Fysik: Grundläggande Begrepp och Lagar

Mekanik

• Tröghetslagen: Föremål behåller sin rörelse eller vila om ingen kraft påverkar dem. Endast kraft kan ändra hastighet eller riktning.
• Likformig rörelse: Rörelse i raka linjen med lika stora steg hela tiden.
• Medelfart: Medelfart = Sträcka / Tid
• Acceleration: Rörelse som går fortare och fortare.
• Retardation: Rörelse som går långsammare och långsammare.
• Fritt fall: Fall mot jordens centrum utan motstånd. Alla föremål faller lika fort.
• Tyngdkraft: Jordens dragningskraft (gravitation).
• Kraft: Håller samman materia, ändrar form, hastighet och riktning. Mätas med dynamometer i newton (N).
• Pendelns svängtid: Beror endast på pendelns längd.
• Friktionskraft: Bromsar vid kontakt mellan två ytor. Är större för skrovliga ytor och större tyngder.
• Stabilitet: Låg tyngdpunkt och stor stödyta ger stabilitet. Sak faller om tyngdpunkten är utanför stödytan.
• Mekanikens gyllene regel: Det man vinner i kraft, förlorar man i väg. Gällande för enkla maskiner.
• Newtons tre lagar: Tröghetslagen, kraftlagen och kraft-motkraftlagen.
• Enkla maskiner: Viktiga exempel är lutande plan och hävstänger.
• Hävstångslagen: Vänster hävarm * vänster kraft = höger hävarm * höger kraft
• Centripetalkraft: Kraft som påverkar föremål i cirkulär rörelse.

Tryck

• Tryck: Kraft per ytenhet (Pa = N/m²).
• Tryckets inverkan: Liten yta ger stort tryck.
• Undertryck: Gör det svårt att öppna dörrar/lock.
• Tryckets ökning: Ökar om instängd luft värms.
• Vattentrycket: 10 meters vattenkolumn motsvarar lufttrycket vid havsytan.
• Lyftkraft: Vätskor och gaser har lyftkraft.
• Vattennivån: Vattenytor ställer sig lika högt i sammanhängande rör.
• Vattenlås: Hindrar illaluktande gaser från avloppet.
• Kapillärkraft: Drar upp vatten i tunna rör.
• Normalt lufttryck: 1013 hPa
• Lufttryckets variation: Minskar ju högre upp man kommer.
• Tryckmätning: Med barometer eller manometer.

Elektricitet och Magnetism

• Batterier: Uppfunna av Volta. Har två poler och en elektrolyt (syra/saltlösning) mellan.
• Spänning: Skillnad i laddning mellan batteripolerna. (Volt)
• Elektrisk ström: Elektroners flöde. (Ampere)
• Ledare och Isolatorer: Metaller goda ledare, plast, glas, trä isolatorer.
• Likström och Växelström: Batteri (lik), vägguttag (växel, 230V).
• Resistans: Motstånd mot strömmen. (Ohm)
• Koppar/silver: Har låg resistans.
• Supraledning: Nästan noll resistans.
• Seriekoppling: Högre spänning, kortare livslängd.
• Parallellkoppling: Långare livslängd, samma spänning.
• El-säkerhet: Proppsäkringar, jordkabel och jordfelsbrytare.
• Elektronikkomponenter: Resistorer, potentiometrar, fotoresistorer, termistor, kondensatorer, dioder, lysdioder, transistorer, mikrochips.
• Resistor: Minskar strömmen.
• Variabler resistorer: Potentiometrar, fotoresistorer, termistor.
• Kondensator: Lagrar laddning.
• Dioder: Likriktare.
• Lysdioder: Lilla, billiga och energisnåla.
• Transistorer: Förstärker strömvariationer.
• Mikrochip: Många komponenter på en liten platta.
• Magneter: Har nord- och sydpol. Motsatta poler dras till varandra, lika poler stöter bort.
• Järn och Nickel: dras till magneter.
• Elektromagnet: Spole med järnkärna. Starkare med fler varv och högre ström. Förlorar magnetismen utan ström.
• Elmotor: En fast och en roterande magnet. Kräver ström.
• Induktion: Elektrisk ström skapas av rörliga magnetfält.
• Generator: Omvandlar rörelse till elektrisk ström.
• Transformator: Elektromagnet och induktionsspole. Förändrar spänningen.

Akustik

• Ljud: Materia svängning. Ljudets hastighet i luft: 340 m/s.
• Frekvens: Antalet svängningar per sekund (Hertz). Höga toner = hög frekvens, låga toner = låg frekvens.
• Tonstyrka: Stark = kraftig svängning, svag = liten svängning.
• Ton/Buller: Jämn = ton, ojämn = buller.
• Resonans: Medsvängning förstärker ljudet.
• Hörselsområde: 20 Hz – 20 000 Hz.
• Infraljud: Låg frekvens, under hörselgränsen.
• Ultraljud: Hög frekvens, över hörselgränsen.
• Ljudnivå: Decibel (dB). 10 dB = dubbelt så starkt ljud. Högt ljud riskerar hörselskador. Tinnitus = ständigt ljud i örat.
• Bullerdämpning: Bullervallar, hörselskydd, porösa material.
• Ljudreflektion: Användas i ekolod.
• Mikrofon/Högtalare: Omvandlar ljud till elektriska pulser och vice versa.
• Ljudlagring: Vinyl, magnetband, CD-skivor.

