UUSI OSA 1  Seppo Helakorpi

Ihmisen käsitys maailmasta on vaihdellut eri aikakausina. Käsitysten taustalla ovat olleet toisaalta kirkon omaksuma kä- sitys ja toisaalta luonnontietei- den käsitykset. Nykyinen tiedekäsitys lähtee ajatuksesta, että on luonnon- tieteeseen perustuva objektiivi- nen, fyysinen maailma ja toi- saalta subjektiivinen jokaisen ihmisen kokema maailmankuva ja henkinen maailma. Pohdi tosiasioita ja uskomuksia !

Tieteiden jako TIETEET KÄSITTEELLISET TIETEET - logiikka - matematiikka REAALITIETEET HUMANISTISET TIETEET - historia - psykologia - kielitiede - taidehistoria - yhteiskunta- tieteet LUONNONTIETEET PUHTAAT - fysiikka - biologia - kemia - tähtitiede SOVELTAVAT - lääketiede - farmasia - maatalous- ja metsätieteet - tekniikka Fysiikka kuluu siis puhtaisiin luonnontieteisiin. Sen keskeisiä osa- alueita ovat mekaniikka, äänioppi, lämpöoppi, valo-oppi ja sähköoppi.

SUUREJÄRJESTELMÄ SI - järjestelmä (Systéme International d’Unités) Mitä asioita näillä mitta- välineillä voi mitata ?

PERUSSUUREET JA -YKSIKÖT PerussuureSuureen tunnusPerusyksikköYksikön tunnus pituusmetri aika sähkövirta lämpötila valovoima ainemäärä, hiukkasmäärä massakilogramma sekunti ampeeri kelvin kandela mooli m kg s A K cd mol l m t I T I n

ERÄITÄ VANHOJA YKSIKÖITÄ SuureTunnusYksikköMuunnos SI-yksikköön paine jännitys energia työ teho massa lämpöenergia karaatti norm.ilmakehä baari kilopondimetri kilowattitunti hevosvoima kalori ka atm bar kp/mm 2 kpm kWh hv cal 1 ka = 0,2 g 1 atm = 101,325 kPa 1 bar = 100 kPa 1 kp/mm 2 = 9,80665 MPa 1 kpm = 9,80665 J 1 kWh = 3,6 MJ 1 hv = 0,7355 kW 1 cal = 4,1868 J

LISÄYKSIKÖT Suure aika VertailuTunnusLisäyksikkö massa tilavuus tasokulma minuutti tunti vuorokausi litra tonni aste minuutti *) sekunti *) min h d o ’ ’’ l t 1 o = (2  / 360) rad 1’ = (1/ 60) o 1’’ = (1/ 60) ’ 1 min = 60 s 1 h = 60 min 1 d = 24 h 1 l = 1 dm 3 1 t = 10 3 kg *) Kulmaminuutin ja -sekunnin sijasta suositellaan käytettäväksi asteen desimaaliosia. Kuinka paljon siis on 15 ’ asteina ?

PERUSSUUREET JA -YKSIKÖT Johdannaissuure voima Suureen tunnus Johdannais- yksikkö Yksikön tunnus Yksikön selitys paine energia, työ teho jännite resistanssi valaistusvoimakkuus F p E, W P U R E newton pascal joule watti voltti luksi ohmi N W Pa J V  lx 1 N = 1 kgm/s 2 1 Pa = 1N/m 2 = 1 kg/ms 2 1 J = 1Nm = 1kgm 2 /s 2 1 W = 1 J/s = 1 kgm 2 /s 2 1 V = 1 W/A = 1kgm 2 /As 2 1  = 1V/A = 1 kgm 2 /s 2 1 lx = 1 lm / m 2

KERRANNAISYKSIKÖT Yksikön etuliite nimi tunnus Lukuarvon kerroin potenssimuodossa desimaalimuodossa eksa peta tera giga mega kilo hehto deka desi sentti milli mikro nano piko femto atto E P T G M k h da d c m  n p f a = = = = = = = = = 0, = 0, = 0, = 0, = 0, = 0, = 0, = 0,

UUSI OSA 2  Seppo Helakorpi

LIIKEOPPI Liike voi olla * tasaista * kiihtyvää * hidastuvaa Mainitse esimerkkejä, missä näitä liikkeen eri muotoja esiintyy

