Enginn ábyrð tekinn á ritvillum en staðreyndir eru sannar og til minnis þá hefur 5 kafli í lifandi veröld; Þörungar, mosar og byrkingar aldrei verið prófað á samræmdu svo það má sleppa lesa þær glósur.

Upprifjun fyrir 10 bekk í raungreinum

Orkan

Orkuform
Lögmál um varðveislu orkunnar
Orku er hvorki hægt að eyða né skapa einungis breyta mynd hennar.
Orka er í 6 mismunandi myndum.
1. Varmaorka
a. Varmi verður til vegna hreyfinga sameinda í efninu
b. Varmi flyst á 3 mismunandi vegu
i. Varmaleiðing
Sameindir rekast á hvor aðra og koma þannig öðrum sameindum á hreyfingu, gerist helst í hörðu efni
ii. Varmaburður
Heitt og kalt efni blandast. Heitara efnið verður léttara og byrjar því að stíga upp og kaldara efnið stíður niður, aðallega í vökvum og gösum (loft tegundum)
iii. Varmageislun
Orkan er í mynd ósýnilegra rafsegulbylgja sem slytjast í gegnum rúmið. Þetta eru innrauðar bylgjur (innrautt ljós). Varmi berst með þessum hætti til jarðar frá sólu.
c. Varmaorka hlutar er heildar hreyfiorka sameinda hlutarins.
d. Varmi er mældur í einingum sem kallast kaloríur (hitaeiningar). Ein kaloría er sú orka sem þarf til þess að hita eitt gramm af vatni um eina gráðu á celsius
2. Hreyfiorka
a. Hlutir á hreyfinug framkvæma vinnu. Vinnan stafar af því að þeir búa yfir orku, Hreyfiorku.
b. Því hraðar sem hlutur hreyfist því meiri hreyfiorku býr hann yfir.
c. Hiti er mælikvarði á meðal hreyfiorku hluta. Ólíkt varmaorku. Tveir hlutir sem eru jafn heitir (t.d. 10°C) en misstórir búa yfir mismikilli heildar hreyfiorku og því mismikilli varmaorku, en eru jafn heitir.
d. Hlutir þenjast út þegar þeir hitna, Það kallast hitaþan. Vatn þenst líka út þegar það frýs og þessvegna fljóta ísmolar í vatni.
3. Stöðuorka
a. Sú orka sem hlutir fá þegar þeim er lyft frá jörðu. Hlutir sem eru hátt upp hafa meiri stöðuorku en hlutir sem eru lágt niðri.
b. Vatn sem er efst á bjargbrún býr yfir mikilli stöðuorku. Þegar það fellur í fossi þá breytist stöðuorkan í hreyfiorku, vatnið fer að hreyfast hraðar.
4. Efnaorka
a. Sú orka sem efni búa yfir. Algengasta dæmi um slíkt eru lífræn eldsneyti, t.d. bensín, sem við brennum til að fá varmaorku sem við svo nýtum. Líka er maturinn sem við borðum upp fullur af efnaorku,
5. Raforka
a. Frumeindir (atóm) eru gerð úr 3 megin þáttum: róteindum, nifteindum og rafeindum. Róteindir og rafeindir eru rafhlaðnar en nifteindir eru óhlaðnar. Róteindir eru jákvætt (+) hlaðnar og rafeindir neikvætt (-) hlaðnar.
b. Róteindir og nifteindir eru í kjarna atómana en rafeindir raða sér mislangt frá kjarnanum, á orku kvel.
c. Þegar rafhlaðnar eindir nálgast hvor aðra verka þær með krafti á hvor aðra. Jákvætt og neikvætt hlaðnar agnir dragast saman (aðdráttar kraftur) en 2 jákvætt eða 2 neikvætt hlaðnar agnir ýtast frá hvor annari (fráhrindikraftur)
d. Skýra má tilvist rafkrafta milli hlaðinna einda með því að þær hafa áhrif á rafsvið í kringum sig.
e. Stöðurafmagn er þegar rafeindir flytjast til eða frá einum hlut og haldast þannig. Hlutirinn verður þá hlaðinn, t.d. blaðra sem við nuddum við hárið á okkur eða þegar við fáum straum úr bílnum okkar.
f. Sumir hlutir leiða rafmag(hita) vel og eru því kallaðir leiðarar, góðir leiðarar eru t.d. gull, silfur, kopar og fleiri málmar. Einangrarar eru efni sem leiða ekki vel rafmagn(hita) það eru t.d. gler, tré, gúmí, plast og fleiri efni.
g. Spenna er sú orka sem hver rafeind býr yfir. Því meiri spenna sem er því orkumeiri eru rafeindirnar. Spenna er mæld í voltum (V) og táknuð með V
h. Straumur segir okkur hversu margar rafeindir ferðast framhjá ákveðnum punkti í leiðara á sekúndu. Straumur er mældur í amperum (A) og er táknaður með I
i. Viðnám segir okkur hversu erfitt er fyrir rafeindir að komast frá einum stað til annars. Viðnám er mælt í Ohmum, óm, (Ω) og táknað með R
j. Ohms lögmálið er þá
(VIR)
eða spenna = straumur * viðnám
k. Straumur getur annaðhvort verið jafnstraumur, allar rafeindirnar hreyfast í sömu stefnu, eða riðstraumur, rafeindirnar ferðast reglubundið fram og til baka.
l. Rafafl er mælt í Vöttum (W) og er

eða Rafafl = Spenna * Straumur
m. Rafkraftar verka milli rafhlaðinna agna. Ef rafhleðslurnar eru á hreyfingu verka líka segulkraftar á milli þeirra.
n. Seglar haf tvö skaut, norður- og suðurskaut. Líkt og í rafmagninu þá dragast norður- og suðurskaut saman en 2 norður- eða 2 suðurskaut ýtast frá hvort öðru. Seglarnir hafa utan um sig segulsvið, svipað og rafsvið.
o. Hægt er að framleiða segla úr rafmagni, rafsegla. Þetta er hægt vegna þess að þegar straumur rennur um vír þá myndast seguslvið um hann. Ef vírinn er vafinn utan um einhvern hlut og straumur látinn renna um vírinn verður hluturinn segulmagnaður.
p. Einnig er hægt að vinna rafmagn úr seglum, þetta er notað í vatns varforkuverum. Þetta er gert með því að hreyfa vír inni í segulsviði.
6. Kjarnorka
a. Sú orka sem býr í kjörnum atóma og heldur þeim sama nefnist kjarnorka.
b. Kraftur sem nenfist sterk víxlverkun vegur upp fráhrindi krafta sem verkar á róteindir (+) í kjarna. Þetta er einn sterkasti kraftur sem við þekkjum.
Bylgjur

Bylgjur eru flutningur á orku, ekki efni. Það eru til margskonar bylgjur t.d. hljóðbylgjur, rafsegulbylgjur (ljós), öldur á hafinu o.fl. Þessar bylgjur hafa allr nokkra gurnn eiginleika sameinginlega

Eiginleikar bylgja.
Allar bylgjur hafa
1. Sveifluvídd
a. Þetta er mesta fjarlægð sem sameindir hafa frá jafnvægisstöðu, einnig nefnt útslag.
2. Lögun Bylgja
a. Þetta er sú lögun sem bylgjur hafa, til eru ýmiskonar bylgjur t.d. sínus bylgjur, kassa bylgjur o.fl.
b. Hæstipunktur bylgju kallast öldutoppur og lægsti punktur hennar nefnist öldudalur. Fjarlægð frá jafnvægisstöðu til öldutopps eða öldudals er sveifluvídd bylgjunanr
3. Bylgjulengd
a. Bylgjulengd er fjarlægð á milli tveggja samskonar punkta á bylgju. Oftast er hún mæld frá öldudal til öldudals eða öldutoppi til öldutopps.
4. Tíðni
a. Tíðni segir okkur hversu margar heilar bylgjuhreyfingar eru á tiltekinni tímaeiningu. Venjulega er tíðni mæld í Hretzum (Hz) og er 1 Hz, ein sveifla á sekúndu og 50 Hz eru 50 sveiflur á sekúnudu.

Hljóð
Hljóð er gert úr hljóðbylgjum. Þéttingar og þynningar verða í andrúmsloftinu þegar sameindir þess fara á hreyfingu, og mynda hljóðbylgjur. Hljóð berst í hljóðberum, best í hörðu efni, en ekki í tómarúmi. Hraði hljóðs er mismunandi eftir því í hverskonar efni það er að ferðast. Þættir sem hafa áhrif á hljóðhraðann eru hitastig og gerð efnisisns sem það berst um.
Hjóð af mismunandi tíðnum hefur mismunandi tónhæð. Því hærri sem tíðni hljóðsins er því hærri er tónhæðin. Tónhæð er ekki sama og hljóðstyrkur. Hljóðsturkur ræðst af sveifluvídd (útlsagi) bylgjanna. Hljóðstyrkur er mældur í desíbelum (dB)

Dopplerhrif
Þegar tónhæð hljóðs breytist sökum hreyfingar á hlustanda eða hljóðgjafa er talað um dopplerhrif.
Gott dæmi um dopplerhrif er hljóðið í fomúlu 1 bílum sem keyra framhjá kyrri myndavél. Tóninn hækkar á meðan hljóðgjafinn nálgast hlustandan en lækkar þegar hljóðgjafinn fjarlægist hlustandann. ATH dopplerhrif hafa ekkert með hljóðstyrk að gera.
Doppler hrif eru notuð við radarmælingar lögreglu, en þá skýtur lögreglan hljóðbylgjum á ákveðinni tíðni á bíl og nemur svo þær breytingar sem verða á tónhæð þegar hljóðið endurkastast af bílnum. Þá virkar bíllinn sem hljóðgjafi.

Víxlverkun bylgja
Víxlverkun er þegar hlutur hefur áhrif á annann hlut með krafti t.d. ein bylgja hefur áhrif á aðra bylgju.

