Svar:
Det beror på hur ögat är konstruerat. Synceller består av två typer: tappar som finns i tre varianter och kan se färger och stavar som inte ser färg men som är känsligare.

På natten fungerar bara stavarna eftersom tapparna kräver mer ljus. Du är därför färgblind på natten.

Svaret på din andra fråga är att det centralt på näthinnan finns mycket tappar och färre stavar. Detta för att ge bra färgseende. I utkanten av näthinnan finns många stavar, dvs mörkerseendet är bättre där.

Observera att stavarna är inaktiverade när belysningen är god. Det tar flera minuter i mörkret innan du ser bra. Detta kallas ögats mörkeradaption. Det finns andra intressanta egenskaper vad gäller synfunktionen hos människan, se förklaringen till Machs band i Mach bands.

Man kan fråga sig varför ögat av evolutionen utvecklats på detta sätt med stavar som är färgblinda. Det beror ganska säkert på att stavarna kan göras känsligare (är mer effektiva detektorer) eftersom de kan detektera allt infallande ljus medan tapparna bara detekterar ljus av en viss våglängd.
/Peter E 2003-10-22

Svar:
Intressant fråga eftersom din förklaring att det är luftmotståndet som bromsar är fel. Om det varit luftmotståndet så har du helt rätt: hastigheten hade inte ökat när du drar in benen. Du ser samma effekt när en konståkare gör en piruett, se bilden.

Förklaringen är att något som kallas rörelsemängdsmoment L - produkten av en kropps tröghetsmoment I och dess rotationshastighet w (vinkelhastighet) L=Iw - måste bevaras (Se Rörelsemängdsmoment) och (Angular_momentum).

Se snackset Rotera mera och fråga [9154].

/Peter E 2003-12-16

Svar:
Erik! Det största problemet med att få fram slumptal är att få fram det första. När man väl fått det använder man det för att med avancerade algoritmer generera fler (egentligen pseudoslumptal). Detta är inte enkelt, och de vanliga algorimerna som finns i programmeringsspråk är ofta inte perfekta, men tillräckligt bra för de flesta ändamål.

Det första slumptalet kan t.ex. genereras från datorns klocka. Eftersom tidpunkten du startar programmet är slumpmässig (åtminstone första gången) kan man använda t.ex. millisekund-värdena som ett slumptal.

Bra slumptalsgeneratorer är alltså inte lätta att göra, så ämnet är en hel vetenskap.

Monte Carlo-metoder

Slumptal används en hel del i fysiken i s.k. Monte Carlo (MC) program (kallas så för att dom liksom casinot innehåller slumpmässighet). När man vill simulera komplicerade processer är det ofta bra att använda MC program som t.ex. följer en partikels kollisioner med materia, och varje enskild kollision slumpas med vikter som bestäms av fysikaliska lagar. De fundamentala fysikaliska lagarna (t.ex. sannolikheten för att en partikel skall spridas i en viss vinkel) är ofta välkända, men problemet kan vara alltför komplicerat för att kunna lösas analytiskt. Man simulerar därför verkligheten med en fysikalisk modell.

Se vidare slumptal och Monte Carlo-metoder i Nationalencyklopedin.
/Peter E 2003-12-17

Svar:
Emma! Detta är en bra och klassisk fråga. Det finns många felaktiga svar, varav att anledningen är att ögonen sitter till höger och vänster är ett. Stäng ett öga! Du ser samma bild! Det har alltså inget med ögonens placering att göra!

Detta är faktiskt en kuggfråga. En spegel kastar inte om riktningen i sidled, lika lite som den kastar om upp och ned, det är vi som gör det. Däremot kastar den om riktningen vinkelrätt mot spegelytan.

Tänk dig att vi sätter upp en stor spegel längst fram på tavlan i ditt klassrum. En lärare kommer in, ställer sig framför spegeln och pekar uppåt. Spegelbilden pekar uppåt. Läraren pekar neråt - spegelbilden pekar neråt. Läraren pekar mot fönstret - spegelbilden pekar mot fönstret. Läraren pekar mot dörren - likaså spegelbilden. Detta är absoluta riktningar, och ändras inte av en spegel. Vänster och höger är däremot relativriktningar som mäts jämfört med en person. En verklig person som står mittemot dig har roterat i förhållande till dig och har därför annan uppfattning om vad som är höger och vänster.

Experiment: Ta ett halvgenomskinligt papper och skriv ditt namn på det. Håll upp det med framsidan mot spegeln. Vad ser du? Ditt namn är i spegeln skrivet från höger till vänster med bakvända bokstäver. Men det ser precis ut som det du kan läsa genom pappret. Vänd nu pappret så att framsidan är mot dig. Vad ser du nu?