Optik

• Syn: Ljus måste träffa ögat.
• Ljus: Elektromagnetisk våg. Hastighet i vakuum: 300 000 000 m/s.
• Synligt spektrum: Rött, orange, gult, grönt, blått, violett. Rött minst bruten, violett mest.
• Färgabsorbtion: Röda föremål absorberar alla färger utom rött.
• Infrarött ljus: Värmestrålning, syns ej.
• Ultraviolett ljus: Ej synligt, används i fluorescerande material.
• Röntgen/Gammastrålning: Joniserande strålning. Röntgen genomgår hud och muskler.
• Mikrovågor/radiovågor: Ej synliga våglängder.
• Laser: Ljus av en enda våglängd.
• Reflektionslagen: Reflektionsvinkel = infallsvinkel.
• Konkav spegel: Parallella strålar reflektion mot brännpunkt.
• Konvex spegel: Parallella strålar reflektion som utgår från en punkt bakom spegeln.
• Brytning: Ljus bryts vid övergång luft-vatten (eller vatten-luft)
• Konvex lins: Parallella strålar samlas i brännpunkt.
• Konkav lins: Parallella strålar sprids på ett sätt som verkar utgå från en punkt bakom linsen.
• Närsynt/Översynt: Respektive konkava/konvexa glasögon.
• Ozonskiktet: Skyddar mot UV-strålning, men tunnas ut.

Energi

• Energi: Förmåga att utföra arbete. Arbete = Kraft x Väg. (Nm, Joule)
• Energiprincipen: Energi kan varken skapas eller förstöras, bara omvandlas.
• Energiformer: Lägesenergi, rörelseenergi, elenergi, värme, kemisk energi, kärnenergi, ljud, ljus. (Joule)
• Effekt: Arbete per sekund (Watt).
• Primära energikällor: Förnybara (sol, vind, vatten, biobränsle, geoenergi) och icke förnybara (kol, olja, naturgas, kärnenergi).
• Elproduktion i Sverige: Vattenkraft (f.ö. 45%) och kärnkraft (f.ö. 30%).
• Vindkraft, hållbar utveckling.
• Energimätning: Enhet kWh (kilowatttimmar).

Atom- och Kärnfysik

• Atom: Den minsta delen av ett grundämne; kärna med protoner och neutroner, elektroner utanför.
• Atomnummer/Masstal: Respektive antal protoner och totala nukleoner.
• Isotoper: Olika antal neutroner, samma kemiska egenskaper.
• Radioaktivitet: Kärnsönderfall ger joniserande strålning: alfa, beta och gamma.
• Radon: Radioaktiv ädelgas. Ventilation viktigt.
• Kärnkraft: Energi genom fission (kärnklyvning).
• Kärnreaktor: Behöver bränsle (uran), moderator och styrstavar. Säkerhetssystem: styrstavar, reaktorinneslutning, etc.
• Radioaktivt avfall: Låg-, medel- och högaktivt avfall.
• E=mc²: Einsteins berömda ekvation.
• Elektronhopp: Energiutsändning som foton vid elektronhopp från yttre till inner skal.
• Linjespektrum: Varje gas har sitt unika spektrum.
• Halveringstid: Tid för hälften av kärnorna att sönderfalla.
• Sönderfallsserier: Radioaktiva ämnen bildas stegvis.
• Radioaktivitetsmätning: Dimkammare, Geigermätare, dosimeter.
• De fyra grundläggande krafterna: Gravitation, elektromagnetism, starka och svaga kärnkraften.
• Kvarkar: Små delar av protoner och neutroner.

Universum

• Solens komponenter: Jordliknande planeter (Merkurius, Venus, Jorden, Mars) och jätteplaneter (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus).
• Dvärgplaneter: Pluto, Eris.
• Månar: Rymdstenar runt planeter/asteroider.
• Meteorid/Meteor/Meteorit: Liten sten (meteorid) som kommer in i atmosfären (meteor) och landar på jorden (meteoroid).
• Solens ytor: Fotosfären (ytan), solfläckar, granuler, solen korona (vid solförmörkelse).
• Solvind: Laddade partiklar från solen.
• Medelstor stjärna: Solen.
• Energibildning: Fusion (sammanslagning) av vätekärnor.
• Vintergatan: Stavspiralgalax.
• Andromedagalaxen: Spiralgalax, närmaste stora galax.
• De Magellanska molnen: Små oregelbundna galaxer i Vintergatans omkrets.
• Ljusår: Enhet för avstånd i rymden.
• Big Bang: Teori om universums ursprung.
• Nova/Supernova: Döende stjärnor som exploderar, bildar tunga ämnen.
• Stjärnbilder: Stjärnor i samma riktning på avstånd.
• Djurkretsen: Tolv stjärnbilder solen passerar.
• Polstjärnan: Stjärnan som alltid är i norr.
• Satelliter: Olika typer: väder, kommunikation, övervakning.
• Rymdskrot: Problem för satelliter och rymdfarkoster.
• Planeter: Venus (tjock atmosfär, hög temperatur), Merkurius (temperaturvariation), Mars (möjlig framtida kolonisering), Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus - främst gasjättar.
• Nebulosor: Gas- och stoftmoln.
• Kosmisk bakgrundsstrålning: Rester av Big Bang.

Detta quiz testar dina kunskaper om grundläggande fysikaliska begrepp och lagar, inklusive tröghetslagen, medelfart och vätskors tryck. Utmana dig själv med frågor om hävstångslagen och fritt fall. Perfekt för studenter som vill stärka sin förståelse inom fysikämnet.