1. Herma
a. Hlutir hafa tiltekna eigin sveiflutíðni sem kallast eigintíðni.
b. Stundum berist það að hlutur sem sveiflast nálægt öðrum hlut kemur hinum hlutnum til að byrja að sveiflast líka. Þetta gerist ef fyrri hluturinn sveiflast á eigintíðni seinni hlutarins. T.d. þegar ákveðinn tónn heyrst mjög hátt inni í herbergi, þá er tíðnin sem tónninn er á eigintíðni herbergisins.
c. Þetta fyrirbæri, að einn hlutur sveiflast á eigintíðni annars og kemur honum til að sveiflast nefnist herma.
2. Tónblær
a. Tónblær hluta (hljóðfæra) ræðst af undirtónum þeirra.
b. Ef strengur sveiflast allur í heild sinni myndar sveiflan tón sem kallast grunntónn. Hann er dýpsti tónn sem strengur getur myndað. Raunveruleg sveifla í streng er flóknari en þetta og gefur líka frá sér tóna með hærri tíðni. Þeir tónar kallast yfirtónar. Þegar yfirtónar blandast grunntóninum skapast hljóð eða hljómur sem hefur sinn sérstæða tónblæ.
3. Samliðun hljóðbylgja
a. Þegar hljóðbylgjur mætast leggjast þær saman og tvennskonar samliðun getur átt sér stað
i. Styrkjandi samliðun.
Öldutoppar leggjast við öldutoppa og öldudalir leggjast við öldudali. Bylgjan sem verður til við styrkjandi samliðun hefur útslag sem er jafnt samanlögðu útslagi bylgjana sem mynduðu hana
ii. Eyðandi samliðun
Öldutoppar leggjast við öldudali. Bylgjan sem verður til þegar bylgjurnar leggjast saman hefur minna útlsag en mylgjurnar sem mynduðu hana.

Ljós
Ljós er gert úr rafsegulbylgjum og er bara lítill partur af þeim rafsegulbylgjum sem eru til og mynda rafsegulrófið. Rafsegulrófið er sett saman úr öllum rafsegulbylgjum sem til eru, bylgjunum er raðað eftir orku (tíðni) þeirra, orku minnstu eru til vinstri og orku mestu til hægri. Uppröðunin er í grófum dráttum: útvarpsbylgjur, örbylgjur, ratsjárbylgjur, innrautt ljós, sýnilegt ljós (rautt er orku minnst og fjólublátt orku mest), útfjólublátt ljós, röntgengeislun og gammageislun.

Rafsegulbylgjur myndast þegar rafeindir falla á milli kvela í atómum. Þegar rafeindin fellur niður gefur atómið frá sér ljóseind sem er örsmár orkuskamtur rafsegulbylgju. Þegar rafsegulbylgja fellur á atóm þá örvast rafeindirnar og hoppa upp um hvel, drekka í sig bylgjuna. Orka ljóseindarinnar ræðst af því um hversu mörg kvel rafeindin fellur.

Rafsegulbylgjur eru þverbylgjur, þ.e. bylgjuhreyfingin er hornrétt á sveiflu bylgjunnar. Rafsegulbylgjurnar eru gerðar úr rafsviði og segulsviði sem hreyfast hornrétt á hvort annað og ferðastefnu bylgjunar.

Tvíeðli ljóss
Eins og allir vita er ljós gert úr ögnum (ljóseindum) og bylgjum (rafsegulbylgjum). Á þessu byggir fræði innan eðlisfræðinnar sem heitir Skammtafræði (e. Quantum physics) sem fjallar um orku skammta rafsegulbylgja og bylgjueiginleika agna.

Hægt er að nota ljós til að losa nægilega margar rafeindir frá efni til að skapa rafstraum, þetta nefnist ljósröfun. En vegna agna eiginleika ljóssins þá þarf orka hverrar ljóseindar sem á að losa rafeind að vera nægjanleg til að lyfta henni nógu langt frá kjarna atómsins til að hún verði frjáls og geti byrjað að renna í rafstraumi.

Myndun ljóss
Hlutir sem stafa frá sér eigin ljósi eru sagðir lýsandi og hlutir sem að endurkasta ljósi frá öðrum hlutum eru upplýstir.

Við notum nokkrar tegundir ljósgjafa.
1. Glóðarljós
a. Þetta eru venjulegar Osram ljósaperur. Þær mynda ljós þegar rafeindir flæða í gegnum glóðarþráð þeirra sem er gerður úr efni sem kallast Volfram. Í volframi er mikið viðnám sem veldur því að mikil orka tapast þegar rafmagn flæðir um það. Orkan sem tapast, tapast í formi ljóss og varma.
2. Flúrljós
a. Þetta eru yfirleitt langar glerpípur sem fylltar eru með kvikasilfur og argongasi. Þegar rafmagn er látið flæða um þessi gös þá gefa þau frá sér útfjólublátt ljós (sem að við sjáum ekki). Innan í pípunni er því ljómefni sem örvast vegna útfjólubláu geislunarinnar og gefur frá sér sýnilegt ljós. Svona perur eru yfirleitt í ljósbekkjum og skólastofum. Þetta er kalt ljós, þ.e. lítil orka tapast í formi varma.
3. Neonljós
a. Neonljós eru mjög svipuð flúrljósum. Í stað kvikasilfur og argongass er þó neongas. Þegar rafmagn fer um ljósið gefur það frá sér rautt ljós, en hægt er að hafa áhrif á lit þess með því að bæta öðrum gastegundum í það.

Speglun
Tvær megin tegundir af speglun: regluleg speglun og dreifð speglun.

Dreifð speglun er þegar myndir sem speglaðar eru bjagast við speglunina, t.d. þegar við speglum okkur í gáruðum vatnsfleti eða rispuðum geisladisk. Dreifð speglun á stórann þátt í því að dreifa sólarljósi um jörðina.

Regluleg speglun er þegar spegilmyndin er skörp eftirmynd upprunalegu myndarinnar.
Speglar
1. Sléttur spegill.
a. Spegill með fullkomlega sléttu yfirborði kallast sléttur spegill. Myndir sem eru speglaðar í honum eru nánast fullkomnar eftirmyndir upprunalegu myndanna. Þær virðast vera eins langt bakvið spegilinn og upprunalegu myndirnar eru langt fyrri framann hann. Hægri og vinstri snúast þá við.
2. Kúptur spegill
a. Kúptur spegill er í laginu eins og ytrabyrgði bolta.ljós sem spelast í honum dreifist því. Spegilmyndir í kúptum spegli eru alltaf minni ern upprunalegu myndirnar og virðast vera nær en upprunalegu myndirnar eru. Kúptir speglar eru yfirleitt notaðir í baksýnisspegla á bílum og í verslunum til að sjá yfir stórt verslunargólf.
3. Holspegill
a. Holspeglar eru eins í laginu og innrabyrgði kúlu.ljós sem speglast í holspegli safnast allt saman í svokallaðann brennipunkt spegilsins. Spegilmyndir í holspeglum virðast alltaf vera stærri en fyrirmyndirnar og langt í burtu. Svona speglar eru notaðir í vasaljós, en þá er ljósaperunni komið fyrir í brennipunkti spegilsins og koma þá ljósgeislarnir samsíða frá vasaljósinu.

Ljósbrot
Þegar ljós fer úr einu efni í annað beygir það, þetta nefnist ljósbrot. Þetta gerist vegna þess að ljós ferðast mismunandi hratt í mismunandi efnum og mismunandi litir ljóss ferðast mis hratt í efnunum. Dæmi um ljósbrot er regnboginn og það hvernig rör virðist bogna þegar við setjum það í vatn.

Hvítt ljós er saman sett úr öllum litum litrófsins. Hægt er að rannsaka hvaða litir eru í hvítaljósinu með ljósbroti. En þá er hvítaljósið látið skýna í gegnum gler þríhyrning (prisma) og þegar það fer í gegnum hann brotna litirnir mismikið og koma því aðskildir út hinumegin.

Litir ljóss
Litir hluta ráðast af því hvaða ljósi þeir endurkasta frá sér, t.d. ef að hvítt ljós er látið falla á rautt epli þá endurkastar eplið aðallega rauðuljósi frá sér. Litir gagnsærra hluta ráðast af því hvað litum hluturinn hleypir í gegnum sig, t.d. hleypir blátt gler bláuljósið aðalega í gegnum sig.

Svartur verður þegar hlutur endurvarpar enguljósi frá sér og hvítt er þegar hlutur endurvarpar öllum litum.


Einkenni lífvera

Vísindalegar aðferðir.

1. Ráðgáta skilgreind
a. Nákvæm skilgreining er fundin á því sem á að rannsaka. T.d. skröltormar sjá mjög illa. Hvernig finna skröltormar bráð sína?
2. Upplýsinga aflað
a. Byrjað er á því að lesa mikið efni sem tangist því sem á að rannsaka. T.d. lásu dýrafræðingar sér til um að skröltormar geta numið hitageislun og hafa gott lyktarskin
3. Tilgáta sett fram
a. Tilgára er sett fram sem er líkleg lausn á ráðgátunni. Eftir að maður hefur aflað sér þekkingar á því sem á að rannsaka er hægt að setja fram líklega lausn á ráðgátunni. T.d. var sett fram sú tilgáta að skröltormar renni á lyktina af sínu eigin eitri.
4. Tilraun
a. Nú er sett upp umhverfi þar sem vísindamenn hafa fullkomna stjórn á. Sá hlutur sem prófa á heitir breyta, og er hann prófaður í þessu umhverfi. Reynt er að prófa einungis eina breytu í einu, ef um margar er að ræða. T.d. drógu vísinda menn mús, sem hafði verið drepin af skröltormi, um skröltorms búr. Svo settu þeir skröltorm í búrið og hann fann hana um leið.
b. Svo gerðu vísindamennirnir samanburðartilraun. Það er tilraun sem er nákvæmlega eins og upphaflega tilraunin nema breytunni er slept. Þeir drógu dauða mús, sem hafði ekkert skröltorma eitur í sér, eftir skröltormabúrinu. Þegar þeir settu skröltorminn í búrið fann hann músina ekki.
5. Skráning upplýsinga
Mikilvægt er að skrá allar upplýsingar niður á skipulagðann og nákvæmann hátt. Slíkar upplýsingar eru nefndar rannsóknargögn.
6. Niðurstöður túlkaðar
Eftir að tilraunirnar hafa verið framkvæmdar og upplýsingunum hefur verið safnað þarf að vinna úr upplýsingunum vísbendingar sem stiðja eða fella tilgátuna.

