkastellaan voimien vääntövaikutuksia pisteen suhteen.

Momenttivarsi

Kohtisuora etäisyys momenttipisteestä voiman vaikutussuoralle.

Statiikka

Fysiikan osa-alue, joka tutkii tasapainoehtoja etenemisen ja pyörimisen suhteen, kun kappale on paikoillaan.

Tilamuuttuja

Suure, joka kuvaa jotain systeemin hetkelliseen tilaan liittyvää ominaisuutta.

Termodynaaminen tilamuuttuja (+ mitkä ne on)

Kuvaa termodynaamista ominaisuutta.

Kuuluu:

• Paine

• Tilavuus

• Lämpötila

• Ainemäärä

Termodynaaminen systeemi

Mikä tahansa kappale tai kokonaisuus, jossa on tietty määrä ainetta.

Tilan voi kuvailla termodynaamisten tilamuuttujien avulla.

Sillä on ympäristönsä kanssa raja.

Lämpöliike

Rakenneosasten liike systeemissä.

Kiihtyy, kun lämpötila nousee.

Absoluuttinen nollapiste

Pienin mahdollinen lämpötila.

Lämpöliikettä ei ole ollenkaan.

0 Kelviniä.

Avoin systeemi

Rajan läpi siirtyy sekä ainetta että energiaa.

Esim. kuumailmapallo.

Suljettu systeemi

Rajan läpi siirtyy energiaa, ei ainetta.

Esim. ilmapallo.

Eristetty systeemi

Rajan läpi ei siirry ainetta eikä energiaa.

Esim. termospullo.

Ideaalikaasu

Yksinkertaistettu fysikaalinen malli, jolla saadaan hyvin kuvattua kaasujen käyttäytymistä (useimmiten).

Ideaalikaasumalli

Hiukkaset identtisiä; pistemäisiä.

Hiukkaset eivät vuorovaikuta muuten, kuin törmäämällä kimmoisasti.

Sisäenergia

Systeemin rakenneosasten etenemiseen, pyörimiseen ja värähtelyyn liittyvä energia.

Systeemin sisäinen rakenneosien välinen potentiaalienergia.

Lämpöenergia

Se osa sisäenergiaa, joka liittyy lämpötilaan.

Lämpö

Energia, joka siirtyy systeemien välillä lämpötilaeron vuoksi.

Lämpömäärä (+ tavat millä siirtyy)

Siirtyvän lämmön määrä.

Lämpöä siirtyy, kunnes systeemit ovat samassa lämpötilassa.

Tavat millä siirtyy:

• Säteilyn mukana.

• Kuljetuksen mukana; tiheämpi (usein kylmempi) aine pyrkii nousemaan (esim. vesi).

• Johtumisella; aine ei sirry, vaan energia.

Olomuodot

Kiinteä: rakenneosat kiinni toisissaan, eivät liiku vapaasti.

Neste: rakenneosat voi liukua toistensa ohi, ovat lähekkäin.

Kaasu: rakenneosat vapaana, vuorovaikutus vähäistä.

Plasma: ns. kaasu; koostuu vapaista elektroneista ja positiivisista ioneista.

Sulamislämpö

Lämpömäärä, joka sitoutuu sulamisessa, ja vapautuu jähmettymisessä.

Höyrystymislämpö

Lämpömäärä, joka sitoutuu höyrystymisessä ja vapautuu tiivistymisessä.

Lämpölaajeneminen

Kun lämpötila kasvaa, kasvaa myös kappaleen tilavuus.

Miksi? Lämpötilan kasvaessä lämpöliike lisääntyy, jolloin rakenneosat ovat kauempana toisistaan ja aine laajenee.

Nesteen ja kaasun muoto ei säily, kiinteän kyllä.

Suhteellinen tilavuuden muutos

Kuinka monta prosenttia tilavuus muuttuu lämpölaajenemisessa.

Varaus

Fysikaalinen ominaisuus, joka aiheuttaa sähkömagneettisen vuorovaikutuksen.

