3. FÜÜSIKA ÜLDMUDELID

3.1. FÜÜSIKALISED OBJEKTID, NÄHTUSED JA SUURUSED

Füüsika üldmudelid

Füüsikas kasutatakse looduse kirjeldamisel mudeleid. Kummi venimise nähtust katseliselt uurides, õnnestus luua selle nähtuse abstraktne mudel, mida võib esitada graafiku või valemina. See mudel kirjeldab ühe konkreetse kumminööri venimist otsariputatud raskuste mõjul. Mudelit saab ka laiemalt kasutada, kuna valem näitab, et tegu on võrdelise sõltuvusega, mis kehtib ka teiste kumminööride puhul. Vaid võrdeteguri väärtus tuleb iga kummi jaoks eraldi määrata. Sellegipoolest jääb saadud mudel kirjeldama vaid väga väikest nähtuste ringi.

Saab luua aga ka selliseid mudeleid, mis on sõltumata konkreetsest nähtusest või isegi füüsikaharust kasutatavad kogu füüsikas. Selliseid mudeleid, mis on kasutatavad kogu füüsikas, nimetatakse füüsika üldmudeliteks. 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

Füüsika uurib looduse (mateeria) kõige üldisemaid omadusi ja seaduspärasusi. Uurib looduse ehitust, liikumisi ja vastastikmõjusid. Selle juures saab eristada objekte ja nähtusi. Füüsikalised objektid on materiaalsed, st eksisteerivad sõltumata inimese teadvusest.

Füüsikalisi objekte on kahesuguseid

Väljad on mitteainelised objektid. Väljade tunnuseks on see, et nad mõjutavad kehi ja omavad energiat. Näiteks Maa gravitatsiooniväli tekitab inimesele mõjuva raskusjõu, elektriväli sunnib juuksed peas püsti tõusma ning elektri- ja magnetvälja koos mõjutavad silma närvirakke selliselt, et tajume valgust. Mitteainelisteks ehk väljalisteks objektideks on veel näiteks heli ja soojus.
Kehad on ainelised objektid. Kehadeks on näiteks inimene, kivi, vihmapiisk ja Päike. Kehade juures saab uurida:

koostist ja ehitust;
omadusi.

Füüsikalised nähtused

Füüsikalisteks nähtusteks on füüsikaliste objektidega toimuvad muutused (kui pole muutust, siis ju ei toimugi midagi). Füüsikaliseks nähtuseks on näiteks keha liikumine ruumis, ahju soojenemine, valguse peegeldumine.

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)

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.

Füüsika saab objektide ja nähtuste kirjeldamisel kasutada vaid kahte viimast liiki ehk kvantitatiivseid omadusi. Selliseid kvantitatiivseid omadusi, mille abil saab füüsikalisi obkekte ja nähtusi kirjeldada, nimetatakse füüsikalisteks suurusteks. Füüsikalised suurused saab omakorda jagada skalaarseteks ja vektoriaalseteks suurusteks.

Maitse on nominaalne, juuksevärvi indeks järjestatav, kõrvitsa mass pidev ja tuumaosakeste arv diskreetne omadus

Füüsikaliste objektide, nähtuste ja suuruste mõistetest arusaamist võib toetada õpetaja Arne Loorpuu koostatud järgmine skeem:

^{^{<
Tagasi
Sisukord
Edasi >}}