Nedan är två länkar med korrekta förklaringar på engelska.
/Peter E 2004-01-22

Svar:
Lisa! Det är Arkimedes förtjänst! Nåja, han förklarade det åtminstone. Nationalencyklopedin säger om Arkimedes princip: en lag i hydrostatiken som säger att en kropp som är helt eller delvis nedsänkt i en vätska påverkas av vätskan med en uppåtriktad kraft vilken till sitt belopp är lika med den undanträngda vätskans tyngd.

Det är medeldensiteten som är avgörande, inte densiteten av det material farkosten är gjord av. Föreställ dig en innerslang av gummi. Om den inte innehåller någon luft, så sjunker den i vattnet. Om du pumpar luft i slangen så väger den lika mycket (den väger i själva verket lite mer), men volymen ökar mycket. Densiteten är ju massa/volym, så densiteten minskar. När densiteten blir mindre än vattnets densitet så flyter slangen.

Det är samma sak med en båt. Även om båten är gjord av järn (som har hög densitet och sjunker), så finns det utrymmen i en båt som innehåller luft (t.ex. kaptenens hytt). Så länge vattnet hindras komma in i dessa utrymmena flyter båten. Om det däremot kommer in vatten, t.ex. genom att båten kantrar, så sjunker båten.

Se även frågorna [8194] och [15378].

/Peter E 2004-03-12

Svar:
Det är samma sak med digital TV. Om du tittar på SVT1 digitalt i ett rum och analogt i ett annat, så ligger det digitala ljudet efter.

Nej, de elektriska signalerna för analogt ljud går inte snabbare än de för digitalt ljud. Fördröjningen beror på att elektroniken som förvandlar de digitala signalerna till ljud du kan höra (analogt ljud, apparaten kallas en digital-till-analogomvandlare) tar lite tid för att utföra den uppgiften. Det analoga ljudet kan däremot (via en förstärkare som ger liten fördröjning) direkt driva högtalaren. Så även om signalerna gått samma sträcka hör du det analoga ljudet tidigare.

Sedan kan vägen signalerna går variera: det digitala kanske tar en omväg via en geostationär satellit. En sådan tar c:a 0.3 sekunder. Ytterligare en effekt som kan fördröja signalen är om de går igenom t.ex. en DVD-spelare. Det kan ta lite tid för elektroniken i denna att sända ut signalen igen.

Du kan ibland märka en annan irriterande effekt: att kommentatorn ligger lite före bilden och kommenterar det du ännu inte sett (t.ex. att bollen gick i mål). Detta beror på att bilden gått via en eller flera geostationära satelliter som befinner sig på ett avstånd av c:a en tiondel av månens avstånd. Kommentatorljudet går ofta via telefonledningar som går längs jordytan. Ljudet har alltså betydligt kortare väg och kommer alltså fram före bilden. Detta borde "synkas" innan den sammansatta signalen sänds ut, men detta slarvar man ofta med.
/Peter E 2004-11-30

Svar:
En kastparabel är den bana som ett föremål som kastas beskriver då föremålet endast påverkas av tyngdaccelerationen i ett gravitationsfält och där hastigheten i horisontalled är större än noll.

För fallet utan luftmotstånd är det lätt att bevisa att den optimala utkastvinkeln är 45^o. Vi kallar utgångsvinkeln x^o. Vi delar upp rörelsen i två komponenter: en horisontell med konstant hastighet och en vertikal med accelerationen g nedåt. Om utgångshastigheten är v blir den vertikala komponenten v sin(x) och den horisontella v cos(x).

Från den vertikala rörelsen kan vi räkna ut hur lång tid det tar för det kastade föremålet att falla från en viss höjd så att dess sluthastighet är v sin(x):

v sin(x) = gt

Eftersom fallet är spegelbilden av uppfärden (detta gäller bara om vi kan bortse från luftmotståndet) blir den totala tiden för hela kaströrelsen 2t:

2t = 2v sin(x)/g (1)

Det horisontella rörelsen sker med konstant hastighet, så kastlängden s ges av:

s = v cos(x) (2t) = v cos(x) (2v sin(x)/g)

dvs

s = 2v² sin(x) cos(x)/g = v² sin(2x)/g (2)

Maximum för sin(2x) uppnås för 2x = 90^o, dvs
den optimala utkastvinkeln är 45^o.

Vi kan från ekvation 1 även räkna ut maxhöjden h:

t = v sin(x)/g

h = gt²/2 = g((v sin(x))/g)²/2

dvs

h = (v sin(x))²/2g (3)

Vi kan räkna ut h även från att kinetiska energin i x-led vid utkastögonblicket skall vara lika med den potentiella energin i vändläget (höjden h):

m(v sin(x))²/2 = mgh

dvs

h = (v sin(x))²/2g

vilket är samma uttryck som (3).

