Deunydd Ffiseg Ysgol Uwchradd ar gyfer y Degfed Flwyddyn
Mae ffiseg yn wyddoniaeth naturiol sy'n astudio ffenomenau naturiol a phriodweddau mater. Ar lefel ysgol uwchradd, mae ffiseg yn bwnc sylfaenol oherwydd ei fod yn paratoi myfyrwyr i ddeall amrywiol gysyniadau sylfaenol a fydd yn ddefnyddiol mewn addysg uwch neu ym mywyd bob dydd. Dyma adolygiad o'r deunydd ffiseg a astudiwyd yn ysgol uwchradd gradd deg, yn seiliedig ar y cwricwlwm perthnasol.
1. Cyflwyniad i Ffiseg
1.1 Diffiniad a Chwmpas Ffiseg
Daw ffiseg o'r gair "physikos," sy'n golygu naturiol. Mae ffiseg yn astudio ffenomenau naturiol, ar y lefel macro, y gallwn eu harsylwi'n uniongyrchol, ac ar y lefel micro, fel gronynnau isatomig. Mae cwmpas ffiseg yn cwmpasu amrywiol feysydd fel mecaneg, thermodynameg, electromagnetiaeth, opteg, a ffiseg fodern.
1.2 Dull Gwyddonol
Mae'r dull gwyddonol yn ddull systematig a ddefnyddir mewn ymchwil ffiseg. Mae camau'r dull gwyddonol yn cynnwys arsylwi, llunio damcaniaethau, arbrofi, dadansoddi data, a chasgliadau. Mae defnyddio'r dull gwyddonol yn hanfodol ar gyfer cynhyrchu gwybodaeth ddilys a dibynadwy.
2. Meintiau ac Unedau
2.1 Meintiau Sylfaenol a Meintiau Deilliedig
Meintiau sylfaenol yw meintiau sy'n ffurfio sail meintiau eraill ac sydd ag unedau wedi'u pennu ymlaen llaw, fel hyd (metr), màs (cilogram), ac amser (eiliad). Meintiau sy'n deillio o feintiau sylfaenol yw meintiau deilliedig, er enghraifft, cyflymder (metr yr eiliad) a chyflymiad (metr yr eiliad sgwâr).
2.2 System Ryngwladol (SI)
Mae'r System Ryngwladol (SI) yn system o unedau a ddefnyddir yn fyd-eang mewn gwyddoniaeth. Yr uned SI ar gyfer hyd yw'r metr (m), màs yw'r cilogram (kg), amser yw'r eiliad (s), cerrynt trydan yw'r ampère (A), tymheredd yw'r kelvin (K), swm y sylwedd yw'r mol (mol), a dwyster goleuol yw'r candela (cd).
3. Fector
3.1 Diffiniad o Fector
Mae fector yn faint sydd â maint a chyfeiriad. Enghreifftiau o feintiau fector yw cyflymder, cyflymiad a grym. Mae fector yn cael ei ddarlunio fel saeth y mae ei hyd yn cyfateb i'w faint a'i chyfeiriad yn cyfateb i gyfeiriad y fector.
3.2 Gweithrediadau Fector
Mae gweithrediadau fector sylfaenol yn cynnwys adio, tynnu, a lluosi sgalar. I adio dau fector, gallwn ddefnyddio'r dull paralelogram neu'r dull triongl. Fel arall, gellir cynrychioli fectorau gan eu cydrannau x, y, a z mewn cyfesurynnau Cartesaidd.
4. Symudiad Syth
4.1 Symudiad Llinol Unffurf (GLB)
Symudiad gwrthrych ar lwybr syth ar gyflymder cyson yw GLB. Hafaliad sylfaenol GLB yw \(s = v \times t\), lle mae \(s\) yn bellter, \(v\) yn gyflymder, ac \(t\) yn amser.
4.2 Symudiad Llinol Cyflymedig Unffurf (GLBB)
GLBB yw symudiad gwrthrych ar lwybr syth gyda chyflymiad cyson. Mae'r hafaliadau a ddefnyddir yn GLBB yn cynnwys \(v = u + a \times t\),\(s = u \times t + \frac{1}{2} a \times t^2\), a \(v^2 = u^2 + 2a \times s\), lle mae \(u\) yn cynrychioli'r cyflymder cychwynnol, \(v\) yw'r cyflymder terfynol, \(a\) yw'r cyflymiad, \(t\) yw'r amser, ac \(s\) yw'r pellter.
5. Cyfraith Newton
5.1 Deddf Gyntaf Newton
Mae Deddf Gyntaf Newton, a elwir hefyd yn gyfraith inertia, yn nodi y bydd gwrthrych yn aros yn llonydd neu mewn symudiad unffurf mewn llinell syth oni bai bod grym yn gweithredu arno i newid y cyflwr hwnnw. Inertia yw tuedd gwrthrych i gynnal ei gyflwr symudiad.