Vísindalegar mælingar
Það kerfi eininga sem við notum kallast metrakerfið sem er hluti Si kerfisins. Í því eru gunneiningarnar
1. Lengd
Mæld í metrum [m]
2. Rúmmál
Mælt í lítrum [l], einnig í rúmmetrum [m3]
3. Massi og þyngd
Massi er mældur í grömmum [g]. Massi er ekki það sama og þyngd. Þyngd segir til um hversumikill þyngdarkraftur verkar á hluti. Þyngd er því breytileg eftir staðsetningu, t.d. er þyngd okkar mun meiri á jörðinni en á tunglinu. Massinn er þó hinn sami þar sem efnismagn okkar breytist ekki.
a. Eðlismassi
Massi ákveðins rúmmáls af tilteknu efni nefnist eðlismassi þess.

4. Hiti
Hiti er yfirleitt mældur í gráðum á celsíus [°C] eða kelvin stigum [K]. Vatn frýs við 0°C eða 272 K, sýður við 100°C eða 372 K.

Einkenni lífvera

Líf sprettur af lífi
Það er alvitað að líf kvikknar ekki af sjálfu sér. Allt fram til aldamótana 1600 trúði fólk á sjálfkvikknun lífs, þ.e. að líf gæti bara kviknað af sjálfu sér. En 1668 sannaði ítalinn Francesco Redi að líf gæti einungi kvikknað af öðru lífi.

Hreyfing
Hæfileikinn til að geta skipt um dvalarsvað er mikilvægur eiginleiki margra dýra. Dýr geta hreyft sig úr stað til að leita að fæðu og skjóli. Plöntur hreyfa sig ekki á sama hátt og dýr. Þær tegja sig yfirleitt að ljósi og opna og loka blóm sín.

Efnaskipti
Uppbygging og niðurbrot lýsa vel þeirri efnastarfsemi sem fram fer í lífverum. Hluti þessarar starfsemi felst í því að einföld efni eru sett sama í flókin efni sem að lífverurnar þurfa til að komast af . Við annarskonar starfsemi er flóknum efnasamböndum sundrað og þannig fæst orka og smærri efnasambönd. Þessi starfsemi nefnis efnaskipti

1. Næringarnám
Allar lífverur verða að taka til sín næringu eða framleiða hana sjálfar. Flestar lífverur setja einfaldlega bara næringuna í munninn eða í nema hana í gegnum húðina. Grænar plöntur þurfa hinsvegar ekki að neyta fæðu, því að þær framleiða sína eigin næringu með ljóstilífun. Með rótunum taka þær til sín varn og steinefni, taka koltvíoxíð inn um laufblöðin og nota svo orkuna frá sólina til að breyta þessu í næringu.
2. Melting
Melting er ferli þar sem næring er brotin niður í einfaldari efni. Síðar eru þessi einfaldari efni notuð til að byggja upp lífveruna eða orka unnin úr þeim
3. Öndun
Ferlið sem felst í því að líverfa tekur til sín súrefni og notar það til þess að losa orku úr fæðuefnum kallast öndun. Þessi öndun er líka kölluð frumuöndun. Þetta er ekki það sama og þegar við drögum að okkur loft í “venjulegri öndun”
4. Þveiti
Ferlið sem stuðlar að því að losa úrgangsefni úr líkananum er þveiti.
Vöxtur og þroskun
Vöxtur felst ekki í því einu að þær stækki að umfangi. Lífverurnar þroskast og gerð þeirra verður flóknari en áður. Stundum verða gífurlegar breytingar á lífverunum. T.d. minni fiðrildalirfan sem skríður um ekki mikið á fiðrildin sem hún á eftir að verða að.

Æviskeið
Eitt af mikilvægustu einkennum lífvera er að þær eiga sér afmarkað æviskeið. Það merkir að hver lífvera getur ekki búist við að lifa nema tiltekna ævi. Hámarksævilengd er lengsta æviskeið sem vitað er til að lífvera af tiltekinni tegun hafi lifað. Vöxtur og þroski fara fram nánast allt æviskeiðið hjá sumum lífverum.

Viðbrögð
Áreiti er eitthvað í umhverfi lífveru sem veldur því að hún sýnir tiltekið viðbragð. Viðbragð er einhver athöfn eða hreyfing lífveru.
Dæmi um utanaðkomandi áreiti er þegar við brennum okkur og kippum að okku hendinni, sem er þá viðbragðið.
Dæmi um áreiti sem á sér stað innan líkama lífveru er þegar við geispum til að yfirvinna súrefnisskort.

Æxlun
Lífverutegun verður aldauð (útdauð) ef einstaklingum innan hennar tekst ekki að æxlast. Æxlun er ferli þar sem lífverur geta af sér afkvæmi í sömu mynd. Æxlun skiptist í megin atriðum í kynæxlun og kynlausa æxlun. Kynæxlun krefst yfirleitt þáttöku tveggja foreldra, þróaðar tegundi plantna og dýr fjölga sér með kynæxlun. Sumar lífverur fjölga sér hinsvegar þannig að foreldrið er aðeins eitt og er þá um kynlausa æxlun að ræða. Einfalt dæmi um slíkt er þegar gerlar skipta sér.

Orka, Næring og vatn
Allar lífverur þurfa orku. Þær nýta hana til mismunandi starfsemi, t.d. hreyfingar. Frum uppspretta orku flestra lífvera er sólin. Plöntur beisla orku sólarinnar og nýta hana til þess að framleiða fæðuefni (ljóstillífa). Sum dýr nærast á plöntum og nýta þannig þá orku sem plönturnar voru búnar að beisla. Önnur dýr nærast svo á plöntuætunum. Með þessu móti berst orka sem komin er frá sólu milli lífveranna.

Næring er einn þeirra þátta sem lífverur þurfa sér til lífsviðurværis og tekur til allra efna sem lífverur þarnast til þess að vaxa og halda lífi. Sú næring sem er viðurværi lífvera er mjög mismunandi, t.d. borða kóalabirnir laufblöð, termítar borða tré og plöntur nærast einna helst á sykri.

Þú kemst ekki af án vatns nema í fáeina daga. Flestar lífverur eru að mestum hluta vatn. Vatnið gegnir margskonar hlutverkum í lífverum. Flest efni leysast upp í vatni og þess vegna berast mikilvæg efni auðveldlega til allra líkamshluta lífvera. Blóð dýra og safi trjáa er að mestum hluta vatn. Í lífverum fara efnahvörf alla jafna fram í vatni og ef þess nyti ekki við myndu efnaskipti stöðvast með öllu. Vatn ber einnig í burtu mörg úrgangsefni.

Hiti og umhverfi
Samvægi er hæfileiki lífvera til þess að halda innri skilyrðum óbreyttum þótt aðstæður í kringum þær breytist. Það er hluti af samvægisferlinu að halda líkamshita stöðugum þegar hitinn í umhverfinu breytist. Dýr sem halda alltaf jöfnum hita eru sögð vera með jafneitt blóð eða vera jafnheit. Dýr með jafnheitt blóð eru virk hvort sem það er kalt eða heitt í kringum þau. Sum dýr geta ekki haldið líkamshita sínum jöfnum, heldur sveiflast hann með umhverfis hitanum, eru sögð vera með misheitt blóð eða vera misheit.

Efni í lífverum
Ólífræn efnasambönd
Efnasambönd sem innihalda ekki kolefni eru sögð vera ólífræn. Það eru þó nokkrar undantekningar á þessu t.d. eru koltvíoxíð og kolsýra talin ólífræn. Ólífræn efnasambönd án kolefnis eru t.d. matarsalt, ammoníak, vatn og ryð

Lífræn efnasambönd
Mörg efnasambönd innihalda kolefni ásamt öðrum frumefnum s.s. vetni og súrefni. Þessi efnasambönd eru sögð vera lífræn. Helstu lífrænu efnasamböndin eru:

1. Sykrur
Sykrur er helsti orkugjafi lífvera, þær eru líka kallaðar kolvetni. Þær gegna líka öðrum hlutverkum í frumum t.d. byggingarefni. Sykrur eru úr kolefni, vetni og súrefni. Þær skiptast í smásykrur og fjölsykrur. Dæmi um smásykrur eru glúkósi og strásykur, en mjölvi og beðmi eru dæmi um fjölsykrur. Smásykrur eru í ávöxtum og sælgæti en fjölsykrur eru í kartöflum og korni. Í lífverum breytast sykrur í einfaldar smásykrur sem nefnast gúkósi. Líkaminn notar síðan glúkósa til þess að afla þeirrar orku sem þarf. Umfram sykrur eru geymdar í fjölsykrum, einkum mjölva. Mjölvi er helsta forðanæring plantna.
2. Fituefni
Fituefni eru mynduð úr kolefni, vetni og súrefni. Fituefni eru orkuríkari en sykrurnar og ásamt fjölsykrum geyma þau umfram orku. Sum fituefni eru á föstuformi við herbergishita, t.d. tólg og vax, en önnur eru fljótandi við sama hita og kallast olíur. Fita er helsta forðanæring dýra. Ftuefni geyma tvötfalt meiri orku en sykrur.
3. Prótín
prótín eru gerð úr kolefni vetni og súrefni en stundum er líka í þeim nitur, brennisteinn og fosfór. Byggingarefni prótína eru amínósýrur. Í lífverum finnast tuttugu mismunandi tegundir amínósýra. Þær geta myndað þúsundir mismunadi prótína. Prótín gegna margskonar hlutveri í lífverum. Sum sjá um vöxt og viðhald líffæra, önnur mynda hár og vöðva, berjast við sýkla og koma súrefni um líkamann.
4. Ensím
Sérstök gerð prótína sem stýra efnafræðilegi starfsemi líkmans kallast ensími eða lífhvatar. Ef ensíma nyti ekki við væru öll efnahvörf í lífverum svo hæg að líf gæti ekki þrifist.
5. Kjarnsýrur
Kjarnsýrur eru mjög stórar sameindir sem geyma upplýsingar um gerð þeirra prótína sem líkaminn þarf á að halda. Kjarnsýrur eru af tveimur gerðum og stýra því hvenig amínósýrur raðast saman og tryggja að rétt prótín myndist. Önnur af tveimur gerðum kjarnsýra er DKS eða DNA. DNA varðveitir upplýsingar sem eru nauðsynlegar þegar prótín eru mynduð. DNA geymir líka upplýsingar um hverja lífveru sem berast frá foreldri til afkvæmis. RKS eða RNA er hin gerð kjarnsýrana og hún les heimildirnar úr DNA-inu og stjórnar ferlinu sem annast myndun prótína. Sem sagt DNA geymir upplýsingar og RNA vinnur með þær.