Skalaarisuure; suuruus, ei suuntaa.

Positiivinen ja negatiivinen varaus. Samanmerkkiset hylkii toisiaan, erimerkkiset vetää puoleensa.

Säilyy; systeemin varauksen suuruus ei muutu, ellei sitä oteta siitä pois tai tuoda lisää.

Alkeisvaraus

Pienin luonnossa erillään esiintyvä varaus.

Protonin ja elektronin varaukset on yhden alkeisvarauksen suuruiset.

Kappaleen varaus on alkeisvarausten moninkerta.

Johde

Aine, joka johtaa sähköä.

Eriste

Aine, joka ei johda sähköä.

Heikentää kohdallaan ulkoista sähkökenttää.

Kun eriste menee ulkoiseen sähkökenttään, se polarisoituu: rakenneosaset kääntyvät sähkökentän suuntaisiksi, jolloin se heikentää sähkökenttää kohdallaan).

Puolijohde

Aine, joka on tietyissä olosuhteissa johde ja tietyissä eriste.

Sähkövirta

Kuinka paljon varausta siirtyy tietyn pinnan läpi tiettyyn suuntaan aikayksikköä kohden.

Suunta: vastakkainen kuin elektronien, eli positiiviselta negatiiviselle.

Sähkökenttä

Teoreettinen käsite, jolla havainnollistetaan sähköistä vuorovaikutusta.

Voimakkuutta kuvataan kenttäviivoilla (suunta: kohti miinusta).

Homogeeninen: joka pisteessä yhtä suuri ja samansuuntainen.

Virtapiiri

Erilaisista osista koottu yhdistelmä reittejä, joita pitkin sähkövirta voi kulkea.

Komponentti

Osanen, joka vaikuttaa virtapiirin ominaisuuksiin.

Jännitelähde

Aiheuttaa eri päidensä välille potentiaalieron eli jännitteen.

Vastus ja jännitehäviö

Komponentti, jolla ei ole muita vaikuttavia ominaisuuksia kuin resistanssi.

Säätövastus: vastus, jonka resistanssia voi muuttaa.

Jännitehäviö: vastuksen potentiaalimuutos (eri puolten välinen jännite)

Suljettu silmukka

Virta kulkee johdinta pitkin takaisin lähtöpaikkaan.

Avoin silmukka

Virtapiiri avoin, sähkövirta ei kulje.

Napajännite

Minkä tahansa virtapiirin komponentin napojen potentiaaliero.

Ideaalinen jännitelähde

Resistanssi on 0.

Jännitelähteen napojen jännite pysyy samana riippumatta sen läpi kulkevasta virrasta.

Todellinen jännitelähde

Huomioidaan jännitelähteen resistanssi. Realistinen.

Mallissa ideaalinen jännitelähde on kytketty sarjaan jännitelähteen sisäisen vastuksen kanssa.

Ideaalisen jännitelähteen jännite on todellisen lähdejännite (kuvaa, kuinka suuren potentiaalieron jännitelähde voi muodostaa virtapiiriin).

Sarjaankytkentä

Komponentit peräkkäin samassa, haarautumattomassa johtimessa.

Vastukset voidaan korvata yhdellä vastuksella: resistanssi resistanssien summa.

Ideaaliset jännitelähteet voidaan korvata yhdellä: lähdejännite on tapahtuvien potentiaalimuutosten summa.

Kytkin

Komponentti, jolla voidaan katkaista/päästää läpi virtaa.

Vaihtokytkin voi yhdistyä useampaan johtimeen.

Maadoitus

Virtapiirin tietty kohta yhdistetään maahan.

Maa ja virtapiirin kohta ovat samassa potentiaalissa, jolloin jännite on mahdollisimman pieni.

Lisää laitteen turvallisuutta.

Rinnankytkentä

Johdin haarautuu, joka haarassa on yksi komponentti, johtimet palaa yhteen.

Vastukset voidaan korvata yhdellä: resistanssi on resistanssien käänteislukujen summa.

