Fizikatanulás
Rövid fogalom-cikkek linkekkel, hogy az ötleteket interaktív szimulációkban próbáld ki.
Fogalmi cikkek
A hajítás magyarázata
Amikor labdát dobálunk vagy ágyút tüzelünk, a keletkező pálya a fizika egyik legismertebb alakja: parabola. A hajítás úgy elemzi ezt, hogy a mozgást két teljesen független részre bontja: állandó nagyságú vízszintes sebességre, valamint függőleges sebességre, amelyet a nehézségi erő egyenletesen gyorsít lefelé. A két rész egymástól független; külön-külön kezelve, majd az eredményeket összevonva már elemi kinematikával előrejelezhető a hatótávolság, a repülési idő és a maximummagasság.
Ohm törvénye és az egyenáramú körök
Minden áramkör — az egyszerű zseblámpától a telefontöltőig — ugyanazokra a három mennyiségre épül: arra, milyen erővel nyomja az áramforrás a töltést (feszültség), mennyi töltés áramlik ennek hatására (áram), és mennyire állják ellen az útban lévő alkatrészek ezt az áramlást (ellenállás). Az ohmos alkatrészekre az Ohm-törvény, V = IR köti össze őket olyan egyszerű arányossággal, hogy puszta számtannal előrejelezhető az áramkör viselkedése; ez az alapja minden további áramkörelemzési technikának, a soros és párhuzamos kapcsolástól a valamilyen elektronikában használt váltóáramú körökig.
A fényelektromos jelenség
Fényt vetünk egy félfelületre, és megfelelő körülmények között az elektronokat kirepíti belőle — ami makacsul furcsa eredmény volt, amíg a klasszikus fizika megpróbálta megmagyarázni. A XIX. századi hullámelmélet szerint halványabb fénynek is ki kellene löknie az elektronokat, csak lassabban, ha van elég ideje energiát gyűjteni. A valódi kísérletek az ellenkezőjét mutatták: egy éles küszöbfrekvencia alatt semmilyen intenzitás vagy várakozás nem vált ki egyetlen elektront sem, miközben e feletti frekvencián már a leggyengébb fény is azonnal kivált elektronokat. Einstein 1905-ös magyarázata — hogy maga a fény diszkrét energiaadagokban érkezik, amelyeket később fotonoknak neveztek — megoldotta a rejtvényt, és a kvantummechanika egyik alapító eredménye lett, amiért 1921-ben fizikai Nobel-díjat kapott.
Állóhullámok egy húron
Pengetj meg egy gitárhúrt, fújj át egy palack nyílásán, vagy rázd a megfelelő tempóban egy ugrálót, és ugyanazt a jelenséget látod: azonos közegben ellentétes irányban haladó két hullám interferenciája olyan mintázatot hoz létre, amely látszólag áll, nem vándorol. Ez akkor történik, amikor a hullám rögzített vagy szabad végről visszaverődik és saját visszaverődésével fedi át magát — a legtöbb frekvencián az eredmény kaotikus, de a rezonanciafrekvenciákon tiszta, álló mintázat zárolódik: csomópontokból (amelyek sosem mozdulnak) és duzzadási pontokból (amelyek a legnagyobb kitérés között lengenek). Szinte minden hangszer — húros, fúvós és ütős alike — pontosan erre a jelenségre építi a stabil hangot.
Felhajtóerő és Arkhimédész elve
A masszív acél teherszállító hajó lebeg, miközben a kis acél érme elsüllyed — ugyanaz az anyag, gyökeresen eltérő kimenetel, és a magyarázat nem a súlyon múlik. Bármely folyadékba merített test kiszorít valamennyi folyadékot, a folyadék pedig pontosan a kiszorított folyadék súlyával egyenlő nagyságú, felfelé ható erővel válaszol — ezt az összefüggést Archimédesz fedezte fel kétezer évvel ezelőtt, és változatlanul a fizika egyik legrégebbi mennyiségi törvényeként tanítjuk. Hogy ez a felhajtóerő elég-e a test megtartásához, az nem csak a súlytól, hanem az alaktól is függ: a hajótest súlyához képest hatalmas vízmennyiséget szorít ki, míg a tömör érme nagyon keveset.