Gerð og hlutverk fruma
Allar lífverur eru gerðar úr einni eða fleiri frumum sem erugrunn einingar hennar bæði að gerð og hlutverki. Hver fruma inniheldur frumulíffæri sem gegna ákveðnu hlutverki í frumunni. Flestar frumur hafa ýmsa sameiginlega eiginleika hvort sem um er að ræða dýra- eða plöntufrumur

Frumuveggurinn
Frumuveggurinn er sterkur og stinnur og er úr efni sem nefnist beðmi (fjölsykra). Þrátt fyrir að frumuveggurinn sé harður komast vatn, súrefni, kolefni og viss uppleyst efni í gegnum hann. Frumuveggurinn veitir frumunni styrk og vermdar hana. Einungis plöntufrumur hafa frumuvegg.

Frumuhimnan
Í plöntufrumum er frumuhimnan rétt innan við frumuvegginn en í dýrafrumum er hún ysta lag frumunnar. Frumuhimnan gegnir nokkrum mikilvægum hlutverkum. Hún gerir frumunni kleift að breyta lögun sinni ef hún verður fyrir þrýstingi. Hún skilur líka á milli frymis frumunnar og umhverfis hennar. Hún á þátt í að stjórna heryfingu efni inn í og út úr frumunni. Sagt er að frumuhimnan sé valgegndræp, vegna þess að hún getur “valið” hvaða efni fara í gegnum sig.

Kjarni
Kjarninn er nokkurskonar heili frumunnar. Utan um hann er kjarnahimna sem skilur hann frá umfryminu. Hún er lík frumuhimnunni að því leiti að hún gerir efnum kleift að berast inn í og út úr kjarnanum. Grannir þræðir sem fljóta um í kjarnanum eru litningar. Þeir stýra starfsemi frumunnar og miðla erfðaeiginleikum hennar til nýrra fruma. Litningarnir eru gerðir úr kjarnsýrum DNA-ið er alltaf kyrrt inn í kjarnanum en RNA-ið ferðast út úr honum með upplýsingar um hvaða prótín á að smíða. Í kjarnanum er líka kjarnakorn. Þetta er lítill þéttur hlutur sem líffræðingar vita ekki nákvæmlega hvað gerir. Vitað er að það er gert úr RKS og prótínum. Þeir halda að það gegni mikilvægum hlutverkum í smíði prótína.
Frymisnetið
Umfrymið er sá hlut frymisins, hins lifandi efni frumunnar, sem er utan kjarna. Frymisnetið lyggur út frá kjarnahimnunni og myndar nokkurskonar völundarhús. Frymisnetið tekur þátt í smíði og flutningi prótína.

Ríbósóm
Ríbósóm eru aðalega gerð úr RNA. Í ríbósómum tengjast amínósýrurnar saman og mynda prótín og er þá stuðst við upplýsingarnar sem RNA-sameindirnar bera með sér. Flest ríbósómin sytja á frymisnetinu en sum fljóta í umfryminu.

Hvatberar
Hvatberar eru helsta orkuuppspretta frumunnar. Í hvatberum fer fram sundrun gúkósa og annarra einfaldra fæðuefna. Mikil orka losnar þegar fæðuefnin eru brotin niður. Hvatberarnir beisla orku og geyma hana í sérstökum orkuríkum sameindum. Því virkari sem fruma er því fleiri hvatbera hefur hún. Sem dæmi má nefna að vöðvafrumur haf mun fleiri hvatbera en beinfrumur. Hvatberar eru með dálítið af eigin DNA-I og er talið að fyrir milljónum ára hafi þeir verið sjálfstæðar lífverur sem urðu innlyksa í stærri frumum.

Safabólur
Þetta eru stórir vökvafylltir belgir sem er að finna bæði í dýra- og plöntufrumum. Í plöntufrumum eru þó yfirleitt ein mjög stór safabóla en nokkrar littlar í dýrafrumum. Í safabólum eru geymd ýmis efni sem fruman þarf á að halda t.d. fæðuefni og ensími. En í henni er einnig hægt að geyma úrgangsefni. Í plönum eru safabólur helstu geymslustaðir vatns. Þegar þær eru fylltar vatni tútna ftumurnar út. Á æviskeiði sínu getur plöntufruma fimmhundruðfaldað stærð sína sem skýrist fyrst og fremst af vatnsmagni í safabólum hennar.

Leysikorn
Leysikorn gegna hlutverki í meltingarstarfsemi frumunnar. Leysikorn geyma ensími sem bjróta niður stórar fæðusameindir í margar smærri. Þessar smáu sameindir berast síðan til hvatberana þar sem þær “brenna” og geta orku. Þegar hlutar frumu eldast og ganga úr sér sjá leysikorn um að melta þá og efnin sem verða til við sundrunina nýtast við smíði nýrra frumuhluta. Himna sem umlykur leysikornið varnar því að hún melti alla frumuna.

Grænukorn
Í plöntufrumum finnast grænukorn (blaðgæna). Þau beisla orku sólarinnar og nýta hana til þess að búa til fæðuefni fyrir plöntufrumuna í ferli sem heitir ljóstillífun.

Starfsemi frumna
Efnaskipti
Umbreyting orku úr einni mynd í aðra er einstaklega flókið ferli sem krefst margra efnahvarfa. Í sumum efnahvörfum er sameindum sundrað en í öðrum eru sameindir settar saman. Þessi efnahvörf seundrunar og uppbyggingar nefnast einu nafni efnaskipti.

Flæði
Frumuhimanan er valgegndræp, þ.e. hún hleypir aðeins tilteknum efnum inn í og út úr frumunni. Mörg efni berast í gegnum frumuna í ferli sem kallast flæði. Flæði er ferli þar sem sameindir efnis sem er í ákveðnum styrk færast til svæðis þar sem minna er af sama efni

Osmósa
Vatn er mikilvægasta efnið sem berst gegnum frumuhimnuna og reyndar 80% af fryminu er vatn. Osmósa er fólgin í flutningi vatns inn í frumu eða út úr henni. Osmósa lýsir sér þannig að vatn flyst frá svæði þar sem mikið er af því til svæðis þar sem minna er af því. Þetta kemur í veg fyrir að fruman þorni um of.. Flæði og osmósa krefjast engrar orku.

Burður
Stundum þarf fruman á efnum að halda sem að geta ekki borist inn um hana með flæði og osmósu, þá notar hún burð. Burður krefst orku frá frumunni. Venjulega fer hann þannig fram að sérstök burðarefni (efnaberar) í frumuhimnunni bindast efninu sem á að koma inn og draga þau svo inn í frumuna. Burður kemur líka við sögu þegar koma þarf úrgangi út úr frumunni.

Frumuskipti
Þegar lífvera stækkar er það venjulega vegna þess að frumum í líkama hennar fjölgar. Frumurnar fjölga sér með því að skipta sér í tvær nýjar frumur. Þessi fjölgun er dæmi um kynlausaæxlun. Sérhver ný fruma sem myndast kallast dótturfruma og ef einni fumu myndast tvær dótturfrumur sem eru nákvæmlega eins, og það sem þær eru nákvæmlega eins og móðurfruman.

Við jafnskiptingu (meiósu) tvöfaldast erfðaefni móðurfrumunnar áður en frumuskiptingin verður. Niðurstaðan verður þá sú að jafnskipting er ferli þar sem frumur í líkamalífveru skipta sér og mynda nákvæmar eftirmyndir sínar. Jafnskipting kemur við sögu bæði hjá plöntum og dýrum þegar þau vaxa, sinna viðhaldi á sködduðum hlutum og þegar nýjar frumur fylla skörð dauðra.

Við rýriskiptingu (meiósu) skiptist erfðaefni móðurfrumunnar á milli dótturfrumanna og til verða kynfrumur með helminginni færri litninga en móðurfrumurnar. Þegar kynfrumurnar sameinast síðan við frjóvgun fær afkvæmið helming erðaefnis hvors foreldris.
Skipulag lífvera
Í líkömum flestra fjölfrumunga sjáum við dæmi um verkaskiptingu. Verkaskipting felur í sér að sú starfsemi sem nauðsinleg er til þess að halda lífveru lifandi fer fram í mismunandi hlutum líkama hennar. Sérhæfingu líkamshluta lífvera má lýsa sem mismunandi skipulasstigum:

Fyrsta skipulagsstig: Frumur
Þegar um fjölfrumunga er að ræða gegnir hver gerð frumna sérstöku hlutverki. Vöðvafrumur gera okkur kleift að hreyfa okkur og taugafrumur greina áreiti og senda boð um líkamann. Ekki má þó gleymast að hver einstök frumugerð er háð frumum af öllum öðrum gerðum og lifir ekki af án þeirra. Lífveran í heild er á sama hátt háð öllum frumum sínum.