5.2 Ail Gyfraith Newton
Mae Ail Gyfraith Newton yn egluro'r berthynas rhwng grym, màs, a chyflymiad, a luniwyd fel \(F = m \times a\), lle mae \(F\) yn rym, \(m\) yn fàs, ac \(a\) yn gyflymiad. Mae'r gyfraith hon yn dangos bod cyflymiad gwrthrych yn gymesur â'r grym sy'n gweithredu arno ac yn gymesur yn wrthdro â'i fàs.
5.3 Trydydd Gyfraith Newton
Mae Trydydd Gyfraith Newton yn nodi bod pob gweithred yn cynhyrchu adwaith cyfartal a gwrthwynebol. Er enghraifft, os gwthiwn ar wal gyda grym penodol, bydd y wal hefyd yn rhoi grym cyfartal ond gwrthwynebol arnom.
6. Ynni ac Ymdrech
6.1 Diffiniad o Fusnes
Diffinnir gwaith (W) mewn ffiseg fel maint y grym sy'n achosi i wrthrych symud i gyfeiriad y grym. Y fformiwla ar gyfer gwaith yw \(W = F \times s \times \cos \theta\), lle mae \(F\) yn grym, \(s\) yn ddadleoliad, a \(\theta\) yn ongl rhwng cyfeiriad y grym a'r dadleoliad.
6.2 Ynni Cinetig a Photensial
Ynni cinetig (EK) yw'r ynni sydd gan wrthrych oherwydd ei symudiad, wedi'i gyfrifo gan ddefnyddio'r fformiwla \(EK = \frac{1}{2} m \times v^2\). Ynni potensial (EP) yw'r ynni sydd gan wrthrych oherwydd ei safle, yn benodol oherwydd ei uchder uwchben wyneb y Ddaear, gan ddefnyddio'r fformiwla \(EP = m \times g \times h\), lle mae \(m\) yn fàs, \(g\) yn gyflymiad disgyrchiant, ac \(h\) yn uchder.
6.3 Cyfraith Cadwraeth Ynni
Mae cyfraith cadwraeth ynni yn nodi na ellir creu na dinistrio ynni, ond gellir ei drawsnewid o un ffurf i ffurf arall. Mae cyfanswm yr ynni mewn system gaeedig yn gyson.
7. Momentwm ac Ysgogiad
7.1 Momentwm
Mae momentwm yn faint sy'n mesur yr anhawster o atal gwrthrych symudol, ac fe'i ffurfir fel \(p = m \times v\), lle mae \(p\) yn fomentwm, \(m\) yn fàs, a \(v\) yn gyflymder.
7.2 Ysgogiad
Ysgogiad yw'r newid mewn momentwm sy'n digwydd pan fydd grym yn gweithredu ar wrthrych dros gyfnod o amser. Y fformiwla ar gyfer ysgogiad yw \(I = F \times \Delta\t\), lle mae \(I\) yn cynrychioli'r ysgogiad, \(F\) yw'r grym, a \(\Delta\t\) yw'r cyfnod amser.
7.3 Cyfraith Cadwraeth Momentwm
Mae cyfraith cadwraeth momentwm yn nodi bod cyfanswm momentwm system cyn ac ar ôl gwrthdrawiad yr un fath, ar yr amod nad oes unrhyw rymoedd allanol yn gweithredu ar y system.
8. Dirgryniadau a Thonnau
8.1 Dirgryniadau Harmonig
Dirgryniad harmonig syml (SHM) yw dirgryniad sy'n digwydd oherwydd grym adfer sy'n gymesur ac yn groes i'r cyfeiriad o'r dadleoliad o'r safle ecwilibriwm. Gellir disgrifio SHM gan yr hafaliad \(x(t) = A \cos(ωt + π)\), lle mae \(A\) yn osgled, \(ω\) yw'r amledd onglog, a \(τ\) yw'r cyfnod cychwynnol.
8.2 Tonnau
Osgiliadau sy'n lledaenu trwy gyfrwng neu ofod yw tonnau. Rhennir tonnau yn donnau traws a hydredol yn seiliedig ar gyfeiriad symudiad y cyfrwng. Mae tonnau traws fel tonnau ar wyneb dŵr, tra bod tonnau hydredol fel tonnau sain yn yr awyr.
8.3 Priodweddau Tonnau
Mae gan donnau briodweddau pwysig fel adlewyrchiad (ail-allyriad), plygiant (plygiant), diffractiad (plygu), ac ymyrraeth (uwchosodiad).
Casgliad
Mae deall deunydd ffiseg yn y degfed radd yn gam cyntaf pwysig wrth ddysgu ffiseg. Drwy ddeall cysyniadau sylfaenol fel meintiau ac unedau, deddfau symudiad Newton, ynni, momentwm, a thonnau, gall myfyrwyr adeiladu sylfaen gref ar gyfer astudio pynciau mwy datblygedig yn yr unfed ar ddeg a'r deuddegfed gradd. Gobeithir, gyda'r ddealltwriaeth hon, y bydd myfyrwyr nid yn unig yn barod ar gyfer arholiadau academaidd ond hefyd yn gallu cymhwyso eu gwybodaeth am ffiseg ym mywyd beunyddiol.