Länk 1 ger ett uttryck för den optimala vinkeln om man tar hänsyn till att utkastpunkten ligger högre än landningspunkten. Den optimala vinkeln blir då lite mindre än 45^o.

Sedan är det en annan sak att utgångsvinkeln i verkligheten för de flesta relevanta grenar (t.ex. kulstötning) är betydligt mindre än 45^o. Utgångsvinkeln varierar också mellan olika idrottare. Detta beror på fysiologi och att ansatsen sker i horisontalplanet. Det går alltså att få en högre utgångshastighet om man minskar utgångsvinkeln något. Optimeringsproblemet blir då lite mer komplicerat. Om man tar hänsyn till luftmotståndet visar det sig att den optimala vinkeln blir mindre är 45^o.
/Peter E 2004-12-09

Svar:
Problemet är på grund av luftens inverkan mycket mer komplicerat. En golfboll rör sig inte alls i en kastparabel eftersom luften spelar mycket stor roll. För ett mellanjärn är banan sedd från sidan närmast hypotenusan av en rätvinklig triangel.

Spinnet och dimplarna (de små groparna) på en golfboll minskar för det första luftmotståndet (genom turbulens) och ger dessutom upphov till en lyftkraft (genom den sk Magnus-effekten). Bilden (från nedanstående länk Flight Dynamics of Golf Balls) visar bollbanan för olika spinn. Det är uppenbart viktigt all få lagom spinn på bollen!

Se Golf Ball Flight Dynamics och nedanstående länkar för olika aspekter på golfbollars rörelse.

Se även kastparabel för rörelse utan hänsyn till luftens inverkan.

/Peter E 2005-06-25

Svar:
Under de senaste dagarna har det kommit in en massa frågor som inte har det minsta med fysik att göra eller som är uppenbart omöjliga att svara på (se ovan :-)). Nationellt resurscentrum för fysik lägger en hel del pengar på att driva frågelådan eftersom vi tror att den fyller ett behov. Jag vill därför vädja till alla att innan ni ställer en fråga fundera på om frågelådan är det bästa sättet att hitta ett svar. Att sortera bort nonsensfrågor och frågor som ligger utanför fysik tar tid som bättre kunde användas att besvara riktiga frågor om fysik.

Mer om vilken typ av frågor vi kan besvara finns i instruktionerna (länk 1) och i några andra svar med nyckelordet frågelådan (nedan).

Jag är mycket medveten om att gränsdragningen mellan 'fysik' och 'inte fysik' inte är lätt, speciellt före gymnasiet och högskolan där man kan dra gränsen vid vad som ingår i fysikämnet.

Enligt Carl Nordlings artikel i Nationalencyklopedin är fysik ursprungligen benämningen på all naturvetenskap. När kemin, biologin och geovetenskaperna sedermera avskildes som separata vetenskaper blev fysiken den vetenskap som studerar materiens struktur på grundläggande nivå och dess uppträdande under skilda betingelser. Genom den nära relation som finns mellan materia och energi kan fysik också sägas vara läran om energin, dess olika former och omvandlingar från en form till en annan. Härigenom inbegrips i fysiken även strålningsfenomenen, både partikelstrålning och elektromagnetisk strålning. Slutligen kan fysiken sägas vara den vetenskap som studerar de krafter och kraftfält som förmedlar sambandet mellan materia och energi.

Man skulle alltså kunna säga att fysik är all kunskap om naturen utom den som hänföres till en annan naturvetenskap. Atomer, atomkärnor och elementarpartiklar är alltså fysik, medan ansamlingar av atomer kan vara kemi (molekyler), biokemi (stora molekyler som bygger upp liv), biologi (katter och äppelträd), geofysik (jorden) eller astronomi (planeter, stjärnor). Vad alla dessa vetenskaper har gemensamt är dels att de använder sig av vad vi kallar vetenskaplig metod, och dels att de bygger på grunden av kunskap om energi, materia och krafter, dvs fysik. Fysikens fundamentala betydelse för andra vetenskaper visas även i nya naturvetenskapliga forskningsämnen: biofysik, fysikalisk kemi, kemisk fysik, geofysik, astrofysik, etc.

Engelska Wikipedia har en mycket innehållsrik och bra artikel om fysik: Physics. Motsvarande svenska artikel Fysik är lite mindre omfattande men bra.

Detta är alltså anledningen till att katten har morrhår :-).

I själva verket är morrhåren nyttiga för katten som mycket känsliga sensorer. Många djur som har morrhår är ju nattaktiva. Se vidare Vibrissa. Bilden nedan är från Wikimedia Commons.