Annað skipulagsstig: Vefir
Frumur sem eru svipaðar að gerð og hlutverki raðast saman og mynda vefi. Vefir mynda annað stig skipulasins í lífverum. Það gildir um hverja einustu vefjafrumu að hún verður að sinna þeim störfum sem nauðsynleg eru til þess að halda henni á lífi líkt og á við um einfruma geril. En samhliða þeim störfum sinnir vefurinn einu eða fleiri sérhæfðum störfum innan líkama lífverunnar. Vefjafrumur vinna með öðrum orðum sjálfum sér til heilla en um leið vinna þær í þágu lífverunnar allrar. Vefi er að finna bæði í dýrum og plöntum.

Þriðja skipulasstig: Líffæri
Líffæri eru úr mismunandi vefjum sem vinna saman. Hjarta er tildæmis úr taugavef, vöðvavef og þekjuvef.

Fjórða skipulasstig: Líffærakeri
Líffæri sinna starfi sínu sjaldnast ein, ekki fremur en frumur og vefir. Þau vinna hvert í samvinnu við hvort annað og mynda líffærakerfi. Líffærakerfi er því hópur líffæra sem vinna saman að tilteknum störfum. Dæmi um nokkur líffærakerfi eru:
1. Beinagrind
Verndar og ber uppi líkamann
2. Vöðvakerfi
Ber uppi líkamann og gerir honum kleift að hreyfast
3. Húð
Verndar líkamann
4. Meltingarfæri
Innbyrgða fæðu, flytja hana áfram, brjóta hana niður og færa einföld fæðuefni út í líkamann þar sem þau nýtast honum.
5. Blóðrásarkerfið
Flytur súrefni, úrgangsefni og meltfæðuefni um líkamann
6. Öndunarfæri
Annast upptöku súrefnis í líkamann og losun koltvíoxíðs
7. Þveitiskerfi
Annast losun fljótandi og fastra úrgangsefna úr líkamanum
8. Innkirtlakerfi
Stýrir margvíslegri starfsemi líkamans.
9. Taugakerfi
Flytur boð um líkamann og á þátt í að samhæfa líkamsstarfsemina
10. Æxlunarfæri
Mynda karl- og kvennkynfrumur.

Fimmta skipulagsstig: Lífverur
Lífvera er lifandi líkami í heild sinni sem annast alla þá starfsemi sem einkennir lífið. Flókin lífvera er samsett úr líffærakerfum. Hvert líffærakerfi sinnir tilteknu starfi, en öll líffærakerfin vinna í sameiningu að velferð lífverunnar svo að hún megi lifa. Ef aðeins eitt líffærakerfið skerst úr leik er lífverunni bráður bani búinn.

Lífverur og umhverfi þeirra

Lífverur hafa áhrif á lífvana þætti í umhverfisínu og öfugt. Umhverfið er að hluta sett saman úr lífvana þáttum og að hluta úr lifandi þáttum. Sumir eru viðkvæmirm en aðrir haggast miklu síður. Öllum þáttunum er það þó sameiginlegt að breyting í einum þætti getur haft áhrif á aðra þætti umhverfisins. Vistfræði er fræðigrein sem fjallar um samskipti lífvera innbyrðis og hvernig þær tengjast umhverfi sínu. Í vistfræði er einnig fjallað um ýmsar breytingar sem eiga sér stað í umhverfinu og reynt að er að varpa ljósi á hvaða áhrif þær hafa.

Vistkerfi
Í vistfræði er lifandi umhverfi skippt í einingar eða heildir sem ná bæði til allra lífvera og umhverfis þeirra. Eining af þessu tagi kallast vistkerfi. Vistkerfi er skilgreint sem tiltekið svæði þar sem lífverur tengjast hver annarri og lífvana umhverfi sínu á einn eða annan hátt. Vistkerfi getur verið mjög smátt, t.d. einn vatnsdropi í tjörn, eða mjög stórt, t.d. heilt úthaf.

Líffélög
Lifandi hluti hvers vistkerfis er allar þær fjölmörgu og margvíslegu lífverur sem lifa á hinu tiltekna svæði og þær kallast einu nafni líffélag.

Stofnar
Stofn er hópur lífvera af sömu tegund sem lifir á afmörkuðu svæði, t.d. allar bleikjur í ákveðnu stöðuvatni. Vistkerfi fralmfleyta mörgum mismunandi stofnum lífvera.

Kjörbýli og sess
Sá staður sem lífvera á að heimkynnum sínum kallast kjörbýli eða búsvæði hennar. Þar finna þær skjól og fæðu. Auk þess að eiga kjörbýli gegnir hver tegund lífvera tilteknu hlutverki í líffélaginu. Hver tegund skipar ákveðinn sess, sem merkir í raun að hún hefur tiltekið starf með höndum. Sess, sem er fremur vítt hugtak, felur í sér öll umsvif lífverunnar og allt sem hún þarfnast innan kjörbýlis síns. Lífverur sem lifa í sama vistkerfi geta deilt með sér kjörbýli, en mismunandi tegundir geta hinsvegar ekki skipað nákvæmlega sama sessinn. Ef þær skipuðu sama sess hlytu þær að keppa um sömu fæðu og sömu staði til að búa á .

Fæða og orka í vistkerfi
Engar lífverur komast af án orku. Uppruna þessarar orku má alltaf rekja til ljóstillífandi plantna.

Plöntur: Fæðuverksmiðjur náttúrunnar
Plöntur hafa einn mjög mikilvægann kost framyfir aðrar lífverur, þær geta framleitt sína eigin fæðu. Ferlið sem þær nota til þess nefnist ljóstillífun. Í ljóstillífun beisla grænir hlutar plantnanna (grænukorn) orku sólarljóssins og nýta hana til þess að mynda einsykruna glúkósa. Glúkósinn verður til við efnahvörf í frumum plantnanna þar sem vatn gegnur í efnasamband við koltvíoxíð og myndar sykruna og súrefni.
Plöntur nota orku sólarinnar til þess að framleiða fæðu handa sjálfum sér eru nefndar frumbjarga, sem merkir að þær eru sjálfum sér nægar um frumþarfir sínar.

Samskipti milli lífvera
Flokka má lífverur í 3 hópa eftir því hvernig þær afla sér orku.
1. Frumframleiðendur
Plöntur mynda sjálfar fæðuefni sem þær þurfa til eigin nota og teljast því frumframleiðendur vistkerfisins
2. Neytendur
Lífvera sem nærist beint eða óbeint á frumframleiðendum kallast neytandi. Neytendur eru ófrumbjarga, sem merkir að þeir eru ekki sjálfum sér nægir um frumþarfir sínar
3. Sundrendur
Þegar plöntur og dýr deyja nýta lífverur sem nefnast sundrendur (rotverur) líkama þeirra sér til viðurværis. Sundrendur eru mikilvægir í hverju vistkerfi einkum af tveimur ástæðum. Þeir fjarlægja leifar plantna og dýra úr vistkerfinu. Þó skiptir jafnvel enn meira máli að vegna starfsemi sundrenda komast nitur, kolefni, fosfór, brennisteinn, magnesíum og fleiri efni aftur í hringrásina í vistkerfinu og verða að áburði fyrir næstu kynlóð plantna.

Fæðukeðjur og fæðuvefir
Fæðukeðja lýsir því hvernig mismunandi hópar lífvera afla sér fæðu og þar með orku. Plöntur, sem eru frumbjarga, mynda fyrsta hlekkinnn í fæðukeðju. Dýr sem nærast á plöntunum mynda næsta hlekk og þau dýr sem éta plöntuæturnar mynda svo þriðja hlekkinn.
Fæðukeðjan lýsir því hvenig orkan í fæðu berst frá einni lífveru til annarrar þar eð þær segja til um hver étur hvern. Í flestum vistkerfum tvinnast margar mismunandi fæðukeðjur saman og mynda fæðuvef. Fæðuvefur er gerður úr öllum fæðukeðjunum sem finna má í hverju vistkerfi.

Fæðuhlekkir og fæðuhjallar
Fæðuhlekkur segir til um stöðu plöntu eða dýrs í fæðukeðjunni. Þegar við setjum fæðuhlekkina upp á mynd þannig að breidd hvers hlekks er látin tákna orkuna sem býr í honum sjáum við að hlekkirnir mjókka eftir því sem ofar dregur og þá kemur fram mynd sem minnir á píramíta. Þetta kallast orku- eða fæðupíramíti. Þetta er einnig hægt að gera með fæðuhjalla úr fæðuvef, sem eru sambærilegir hlekkjunum í fæðukeðjunni.
Fyrir því að orkan minnkar milli fæðuhlekkja eða –hjalla eru nokkrar ástæður. Í fyrstalagi þurfa lífverur töluverða orku til þess að knýja lífsstarfsemi sína. Þá breytist hluti orkunnar í varmaorku sem tapast út í umhverfið. Einnig meltist aldrei nema hluti fæðunnar og er því mikil orka í úrgnagngi lífvera. Talað er um að einungis 10% af orku í einum fæðuhjalla berist upp í þann næsta.

Tengsl í vistkerfi
Samkeppni
Samkeppni er viss tegund tengsla þar sem lífverurnar keppa hver við aðra um einhver takmörkuð lífsgæði sem þau þurfa til þess að lifa. Tengsl milli lífvera í vistkerfi byggjast yfirleitt á samkeppni. Samkeppni hefur orf hagstæð áhrif í för með sér. Heilbrigð samkeppni kemur jafnan í veg fyrir að stofn verð það stór að hann raski jafnvægi vistkerfisins.

Ránlíg og afrán
Lífverur sem veiða, drepa og éta aðrar lífverur kallast rándýr. Léfverurnar sem rándýrin veiða sér til matar kallast bráð. Lifnaðarhættir rándýranna kallast ránlíf og það er haft um öll tilvik þat sem dýr er drepið til matar. Veiðar rándýra eiga þátt í að halda stofni bráðarinnar niðri og með því stuðla rándýr einnig að fjölbreyttni innan vistkerfisins.