Oikosulku

Kaksi eri potentiaalissa olevaa virtapiirin kohtaa, joiden ei kuuluisi kytkeytyä yhteen, kytkeytyy niin, että niiden resistanssi on hyvin pieni. Niiden välillä alkaa kulkea suuri oikosulkuvirta.

Kondensaattori

Komponentti, jonka pinnalle voidaan varastoida sähkövarausta. Pinnoilta voidaan vapauttaa sähkövarausta.

Pinnat on levyjä, joilla on erimerkkiset varaukset. Sähkökenttä vaikuttaa vain niiden välissä. Ulkopuoliset varaukset eivät vaikuta.

Positiivinen levy on korkeammassa potentiaalissa.

Säätökondensaattori: kapasitanssia voidaan muuttaa.

Mekaaninen aaltoliike

Aaltoliike etenee väliaineen värähtelynä. Kuljettaa mukanaan energiaa, väliaine itsessään ei siirry.

Poikittainen; värähtely kohtisuorassa energian etenemissuuntaa vastaan.

Pitkittäinen; värähtely energian etenemissuunnassa.

Kiinteä aine: pitkittäinen, poikittainen ja yhdistelmä.

Kaasu ja neste: pitkittäinen (poikkeuksena aallot).

Amplitudi

Suurin poikkeama tasapainotilasta.

Jakso

Aaltoliikkeen peräkkäiset, identtiset osat.

Aallonpituus

Yhden jakson pituus.

Vaihe

Jaksojen päätepisteet ovat samassa vaiheessa.

Jaksonaika

Yhden ajassa mitatun jakson pituus.

Taajuus

Kuinka monta jaksoa on aikayksikköä kohden.

Sähkömagneettinen aaltoliike

Energia etenee sähkö- ja magneettikenttien värähtelynä.

Ei tarvitse väliainetta edetäkseen.

Sähkö- ja magneettikentät värähtelee sinimuotoisesti; kohtisuorassa.

Tyhjiössä nopeus on valonnopeus.

Näkyvän valon eri värit ovat eri aallonpituuksia.

Aalto-opillinen tiheys

Aalto-opillisesti tiheämmässä aineessa mekaaninen aaltoliike kulkee hitaammin kuin harvassa.

Optinen tiheys

Optisesti tiheämmässä aineessa sähkömagneettinen aaltoliike kulkee hitaammin kuin harvassa.

Kokonaisheijastuminen

Aalto ei läpäise rajapintaa, vaan heijastuu kokonaan.

Tulokulman on oltava uoltava suurempi kuin kokonaisheijastuksen rajakulma.

Magneettinen voima

Aiheutuu magneettisesta vuorovaikutuksesta.

Aina kohtisuorassa nopeutta vastaan.

• Kun hiukkanen liikkuu suoran suuntaisesti, siihen ei vaikuta magneettista voimaa.

• Kun hiukkanen liikkuu tätä suuntaa vastaan kohtisuorasti, magneettinen voima on suurimmillaan.

• Kun hiukkanen liikkuu muihin suuntiin, magneettinen voima on pienempi.

Magneettivuon tiheys

Magneettisen voiman suuruuteen vaikuttava magneettikenttä.

Pistevarauksen nopeus on yhdensuuntainen magneettivuon tiheyden kanssa, jos siihen ei vaikuta magneettista voimaa.

Oikean käden sääntö (magneettikenttä)

Peukalo: magneettinen voima.

Etusormi: nopeus.

Keskisormi: magneettivuon tiheys.

Hiukkasen nopeus; suunnan vaikutus

Kun nopeus on kohtisuorassa magneettikenttään, voima toimii keskeisvoimana, joka pitää hiukkasen ympyräradalla.

Jos nopeus ei ole kohtisuorassa, hiukkanen joutuu ruuvikäyrän mukaiselle radalle.

Suora virtajohdin

Magneettivuon tiheys on kohtisuorassa sähkövirtaa vastaan.

Magneettikentän kenttäviivat ympyröitä, joiden keskipiste on johtimen kohdalla. Kohtisuorassa johdinta vastaan.

