Uči fiziku
Kratki članci o konceptima s poveznicama za isprobavanje ideja u interaktivnim simulacijama.
Članci o konceptima
Gibanje projektila objašnjeno
Kad baciš loptu, izbaciš nogometnu loptu u zrak ili opališ top, dobivena putanja jedan je od najprepoznatljivijih oblika u fizici: parabola. Gibanje projektila analizira ga tako da gibanje objeka rastavi na dva potpuno neovisna dijela — stalnu horizontalnu brzinu i vertikalnu brzinu koju gravitacija jednoliko ubrzava prema dolje. Nijedan dio ne zna za drugi; njihovo odvojeno tretiranje i ponovno spajanje rezultata omogućuje točno predviđanje koliko će daleko projektil poletjeti, koliko će dugo ostati u zraku i koliko će se visoko popeti, koristeći ništa više od osnovne kinematike.
Ohmov zakon i istosmjerni krugovi
Svaki strujni krug koji izgradiš — od jednostavne ručne svjetiljke do punjača telefona — poštuje isto osnovno pravilo koje povezuje tri veličine: koliko jako baterija gura (napon), koliko se naboja zbog toga kreće (struja) i koliko jako komponente na putu odolijevaju tom tijeku (otpor). Ohmov zakon, V = IR, povezuje ih dovoljno jednostavnom razmjerom da se ponašanje kruga predviđa samom aritmetikom, a leži u osnovi svake naprednije tehnike analize krugova koja slijedi — od serijskih i paralelnih mreža do krugova izmjenične struje u stvarnoj elektronici.
Fotoelektrični učinak
Obasjaj metalnu površinu svjetlošću i, pod pravim uvjetima, izbacit će elektrone — rezultat uporno čudan klasičnoj fizici koja ga je pokušala objasniti. Valna teorija devetnaestog stoljeća predviđala je da bi i tamnije svjetlo trebalo izbacivati elektrone, samo sporije, uz dovoljno vremena za nakupljanje energije. Stvarni pokazi pokazali su suprotno: ispod oštre granične frekvencije nijedna jakost ni čekanje ne daje nijedan elektron, dok i najslabije svjetlo iznad te frekvencije trenutno izbacuje elektrone. Einsteinovo objašnjenje iz 1905. — da svjetlost sama stiže u diskretnim paketima energije, kasnije nazvanima fotoni — riješilo je zagonetku i postalo jedan od utemeljiteljskih rezultata kvantne mehanike, za koji je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1921.
Stojeći valovi na žici
Povuci žicu gitare, puhi preko otvora boce ili maši uže pravom brzinom i vidjet ćeš istu pojavu: dva vala koja putuju suprotnim smjerovima istim sredstvom interferiraju i stvaraju uzorak koji izgleda kao da stoji umjesto da putuje. To se događa kad se val odbije od fiksnog ili slobodnog kraja i preklopi sa svojim odrazom — pri većini frekvencija rezultat je neuredna zbrka, ali pri posebnim rezonantnim frekvencijama interferencija se zaključa u čist, stacionaran uzorak točaka koje se nikad ne miču (čvorovi) i točaka koje ljuljaju između maksimalnog otklona (trbusi). Gotovo svaki glazbeni instrument, od žica preko puhača do membrana bubnjeva, oslanja se upravo na to ponašanje za stabilnu visinu tona.
Uzgon i Arhimedov zakon
Masivan teretni brod od čelika pluta dok malena čelična kovanica tone — isti materijal, posve različiti ishodi, a objašnjenje nema veze samo s težinom. Svaki objekt uronjen u fluid pomakne dio tog fluida, a fluid uzvraća uzlaznom silom točno jednakom težini istisnutoga — odnos koji je prije više od dvije tisuće godina otkrio Arhimed i koji se i danas podučava, neizmijenjen, kao jedan od najstarijih kvantitativnih zakona fizike. Je li taj uzlazni potisak dovoljan da nosi objekt ne ovisi samo o težini, nego i o obliku: trup broda za svoju težinu istiskuje ogroman volumen vode, dok puna kovanica istiskuje vrlo malo.