Samlíf
Samlíf byggist á tengslum lífvera þar sem ein lífvar lifir á, í nágranni við eða inni í annari lífveru. Samlíf er til hagsbóta ýmist fyrir annann aðilann í samlífinu eða báða. Það eru nokkrar tegundir samlífis
1. Gistilíf
Þegar um gistilíf er að ræða hagnast annar aðili samlífsins en hinn ber hvorki skaða né hag af. Dæmi um gistilíf eru hrúðurkarlar sem lifa á hvölum. Með þessu móti fá hrúðurkarlarnir ókeypis flutning um heimshöfin og eiga aukinn möguleika á að veið sér til matar en hvalurinn finnur ekkert fyrir þessu.
2. Samhjálp
Tengsl milli lífvera geta verið lífsnauðsinleg fyrir báðar lífverurnar. Samlíf þar sem svo háttar nefnist samhjálp og er til hagsbóta fyrir báða aðila. Dæmi um þetta eru Íbsar sem lifa á fenjasvæðum í Bandaríkjunum. Þeir veiða fisk sem þeir fara með í hreiður sín í trjánum. Undir hreiðrunum bíða eiturslöngur sem nærast á fiskbitum sem detta niður úr trjánum og um leið halda .þær þvottabjörnum frá hreiðrunum.
3. Sníkjulíf
Þegar tengsl einnar líferu hafa skaðleg áhrif á aðra er talað um sníkjlíf. Sú lífvera sem hagnast á tengslunum er sníkillinn en lífveran sem sníkillinn legst á er kölluð hýsill. Plöntur geta, til dæmis, verið sníklar. Sillkijurt tekur alla næringu sína frá hýsilplöntum sem eru oft smáti eða refasmári. Silkijurtin vefur sig um hýsilinn og festir sig við hann með nokkurskonar sogskálum. Að því loknu losar hún sig við ræturnar og þiggur síðan stuðning og næringu frá hýslinum.

Efnafræði

Frumeindakenningin
Grikkinn Demokrítus, sem var uppi fyrir meira en 2000 árum, setti fram þá kenningu að efni væri búið til úr litlum eindum sem ekki var hægt að skipta í smærri eindir. Þessar eindir kallaði hann frumeindir eða Atóm. Grikkir gátu ekki sannreint þessa kenningu og féll hún í gleymsku þegar nýstárlegar hugmyndir um að allt efni væri gert úr 4 frumefnum: Jörð, vatni, lofti og eldi.

Englendingurinn Jhon Dalton endurvakti svo þessa hugmynd um atómin í byrjun nítjándualdar og er hann talinn höfundur hennar í dag. Með rannsóknum sínum þróaði hann þá kenningu að: “All efni væri gert úr frumeindum (atómum) sem hallar væru eins í hverju frumefni um sig en mismunandi eftir frumefnum. Freumeindir mismunandi frumefna gætu síðan sameinast og myndað stærri eindir, sameindir.” Þessi kenning Daltons nefnist frumeindakenningin.

Frumeindir og sameindir
Efni eru oft búin til úr mjög litlum eindum sem kallast sameindir. Þessar eindir er hægt að kljúfa í frumeindir. Dæmi um sameindir eru vatn (H2O), sem eru tvö vetnisatóm og eitt súrefnisatóm.
Frumefnin eru rúmlega 100, en einungis 90 hafa fundist í náttúruni en hin búin til í tilraunastofum. Frumefnum er raðað í lotukerfið.

Frumefni og efnasamband
Ef frumeindir efnis eru allar af sömu gerð kallast efnið frumefni.
Sameindir geta verið tvennskonar. Sumar þeirra eru úr frumeindum sem eru allar eins, t.d. óson (O3). En sumar eru samsettar úr ólíkum frumefnum. Hrein efni úr slíkum sameindum nefnast efnasamband, t.d. koltvíoxíð (CO2).
Af þeim 90 gerðum af frumeindum sem finnast í náttúrunni eru nokkrar í frumefnum, s.s. gulli (Au) og súrefni (O), en lang flestar eru í efnasamböndum, s.s. vetni (H) í vatni.
Svipað og bókstafir mynda orð hjá okkur mynda frumeindir sameindir. Sumar frumeindir eru algengari en aðrar í sameindum og ekki er hægt að raða sameindum upp á hvaða hátt sem er, eins og ekki er hægt að raða bókstöfum upp á hvaða hátt sem er.

Efnaformúlur og byggingarformúlur
Efnaformúlur segja okkur úr hvaða efnum sameindir eru gerðar og í hvaða hlutföllum þau eru. Tökum vatn sem dæmi það hefur efnaformúluna H2O. Þessi formúla segir að það eru tvær vetnisfrueindir (H) tengdar við eina súrefnisfrumeind (O). Littla talan aftan við skamstöfun frumeindar segir hversu margar slíkar frumeindir eru í efninu. Í sameindinni CO2 eru þá ein kolefnisfrueind (C) og tvær súrefnisfrumeindir (O).
Byggingarformúla eru einföld teikning af líkani sameindar. Bygingar formúlur vetnis (H2) og súrefnis (O2) eru t.d.
H-H O=O

Strikin tvö sem tengja súrefnisatómin saman eru kölluð tvítengi.

Nöfn og tákn efnafræðinnar
Mál efnafræðinnar er alþjóðlegt og byggist oft á latnesku. Mörg frumefni hafa þó líka séríslensk heiti. Nokkur algeng efni eru
Grískt eða latneskt heiti Frumeindatákn Íslenskt heiti
Oxygen O Súrefni
Hydrogen H Vetni
Carbon C Kolefni
Nitrogen N Nitur
Sulfur S Brennisteinn
Phosforus P Fosfór
Chlorum Cl Kór
Natrium Na Natrín
Kalium K Kalín
Cuprum Cu Kopar
Ferrum Fe Járn
Calcium Ca kalsín

Fimm síðustu efnin eru málmar en hin eru málmleysingjar (ekki málmar)

Hamur efnis
Flest efni geta verið ýmist föst, fljótandi eða loftkend. Hamur, ástand, efnis við tiltekinn hita fer eftir bræðslu og suðumarki.
Fast efni er oft nefnt storka (storknun), fljótandi efni er vökvi og lotkennt efni lofftegund eða gas. Þegar efni breytir um ham er talað um hamskipti.

Útfrá frumeindakenningunni er kenningin um hreyfingu sameindanna dregin. Samkvæmt henni er hiti ekkert annað en mælikvarði á hreyfiorku sameindanna. Hár hiti í efni þýðir í raun að sameindir efnissins eru á mikilli hreyfingu. Lægsti mögulegi hiti, alkul (-273°C), felur í sér að sameindir séu alveg kyrrar. Engin takmörk eru á mesta hita.

Efnahvörf
Efnahvarf felur í sér myndun nýrra sameinda. Frumeindir raðast einhvernvegin öðrumvísií efnunum sem myndast við efnahvarfið (myndefni) en efnunum sem hvarfast (hvarfefni). Ef við hugsum okkur að tvö ímynduð efni A2 og B2 hvarfist og myndi AB og AB þá er jafna efnahvarfsins rituð sem

Jafnan segir okkur að ein sameind af frumefninu A hverfist við eina sameind af frumefninu B og þá myndast tvær sameindir af efnasamböndunum AB.

Ritun efnajafna
Skoðum dæmi um bruna eða oxun magníns (Mg). Bruni eða oxun kallast það þegar efni hvarfast við súrefni (O). Við bruna magníns myndast efnið magnesínoxíð. Samhiti fyrir efnasambönd einstakra frumefna með súrefni er oxíð. Efnajöfnu brunans skrifum við fyrst sem

Síðan þarf að stilla efnajöfnuna þ.a. jafn margar frumeindir verði af hvor frumefni beggja vegna örvarinnar (ekki hverfur bara eitt súrefnisatóm!!!), stillta jafnan er því


Lögmálið um ákveðið hlutfall
“Þegar tvö frumefni mynda efnasamband sameinast þau allat í ákveðnum hlutföllum.” Sem sagt ef við hvörfum saman 2 lítra af vetni og 2 lítra af súrefni, þá myndast myndast vatn úr 1 lítra af súrefni og 1 lítri af súrefni verður óblandaður.

Leysni efna
Mörg efni er hægt að leysa upp í vökvum. Við þetta blandast efnin (föstefni eða gös) vökvanum. Hæfileiki vökva til að leysa efni er nefndur leysni. Leysni fastra efna í vökvum eykst eftir því sem vökvinn er hitaður, hægt er að leysa meira af fasta efninu í vökvanaum. Leysni gasa, hinsvegar, minkar þegar vökvinn er hitaður, hægt er að leysa minna af gasinu í vökvanum. Þetta sést greinilega þegar vatn er soðið og loftbólur myndast í því þegar það hitnar.

Lofthjúpur jarðar
Efnasamsetning lofthjúpsins
Jörðin hefur lofthjúp sem er tugir kílómetra á þykkt. Hann er þéttastur við jörðu en þynnist eftir því sem lengra dregur frá jörðu. Efnin sem mynda lofthjúpinn eru
Lofftegund Efnaformúla Hlutfall andrúmslofts (% rúmmáls)
Nítur N2 78
Súrefni O2 20
Koltvíoxíð CO2 0,03
Argon Ar 1
Aðrar lofftegundir (m.a. vatnsgufa)
H2O c.a 1

Öndun og ljóstillífun
Orkan við bruna
Sömu efni myndast við bruna eldsneytis í bílvél og bruna fæðu sem við borðum. Efnajöfnunrnar eru:

Bruni bensíns


Bruni fæðu (sykurs) við öndun


Við bruna efnana losnar sú efnaorka sem þau innihalda.

Ljóstillífun-eitt mikilvægasta efnahvarfið
Við höfum nokkuð góða hugmynd um hvað ljóstillífun er, þ.e. ferlið þegar plöntur breyta koltvíoxíði og vatni í súrefni og sykur með aðstoð sólarljóss. Efnajöfnurnar fyrir ferlið eru:



Athyglisvert er að bera þessa jöfnu við jöfnu brunans sem verður í okkur þegar við brennum fæðu.

