Реферат: Биофизика
Nagu цeldud, fььsika on teadus mis kдsitleb kehade liikumist. Selleks aga tuleb defineerida liikumist kirjeldavad suurused ehk parameetrid, mis on: asukoht (koordinaadid), kiirus, kiirendus.
Asukoht (koodinaadid).
Keha asendi ja selle muutuste (liikumise) kvantitatiivseks kirjeldamiseks kasutatakse ruumikoordinaate. Koordinaadid on arvud, mis mддravad keha kauguse mingitest kindlaksmддratud kohtaest, koordinaat-telgedest. Kolmemххtmelises ruumis on asendi mдaramiseks vajalik kolm arvu (koordinaati), kahemххtmelises (tasapinnal) kaks ja ьhemххtmelises (joonel) uksainus arv. Analoogiat edasi arendades saab ette kujutada ka enama kui kolemххtmelisi ruume, nдiteks vхttes neljanda mххtmena kasutusele aja, aga kui tarvis, veel teisi muutuvaid parameetreid. Sejuures on tдhtis, et juurdetoodavad muutujad ei oleks seoste kaudu tuletatavad olemasolevatest, vaid oleksid tдiesti sхltumatud, ortogonaalsed (piltlikult oleksid kхik teljed ьksteisega risti, kuigi neid vхib olle palju rohkem kui kolm).
Kхige sagedamini kasutatav koordinaat-teljestik on sirgete ristiolevate telgedega nn. ristkoordid e. Cartesiuse koordinaadid. Selles teljestikus mддratakse keha asukoht kolme kauguse kaudu: esiteks liikudes piki x-telge, siis ristisuunas piki y-telge ja lхpuks ristisuunas piki z-telge. Kaugused x, y ja z kokkuleppelisest nullpunktist ongi keha riskoordinaadid. Riskoordinaadistikku kasutatakse nдiteks USA-s linnade planeerimisel, kus ‘streedid’ ja ‘avenue’d on ьksteisega risti ja nummerdatud kasvavas jдrjekorras alates linna keskpunktist. Positiivsete ja negatiivsete vддrtuste asemel kasutatakse ‘North’, ‘South’, East’ ja ‘West’ lisandeid.
Cartesiuse koordinaadid ei ole ainuke viis keha asukoha mддramiseks, vaid seda saab teha ka mхne testsuguse kolme arvu kombinatsiooni abil, peaasi, et kolm liikumist, mida need arvud kirjeldavad, oleksid ikka omavahel ristsuundades. Nдiteks tsentraalsьmmeetriliste (kerakujuliste ja kerakuju moondumisena tulenenud liikumiste) kirjeldamiseks on mugavamad nn. polaarkoordinaadid. Polaarkoordinaate on ka kolm, kuid ainult ьks neist (raadius r) omab pikkuse (kauguse) dimensiooni, kaks ьlejддnut on nurgad, mis mддravad selle liikumise suuna, mida mццda minnes mддratud punkti jхutakse. Esimene on nurk (teeta), mis mддrab erinevuse vertikaalsihist ja teine on nurk , mis mдarab erinevuse kokkuleppelisest horisontaalsihist. Polaarkoordinaate kasutatakse geograafias, kus ‘pхhjalaius’ on sisuliselt 90°- ja idapikkus on Kuna mддratavad punktid asuvad kхik Maa pinnal, siis raadius oleks kхigi jaoks umbes 6000 km ja see jдetakse kirjutamata. Maapinna kohal хhus vхi maa sees olevate punktide koordinaatidele tuleks aga raadiuse vддrtus juurde lisada. Polaarkoordinaate allpool nдiteks elektroni orbitaalide kvantmehaaniliseks kirjeldamiseks vesiniku aatomis.
Liikumine, kiirus
Liikumine on keha asukoha (koordinaatide) muutumine ajas. Lihtsaim on ьhtlane sirgjooneline liikumine: konstantsed on kiiruse absoluutvддrtus ja suund.
Kiirus (v) on fььsikaline suurus, mida mххdetakse ajaьhikus lдbitud teepikkusega. Teepikkus s on kahe asukoha vahekaugus. Kolmemххtmelises ruumis avaldub teepikkus alg ja lхpp-punkti koordinaatide kaudu jдrgmiselt
(1.1)
Pikkuse (teepikkuse) ьhikuks on meeter, m. Meeter on ligilдhedaselt 1/40000000 Maa ьmbermххtu, kuid tдpne ьhik on kokkuleppeline ja oli pikemat aega defineeritud kui kahe peene kriipsu vahe plaatina-iriidiumi sulamist siinil, mida hoiti Pariisi lдhedal, nььd aga on meeter seotud teatud aine aatomite poolt kiiratava valguse lainepikkusega. Meeter on ьks kolmest pхhiьhikust ja teda ei saa tuletada teiste ьhikute kaudu.
Kiirus
, kust 
ja 
(1.2)
Viimased valemid seovad omavahel kiiruse, teepikkuse ja aja. Aja ьhikuks on sekund, s. Sekund on ligilдhedaselt 1/(365.25x24x60x60) keskmise astronoomilise ццpдeva pikkusest, kuid tema tдpne vддrtus on praegu seotud teatud aine poolt kiiratava valguse vхnkeperioodiga. Sekund on ьks kolmest pхhiьhikust ja teda ei saa tuletada teiste ьhikute kaudu. Nдiteks kiiruse ьhik on m/s ehk m s-1 ja see on tuletatud pхhiьhikutest. Suurem osa tuletatud ьhikuid on seotud pхhiьhikutega andes viimastele vддrtuse 1.
Nii teepikkus kui ka kiirus on vektorid, millel on x, y, ja z- suunalised komponendid. Kahemххtmelisel (tasapinnalisel juhul) vektori s kaks komponenti on sx=scos; sy=ssin
Ebaьhtlase liikumise kiirendus (a) on fььsikaline suurus, mida mххdetakse kiiruse muutusega ajaьhikus. Sirgjoonelise liikumise kiirendus on kiiruse muutumise kiirus, seega teine tuletis teepikkuse muutumisest:
(1.3)
Ka kiirendus on vektor, s.t., valem (1.3) kehtib sx, sy ja sz suhtes eraldi. Kiirenduse ьhik on m s-1 s-1 = m s-2 (loe: meeter sekundis sekundis).
Kiirendusega liikumise kiirus
(1.4)
kui alghetkel kiirus ei olnud mitte null vaid v0.
Kiirendusega liikumisel lдbitud teepikkus, kui aega hakkame lugema nullist (integraali alumine rada on null ja arvutada tuleb ainult ьlemine rada):
(1.5)
ja teepikkuse s lдbimiseks kuluv aeg 
(1.4)
Juhul, kui algkiirus on null, siis
, (1.5)
kust leiame aja, mis kulub teepikkuse s lдbimiseks:
(1.6)
ja kiiruse v, mis saavutatakse teepikkuse s lдbimisel
(1.7)
Maa raskuskiirendus on g=9.81 m s-2 ja see mддrab vabalt langevate kehade liikumise kiirenduse.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--