Oikean käden sääntö (suora virtajohdin)

Käsi niin, että näyttää peukaloa sivulle.

Peukalo: virta.

Muut: koukussa magneettivuon tiheys.

Magneetti

Kappale, joka aiheuttaa ympärilleen magneettikentän.

Kestomagneetti: pysyy magneettina, vaikka ulkoinen magneettikenttä poistetaan.

Sähkömagneetti: magneettikentän aiheuttaa käämi, kun siinä kulkee sähkövirta.

Käämi

Johdinlanka on kierretty silmukoiksi.

Oikean käden sääntö (suora virtajohdin magneettikentässä)

FBI

Peukalo: voima

Etusormi: virta

Keskisormi: magneettivuon tiheys

Ilmanpaine

Ilmakehän painovoimasta johtuva paine.

Ylipaine

Kuinka paljon suurempi systeemin absoluuttinen paine (kokonaispaine) on verrattuna ympäristön paineeseen.

Alipaine

Kuinka paljon pienempi systeemin absoluuttinen paine (kokonaispaine) on verrattuna ympäristön paineeseen.

Massakeskipiste

Piste, jossa kappaleen massa keskimäärin sijaitsee.

Painopiste

Piste, jonka kautta kappaleen rakenneosasiin vaikuttavien painovoimien resultantin vaikutussuora kulkee riippumatta kappaleen asennosta.
Painopiste on siis kappaleen painovoiman vaikutuspiste.

Tukipinta-ala

Koostuu kohdista, johon tuen tukivoima voi kohdistua sekä kohtien välisestä pinta-alasta.

Kappale ei kaadu, jos sen painopiste on tukipinta-alan yläpuolella. Jos piste on tukipinta-alasta sivussa, kappale kaatuu.

Intensiteetti

Kuinka suurella teholla energiaa tulee tietylle pinnalle pinta-alayksikköä kohden.

Äänen intensiteettitaso

Kuvaa tietyllä taajuudella, kuinka voimakas ääni on. (Desibeli)

Interferenssi

Kun useampi aalto saapuu samaan paikkaan, aallot interferoituvat, eli muodostavat summa-aallon.

Vahvistava interferenssi

Aaltojen poikkeamat ovat samanmerkkiset, jolloin aallot vahvistavat toisiaan.

Summa-aalto on suurempi, kuin kumpikaan alkuperäisistä aalloista.

Heikentävä interferenssi

Aaltojen poikkeamat ovat erimerkkiset, jolloin aallot heikentävät toisiaan.

Summa-aalto on pienempi kuin ainakin toinen alkuperäisistä.

Diffraktio

Aalto kohtaa esteen, jolloin se muuttaa muotoaan eli taipuu (diffraktoituu).

Jaksollisten aaltojen interferenssi

Kaksi samassa vaiheessa lähtevää aaltoa interferoivat keskenään vahvistavasti kohdissa, joissa aaltojen matkaero on aallonpituuden moninkerta.

n=1,2,3…

Kaksi samassa vaiheessa lähtevää aaltoa interferoivat keskenään heikentävästi kohdissa, joissa aaltojen matkaero on aallonpituuden puolimoninkerta.

n= 1/2, 3/2…

Seisova aaltoliike

Tietyssä tarkastelupisteessä aallolla on koko ajan sama värähtelyn amplitudi.

Etenevä aaltoliike

Aalto etenee, eikä pysy samassa pisteessä.

Aalto: solmukohta ja kupukohta

Solmukohdassa amplitudi on 0.

Kupukohdassa amplitudi on suurin.

Resonanssi

Kun värähtelijään syötetään energiaa sen ominaistaajuudella, sen energia kasvaa koko ajan.

Värähtelijä siis resonoi ulkoisen energialähteen kanssa.

Huojunta

Kun päällekkäisten äänien taajuudet ovat lähellä toisiaan, niiden interferenssin seurauksena äänen voimakkuus vuoroin laskee ja nousee.