Við bruna fæðu í líkama okkar losnar orka sem var geymd í fæðunni. Þessi orka kemur úr sólarljósinu, eða sólinni.

Jafnvægi efna í andrúmsloftinu
Koltvíoxíð verður til á ýmiskonar vegu t.d.

1. Lífrænn bruni skilar c.a. 6000 milljónum tonna á ári
2. Bruni eldsneytis skilar c.a. 600 milljónum tonna á ári
3. Koltvíoxíð myndast líka við rotnun, kalkbrennslu og eldgos

Magn koltvíoxíðs hefur haldist nokkuð jafnt í andrúmsloftinu vegna þess að plöntur nota það. Síðustu áratugi hefur myndast meira koltvíoxíð en áður vegna þess hve miklu eldsneyti menn hafa brennt. Á sama tíma hafa skógar minkað.
Súrefni hefur haldist nokkuð jafnt í andrúmsloftinu. Jafnvægi ríkir milli framleiðslu og notkunar þess.

Súrefni og nítur
Oxun/afoxun
Ryð er efnasamband járns og súrefnis. Það nefnist oxun þegar efni hvarfast við súrefni. Við oxun losnar varmaorka. Sé orkan svo mikil að efnin byrja að glóa köllum við oxunina bruna. Mörk milli oxunar og bruna eru ekki skýr.
Ef óhúðaður járnhlutur er í snertingu við loft (og raka) ryðgar hann fljótt. En járn getur líka brunnið, ef yfirborð þess er nægilega stórt miðað við efnismagnið.
Margir málmar aðrir en járn oxast í snertingu við loft. Á áli myndast örþunn áloxíð húð, sem er svo þétt að súrefni kemst ekki lengur að álinu. Járnoxíðhúð (ryð) er ekki svona þétt þ.a. súrefni heldur áfram að komast að járninu.

Ýmis matvæli, t.d. smjör og lýsi, þrána í snertingu við lost. Þá á sér stað oxun.

Til að koma hlutum á braut um jörðu þarf gífurlega orku. Til þess eru notaðar eldflaugar sem knúðar eru áfram af fljótandi eldsneyti, t.d. vetni og súrefni. Yfir 90% af þyngd eldflauga er eldsnyti og eldsneytistankar.

Mannslíkaminn verður stöðugt að fá súrefni með öndun svo efnahvörfin (bruninn) í líffærakerfunum geti haldið áfram.

Til þess að efni geti brunni þarf súrefni. Ein leið til að slökkva eld er því að hindra aðgang súrefnis að honum. Sé eldur mjög heitur er ekki gott að reyna að slökkva hann með vatni vegna þess að ef hann er nægilega heitur getur vatnið klofnað upp í vetni og súrefni og glætt hann.

Við afoxun losnar efni, t.d. málmur við súrefni. Þetta ferli á sér t.d. stað ef koparoxíð er látið hvarfast við kolefni:



Koparoxíð (CuO) hvarfast við olefni (C) og út kemur kopar og koltvísýringur.
Nítur
Nítur er oft nefnt köfnunarefni, sem er frekar fyndið vegna þess að það er meirihluti andrúmsloftsins. Það er óvirkt við öndunina og við öndum því óbreyttu frá okkur. Formúla óbundins níturs er N2.
Efnasambönd af nítri eru ein megin-uppistaða jurta og dýraríkisins. Prótín eru efnasambönd sem innihalda kolefni (C), vetni (H), súrefni (O) og nítur (N). Þörungar geta umbreytt nítri loftsins í nítursambönd sem plöntur nota svo til að búa til prótín sem plöntuætur gæða sér svo á.

Bygging frumeinda
Öreindir
Daltón setti fram atómkenninguna. En hún var ófullkomin að ýmsu leiti, útskýrði t.d. ekki tengigetu frumeinda. Þegar ljóst var að frumeindir voru gerðar úr öreindum leystust mörg þessara vandamála. Öreindir uppgötvuðust á árunum 1896-1932. Öreindirnar eru

1. Róteind hefur eina plús hleðslu rafmgns (+)
2. Nifteind er óhlaðin og jafn þung og róteind
3. Rafeind hefur eina mínushleðslu (-) og einungis 1/2000 af massa róteinda og nifteinda.

Hleðsla einnar rafeindar eða róteindar nefnist frumhleðsla og er minnsta rafhleðsla sem til er. Róteindir og nifteindir eru í kjarna frumeinda en rafeindir sveima um hann. Vegna þess að frumeindir eru óhlaðnar hljóta þær að innihalda jafn margar róteindir og rafeindir.

Sætistala og massatala
Kolefnisfrumeind inniheldur 6 róteindir og 6 rafeindir. Sætistala frumdindar er jöfn sjölda róteinda í kjarna, sætistala kolefnis er 6. Hin ýmsu frumefni hafa mismundi sætistölu. Í lotukerfinu er frumefnum raðað eftir vaxandi sætistölu.

Fjöldi nifteinda í kjarna tiltekins frumefnis, t.d. kolefnis, er ekki alltaf sá sami. Til eru frumeindir af kolefni með 6,7, og 8 nifteindir. Slíkar mismunandi frumeindir sama frumefnis nefnast samsætur.

Samanlagður fjöldi róteinda og nifteinda í kjarna frumeinda er nendur massatala og gefur með annars til kynna massa frumeindarinnnar, reiknað ó róteindarmöddum.

Af kolefni finnast þrjár samsætur í náttúrinni, með massatölurnar 12, 13 og 14. Kolefni 12 er aldengast en kolefni 14, sem er geilsavirk, er mikið notuð til aldursákvörðunar í jurta og dýraleyfum. Með því að mæla magn af kolefni 14 í tilteknu jarðvegssýni er hægt að segja til um aldur þess.

Efnaeiginlekar frumefnanna eru fyrst og fremst háðir fjölda róteinda í kjarna og þar með fjölda rafeinda.

Skýrari mynd af frumefni nr. 1 vetni
Vetnisfrumeind eru eindaldasta frumeind sem til er. Hún hefur aðeins eina róteind og eina rafeind. Sætistala vetnis er einn. Hægt er að hugsa sér hreyfingu rafeindarinnar svipaða og hreyfingu jarðar um sólu. Þessi mynd af hreyfingunni er ekki nákvæm, en nógu nákvæm.

Rafeindir mynda rafeindaský utanum kjarnann. Í rafeindaskýi vetnis er aðeins ein rafeind. Skýið er þéttast nálægt kjarnanum en þynnist eftir því sem utar dregur. Rafeindin er ekki á mörgum stöðum í einu heldur lýsir skýið líkunum á því að finna rafeind í tiltekinni fjarlægð frá kjarnanum. Mestar líkur eru á að finna rafeind nálægt honum en minnka eftir því sem lengra dregur frá honum, og skýið þynnist.

Hvolfaímynd frumeindar
Við upphaf síðustu aldar (um 1900) var talið að rafeindir væru á tilteknum brautum um kjarnann. Þessi hugmynd er kennd við Danann Níels Bohr, sem var einn af brautriðjendum í kjarneðlisfræði. Ímynd Bohrs gat skýrt margt sem áður var óljóst, svo sem mismunandi öldulengdir ljóss , lotukerfið o.fl.

Skoðum ímynd Bohrs með vetnisfrumendina. Bohr taldi að í vetnisfrueindinni væri rafeindin á braut í tiltekinni fjarlægð frá kjarnanum. Þessi braut myndaði einskonar yfirborð kúlu. Fruefni með fleiri rafeindir hafa fleiri slík hvolf sem hvert um sig getur tekið tiltekinn fjölda rafeinda. Helín (He) hefur sætistöluna 2, 2 róteindir og 2 rafeindir. Báðar rafeindirnar eru á sömu braut um kjarnann, á sama hvolfi. Liþín (Li) hefur sætistöluna 3, 3 róteindir og 3 rafeindir. Þessar rafeindir raðast á 2 hvolf, á innra hvolfinu eru 2 rafeindir en þriðja rafeindin er á því ytra.

Hvert hvolf getur aðeins hýst tiltekinn fjölda rafeinda:
1. Fyrsta hvolfið getur hýst 2 rafeindir
2. Annað getur hýst 8 rafeindir
3. Þriðja getur hýst 8 rafeindir

Fleiri hvolf eru til en þau koma okkur ekkert sérlega við þar sem flest algengustu frumefnin falla innan þessa rafeindafjölda.

Lotukerfið
Rúsinn Mendelév settu fyrstur upp lotukerfið árið 1869. Hann raðaði efnum eftir vaxandi frumeinda massa og setti efni með líka eiginleka í sama dálk. Þegar Bohr hafði sett fram hvolfaímynd sína, varð ljóst hvers vegna efni í sama dálki. Þau hafa sama fjöld rafeinda á ysta hvolfi.

Dálkarnir (1-8) í lotukerfinu nefnast efnaflokkar en línurnar (1-7) nefnast lotur.

Eðallofttegundir
Frumefni í 8 efnaflokki eru kölluð eðallofttegundir. Þau eru öll loftegundir við stofuhita og eru einu frumefnin sem mynda alls ekki efnasambönd. Ástæðan fyrir þessu er sú að þau hafa rafeinda hvolf sín full skipuð rafeindum og þar með veður tengigetan núll.

Jónir
Myndun jóna
Í frumefni eru jafn margar rafeindir og róteindir og þess vegna er hún óhlaðin út á við. Sumar frumeindir geta þó losað sig við rafeindir og aðrar tekið við rafeindum. Þegar slíkt gerist ríkir ekki lengur hleðslujafnvægi innan frumeindanna. Þær verða annaðhvort plús (+) eða mínus (-) hlaðnar. Þetta kallast jónir. Jónir eru alltaf rafhlaðnar, plús ef róteindir eru fleiri en rafeindir og mínus ef rafeindir eru fleiri en róteindir.

Vetnisjónir
Missi vetnisfrumeind rafeind verður aðeins ein róteind eftir. Þetta má sýna með efnajöfnunni:



Alþjóðlegt takn fyrir rafend er e- (e. electron).