Nopeus = Matka Aika v = s t Kiihtyvyys = Nopeuden muutos Aika a =  v v t PYÖRIVÄ LIIKE : Kehänopeus v =  d n d

Dynamiikkaa F Voimalla on suunta ja vaikutuspiste Voiman suuruutta mitataan newtoneina (N) ja se on riippuvainen massasta ja kiihtyvyydestä. F = m a Yksi tärkeimmistä voimista on painovoima (G) G = m g

VOIMIEN YHDISTÄMINEN A) Samaan suuntaan vaikuttavat voimat F1F1 F2F2 Siirretään peräkkäin: F1F1 F2F2 R Voimien yhteisvaikutus eli resultantti (R) on siis voimien summa. B) Vastakkaisiin suuntiin vaikuttavat voimat F1F1 F2F2 Siirretään alku- ja loppupisteet yhteen: F1F1 F2F2 R Voimien yhteisvaikutus eli resultantti (R) on siis voimien erotus.

C) Erisuuntiin vaikuttavat voimat: F1F1 F2F2 Toinen voima siirretään yhdensuuntaisena siten, että sen alkupiste yhtyy ensimmäisen voiman loppupisteeseen: F1F1 F2F2 Resultantti (R) saadaan yhdistämällä voimien alku- ja loppupisteet. Voiman suuruus voidaan mitata, jos voimat on piirretty mittakaavassa. R

D) Voiman jakaminen komponentteihin: F Voima F jaetaan vaaka- ja pystykomponentteihin piirtämällä voiman ympärille suorakaide (tai suunnikas) niin, että voima on suorakaiteen halkaisija: F FvFv FpFp Voimat F v ja F p ovat alkuperäisen voiman F komponentit.

KITKA Kitka esiintyy pintojen hankautuessa toisiaan vasten. Kitka voi olla liukukitkaa tai vierintäkitkaa... Kitkan F  suuruus riippuu aineesta (  ) ja normaali- voimasta (N), jolla kappaleet painautuvat toisiaan vasten: F  =  N N FF  on pintojen laadusta johtuva kitkakerroin

m KESKEISLIIKE Keskeisliikettä esiintyy monissa vapaa-ajan ja työelämän käytänteissä. - Luettele sovellusesimerkkejä omalta ammattialaltasi ! Keskeisliikkeeseen liittyy keskipako- voima, jonka johdosta liikkeessä oleva kappale pyrkii ulos radaltaan. Keskipa- kovoiman (F) suuruus riippuu kappaleen massasta (m), kehänopeudesta (v) ja ympyrän säteestä (r): F = m v2v2 r m m m m m m m m F v r m

TYÖ JA ENERGIA Aina kun siirretään kappaletta paikasta toiseen tehdään työtä: Suoritetun työn(W) suuruus riippuu tarvittavasta voimasta (F) ja kuljetusta matkasta (s): W = F s s F Tarvittavan voiman pienentämiseksi on keksitty erilaisia ”yksinkertaisia koneita”, kuten kalteva taso: F s = G h F G sh

ENERGIAMUODOT JA NIIDEN MUUTOS E = m g h E = ½ m v 2 Mekaaninen energia voi esiintyä potentiaalienergiana tai liike-energiana. Kappaleella on potentiaalienergiaa asemansa johdosta, esim. ylös nostettu esine. Energian määrä (E ) on riippuvainen massasta(m) ja korkeuserosta (h): Kappaleella on liike-energiaa esim. pudo- tessaan alaspäin. Energian määrä on riippu- vainen massasta ja nopeudesta: h m

TEHO JA HYÖTYSUHDE Työtä voi tehdä erilaisella nopeudella eli tehokkuudella. Tehoon (P) vaikuttaa siis työmäärän (W) ohella aika (t). P = W t Energiaa voidaan muuttaa laadusta toiseen, jolloin osa energiasta saadaan hyödyksi - osa kuluu esim. kitkaan. Se, kuinka paljon muutettavasta energiasta saadaan hyödyksi, sanotaan hyötysuhteeksi (  ) :  = P anto P otto = W anto W otto Auton moottorin hyötysuhde  = 0,30 eli 30% saadaan hyödyksi.