FörberedandeFysik

Mål och innehåll

Innehåll:

• Fysikens bakgrund och program
• Fysikaliska storheter
• Krafter
• Newtons tre lagar

Läromål

Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:

• Definiera fysikalisk storhet.
• Redogöra för SI-systemet, mätetal och enheter, grundstorheter och grundenheter samt härledda enheter.
• Skilja mellan storhet, enhet och mätetal.
• Ställa upp och räkna ut härledda enheter från grundenheter samt tiopotenser (talfaktorer) i enheter.
• Redogöra för kraftbegreppet, olika typer av grundläggande krafter och växelverkan samt fenomenologiska krafter.
• Redogöra för begreppet massa samt samband mellan kraft, massa och acceleration.
• Beskriva vad Newtons tre lagar innebär för en kamrat som inte läst fysik.
• Skilja mellan tyngd och massa.
• Ställa upp och räkna ut kraft och acceleration med Newtons andra lag.
• Skilja mellan modell och verklighet.
• Förklara varför fysiken är viktig i samhället
• Värdera olika synsätt och föreslå en "bästa" metod för att med observationer, mätningar och modeller beskriva vår omvärld.

Teori Fysikens bakgrund och program

Fysiken har en lång historia. Redan Galileo Galilei lade på 1600-talet grunden till fysiken som en experimentell vetenskap där idéer och experiment samverkar med teori (teoretisk fysik) för att urskilja tillförlitlig kunskap.

Gallileo Gallilei, målning av Justus Sustermans (1636).

Fysiken arbetar med teorier, modeller och experiment. Genom resultat från experiment sammanställs kunskapen i en teori och genom att jämföra beräkningar från olika matematiska modeller man gör av sitt experiment, undersöker man hur väl teorin och modellen överensstämmer med verkligheten. Ofta får man därvid förändra teorin och modellen till dess teorin och modellen kan beskriva verkligheten.

Fysikaliska storheter

Fysikalisk storhet eller kort storhet är ett viktigt begrepp i fysiken. En storhet är en egenskap som kan mätas eller beräknas. I klassisk fysik kan storheterna entydigt mätas med hjälp av någon mätmetod och en sådan storhet sägs då vara operationellt definierad. I kvantmekaniken arbetar man även med storheter som inte är operationellt definierade; de storheter som i kvantmekaniken kan definieras operationellt kallas observabler.

Krafter

Fyra typer av grundläggande krafter eller växelverkningar finns:

• Gravitationskraften
• Elektromagnetiska kraften
• Stark växelverkan
• Svag växelverkan

Samverkan mellan flera av de grundläggande krafterna eller approximationer till dessa ger upphov till fenomenologiska krafter att använda i olika modeller:

• Tyngdkraft
• Friktionskraft
• Normalkraft
• Elastisk kraft
• etc.

Newtons tre lagar

Newtons första lag (tröghetslagen): Varje kropp förblir i vila eller likformig rörelse om och endast om den inte av krafter tvingas ändra sitt rörelsetillstånd.

Newtons andra lag (kraftlagen, kraftekvationen): Varje kropp som påverkas av en kraft F erhåller en acceleration a som är direkt proportionell mot kraften: F = m a samt omvänt proportionell mot kroppens massa m dvs: a = F/m.

Newtons tredje lag (lagen om verkan och motverkan): Mot varje kraft på en kropp svarar en lika stor men motsatt riktad kraft på en annan kropp.

Råd för inläsning

Läs först i HEUREKA! Fysik kurs A kap 1:1–1:6 Fysik sid 8–18, kap 1:4 Tyngdkraft och massa, SI-systemet sid 76–79 samt kap 12:1–12:4 Kraft och rörelse sid 302–311.

Läs därefter i HEUREKA! Fysik kurs B kap 1:1–1:2 Fysik och samhälle sid 10-14 samt kap 17 Sammanfattning av HEUREKA A sid 443.

Om storheter och krafter

Läs ordentligt i HEUREKA! Fysik kurs A sid 17–18 Vetenskap och sanning, sid 15–16 Potenser och storleksordningar samt sid 77 Grundenheter och härledda enheter.

Om Newtons lagar

Läs ordentligt i HEUREKA! Fysik kurs A sid 302–309 Tröghetslagen - Newtons första lag, Kraft, massa och acceleration samt Kraftekvationen - Newtons andra lag.

Läs även i HEUREKA! Fysik kurs A sid 86–87 Kraft och reaktionskraft om Newtons tredje lag.

Länktips

Läs mer om Galileis världsbild.

Vill du veta mer om Galileis liv och forskning läs på Sv Wikipedia.