/Peter E 2005-09-21

Svar:
Anna och även Tanja som ställt en liknande fråga!

Att definiera fysik är inte lätt - definitionen beror på sammanhanget. Om man t.ex. menar skolämnet fysik så är det emellertid lätt: fysik är det som ingår i kursplanen för fysikämnet. Om man menar forskningsämnet fysik är det de områden man forskar om på fysiska institutioner vid universiteten. Den preliminära kursplanen för fysik i det nya gymnasiet GY-07 inleds med följande tre stycken:

Ämnet Fysik syftar till fördjupad förståelse för hur fenomen i den egna vardagen och i universum kan förklaras med fysikaliska modeller. Ämnet Fysik syftar också till ett vidgat naturvetenskapligt perspektiv och en modern naturvetenskaplig världsbild. Utbildningen syftar till att öka intresset för ämnet och för fortsatta studier i fysik, matematik, andra naturvetenskapliga ämnen och teknik.

Fysikämnet omfattar allt ifrån det allra minsta, mikrokosmos, till det allra största, makrokosmos. Utbildningen i ämnet syftar till att ge eleven en inblick i olika områden inom fysiken samt dess olika tillämpningar inom vardag, samhälle, industri och forskning.

I all naturvetenskap sker utveckling i samspel mellan experiment och teori. Teorier och modeller är mänskliga tankekonstruktioner som ständigt utvecklas och påverkar människans världsbild. Utbildningen i Fysik syftar därför till ökad kunskap om fysikens arbetsmetoder samt om hur fysikens kunskapsområden utvecklas i samspelet mellan fysik, andra naturvetenskapliga ämnen och matematik.

En alternativ definition är: fysik är den vetenskap som beskriver materia, energi och krafter. Då fysiken är en vetenskap tillämpas den vetenskapliga metoden (se vetenskaplig metod), med uppställande av hypoteser som antingen förkastas eller antas på grundval av experiment och observationer.

Man skiljer även på klassisk fysik (allt före 1900, t.ex. mekanik, elektromagnetism) och modern fysik (t.ex. relativitetsteori, kvantmekanik, elementarpartikelfysik). Sedan har man även grundläggande fysik (forskning inom fysik som motiveras av vår vilja att förstå naturen) och tillämpad fysik (tekniska, medicinska, mm tillämpningar av fysik).

Eftersom modern fysik omfattar vetande från i stort sett hela 1900-talet, kan det vara på sin plats att använda begreppet nutida fysik som skulle innefatta partikelfysik (standardmodellen), kosmologi (big bang), plasmafysik och fusion (fusion) och kärnfysik, se länk 1 för detaljer om Contemporary Physics Education Project (CPEP).

Historiskt var det så att fysik var all naturvetenskap. Efter hand som kunskapen ökade, hade man behov av specialisering. Efter hand frigjordes biologi, geologi, kemi, m.fl. och blev egna ämnen. Vad din lärare antagligen menar är att t.ex. biologin bestäms helt och hållet av arvet genom DNA-molekylen. De lagar som styr DNAs egenskaper är fysik (kvantmekanik). DNA-molekylernas egenskaper är emellertid så komplicerade att vi inte kommer särskilt långt i förståelsen med kvantmekanik. Man måsta använda andra metoder för att komma framåt, och då är det praktiskt att ge ämnet en egen beteckning.

Historiskt har biologin utvecklats helt oberoende av fysiken: man studerade och klassificerade organismer (Linné, 1700-talet), och efter hand förstod man arv och utveckling (Mendel, Darwin, 1800-talet) och DNA upptäcktes (Watson, Crick, Wilkins och Rosalind Franklin, 1950-talet, se länk 2). Det var egentligen först då kopplingen till fysik återuppstod i form av t.ex. biofysik. Se vidare fråga [13720].

Även det vi i dag kallar fysik har delats upp i separata ämnen: i början av 1900-talet kallades allt som hade att göra med atomer för atomfysik. Efter hand som kunskaperna ökade frigjordes kärnfysik (som beskrev atomkärnan, atomfysik beskrev bara elektronerna kring kärnan). Efter 1950 frigjordes sedan elementarpartikelfysiken från kärnfysik och blev ett eget ämne som behandlar elementarpartiklar och deras växelverkningar.

För att visa hur krånglig och godtycklig uppdelningen är kan jag säga att delar av kärnfysik i USA klassificeras som kemi (Nuclear Chemistry).

Mer om vad fysik är och vad det är bra för finns under nedanstående länkar och här: fysik, nytta med. Jag beklagar om svaret inte är lätt att förstå, det går nog tyvärr inte att förklara det enklare.

Texten på tröjan nedan antyder att fysiken är den ultimata vetenskapen :-).

/Peter E 2005-11-06