Taki vegnisfrumeidn við rafeind verður hún mínushlaðin



H- hefur jafn margar rafeindir og helínfrumeind (He).

Vetnisfrumeind getur einungis gefið eina rafeind og reynslan sýnir að hún getur aðeins tekið við einni líka.

1. efnaflokkur

Frumefnin líþín (Li) og natrín (Na) eru bæði í fyrst efnaflokinum og hafa því bæði eina rafeind á ysta hvolfi. Með því að missa rafeindir fá frumefnin jafn margar rafeindir á ysta hvolf eins og eðalgastegundirnar (utan vetnis)

2. efnaflokkur

Frumeindir í öðrum efnaflokki hafa tvær rafeindir á ysta hvolfi. Efnin geta auðveldlega látið þær frá sér, til að fá sama fjölda rafeinda á ysta hvolf og eðalgösin. Þetta er táknað með t.d.


Beryllín-> beryllínjón + 2 rafeindir

7. efnaflokkur

Ef við færum okkur til hægri komum við að 7. efnaflokki. Taki þessi efni við rafeind fá þau jafn margar rafeindir á ysta hvolf og eðalgösin.

6. efnaflokkur

þessi efni hafa 6 rafeindir á ysta hvolfi, þær taka 2 rafeindir til að öðlast 8 rafeindir á yskta hvlof.

Meira um jónir
Eins og fram hefur komið eru jónir með jafn margar rafeindir á ysta hvolfi og eðalgasstegundirnar. Þetta er ástand sem efni leytast oft við að vera í, þessvegna er mjög óalgengt að finna t.d. efni í 1. efnaflokki ójónuð og hreyn. Þau einfaldlega losa sig við eina rafeind til að komast í jafnvægisástandið.

Jónir myndast líka úr sameindum og efnum úr hliðar flokkum lotukerfisins. Þessar jónir könnum við ekkert nánar.

Nokkur algeng efnasambönd
Sölt
Efni gert úr jónum inniheldur bæði plús og mínusjónir og ná þannig hleðslujafnvægi. Venjulegt salt er úr jónunum Na+ og Cl-, og heitir því á fræði málinu natríumklóríð. Jafn mikið er af hvorri jón. Í föstum ham slíkra efna raðast jónirnar reglulega upp, plús og mínusjónir til skiptis. Við þetta myndast kristallar með reglulegri lögun. Slík efni hafa átt bræðslumark. Efna formúla saltsins er NaCl.

Efnið sinkklóríð hefur formúluna ZnCl2, og inniheldur Zn2+ og Cl- jónir. Þar sem rafhleðsla sinksins er tvöföld rafhleðsla klórsins þarf tvær klór jónir til að vinna hana upp.

Í söltum er plúsjónin langoftast málmur og kallast eru þau kölluð málmsölt.

Sýrur og basar
Sameiginlegt einkenni allra sýra er súrt bragð. En sýrur hafa fleira sameinginlegt, t.d. breyta þær lit á tilteknum efnum sem nefnast litvísar og eru notaðir til að athuga sýrstig efna. Ástæða þeirra áhrifa sem sýryr hafa er sú að þær eru neikvætt rafhlaðnar (jónaðar) og gefa því auðveldlega frá sér rafeindir. Basar eru andsæðan við sýrur, þeir eru líka jónaðir en jákvætt, þ.a. þeir taka til sín rafeindir. Ef sýru og basa er rétt blandað saman verður útkoman óhlaðin, þ.e. hvorki sýra né basi.

Sýr stig er mælt í pH gildum. pH gildið 7 er talið hlutlaust en há pH gildi eru basísk á meðan lág pH gildi eru súr.

Málmar
4/5 hluti allra frumefna eru málmar. Þeir spanna marga flokka lotukerfisins, auk þess að frumefnin í miðju lotukerfinu eru allt málmar. Málmleysingjar, frumefni sem eru ekki málmar, eru allri lengst til hægri í lotukerfinu.

Fáir málmar finnast óbundnir (sem frumefni) í náttúrunni. Ástæðan er sú að óbundnir hvarfast þeir m.a við súrefni loftsins. Frá þessu eru eðalmálmar þó undantekning, t.d. gull og platínum. Langflestir málmar finnast í náttúrunni í málmsöltum. Þessi efnasambönd hafa allt aðra eiginleika en málmarnir óbundnir, t.d. vantar málmgljáann og rafleiðnina.

Málmblanda eða melmi er balnda tveggja eða fleiri málma. Þær hafa oft aðra eiginleika en málmarnir sjálfir. Melmi er unnið með því að bræða málmana, hræra þeim saman og láta þá storkna.

Eitt megin einkenni málma er rafleiðni sem byggist á því að rafeindir eiga greiða leið í gegnum hluti úr málmi. Skýringin á þessu er sú að rafeindir málma eru mjög laust bundnar og eiga auðvelt með að láta þær frá sér.


Lifandi veröld
Flokkunarfræði
Flokkunarfræði felst í því að lífverum er skipað í hópa á grundvelli sameiginlegra einkenna. Lífverur hafa verið flokkaðar mjög lengi en talið er að Aristóteles hafi komið fram með fyrsta flokkunarkerfið á fjórðu öld f.kr.. Hann flokkaði dýr eftir því hvernig þau hreyfðu sig úr stað þ.e. dýr sem synda, sýr sem ganga og dýr sem fljúga. Þetta flokkunar kerfi var mjög gallað þar sem mjög ólík dýr geta lent í sama flokki, t.d. lax og hvalur. Einnig tók flokkunar kerfi Aristótelesar eingöngu til dýra en ekki plantna og örvera.
Flokkunarkerfið sem notað er í dag er smíð sænska náttúrfræðingsins Carl von Linné sem var upp á 18. öld. Hann skipti lífverum í tvö ríki, ríki plantna og ríki dýra. Þessum ríkjum var svo skipt í æsmærri einingar. Hann grundvallði skiptinguna á sameiginlegum líkamlegu einkennum.
Hluti af flokkunarkerfi Linnés var nafnakerfi hans. Hann gaf öllum lífverum 2 nöfn, fyrra nafnið var nafn ættkvíslar en hitt nafnið var nafn tegundar. Þessi nöfn voru yfirleitt á Latínu eða Grísku.

Núverandi flokkunarkerfi
Frá því að flokkunarkerfi Linnés kom fram fyrir um 200 árum hafa ekki orðið gagngerar breytingar á því. Helstu breytingarnar eru að sumar líferur hafa verið fluttar til í kerfinu og öðrum bætt við.

Flokkunareiningar
Öllum lífverum er skippað í 7 flokkunareiningar
1. Ríki
Stærsta og víðtækasta flokkunareiningin, öll dýr tilheyra t.d. dýraríkinu
2. Fylking
Tekur yfirleitt til mikils fjölda ólíkra lífvera
3. Flokkur
4. Ættbálkur
5. Ætt
6. Ættkvísl
Frekar náskyldar lífverur er í sömu ættkvísl
7. Tegun
Einstaklingar af sömu tegund búa yfirleitt yfir mörgum sameiginlegum einkennum í útliti og hátterni og auk þess geta þeir æxlast og átt frjó afkvæmi.
Dæmi um flokkun tveggja lífvera
Ljón Brennisóley
Ríki Dýraríki Plönturíki
Fylking Seildýr Æðplöntur
Flokkur Spendýr Dulfrævingar
Ættbálkur Rándýr Sóleyjabálkur
Ætt Kattaætt Sóleyjaætt
Tegund Ljón (Panthera Leo) Brennisóley (Ranuculus Acris)

Ríki Dreifkjörnunga
Veirur
Veirur eru settar í ríki dreifkjörnunga. Þær eru mun minni en gerlar.
Veirur geta varla talist til lífs. Þær nærast ekki, skila ekki úrgangi, vaxa ekki og fjölga sér ekki sálfar. Það sem gerir okkur kleift að flokka þær sem nokkurskonar líf er að þær innihalda erfðaefni og geta fjölgað sér með því að ráðast á frumu, sprauta erfðaefni sínu í hana þannig að fruma byrjar að framleiða veirur þangað til að hún fyllist af þeim og springur.
Veirur eru settar saman úr
1. Prótínhjúp
Ysta lag þeirra, vermdar þær fyrir umhverfinu. Varnarmáttur hjúpsins er svo mikill að hann getur varið þær fyrir miklum þurrki og hitabreytingum.
2. Erfðaefni
Venjulegt erfðaefni sem ber upplýsingar um framleiðslu á nýjum veirum.

Veirur orsaka allmarga sjúkdóma í mönnum og öðrum lífverum t.d. kvef, frunsur og vörtur.

Dreifkjörnungar
Dreifkjörnungar eru einfrumungar með engann fastann kjarna. Dreifkjörnungar eru kallaðir í daglegu tali bakteríur og gerlar.
Gerlar komu fyrst fram fyrir u.þ.b. 3,5 milljörðum ára og eru taldir hafa verið fyrstu lífverurnar. Þeir voru einu líferurnar á jörðinni í c.a. 2 milljarða ára.
Gerlar lifa í vatni, lofti, jarðvegi og í og á öðrum lífverum.

Gerð, bygging og starfsemi gerla
Það einkennir gerla öðru fremur að þeir hafa frumuvegg. Hann veitr þeim styrk og ver þá hnjaski. Margir gerala hafa líka utan um sig slímhjúp. Sumir gerlar hreyfa sig úr stað með því að nota svipur.
Gerlar þurfa orku sér til viðurværis. Gerlar afla sér orku á mjög fjölbreyttann hátt. Margir gerlar eru frumbjarga sumir ljóstillífa en aðrir nýta sér orku sem býr í ýmsum ólífrænum efnasamböndum. Margir gerlar eru órfumbjarga og afla sér orku með því að nærast á öðrum lífverum. Þeir lifa ýmist á eða í lifnadi lífverum og er sníklar. Aðrir gerlar nærast á daðum lífverum og nefnast sundrendur eða rotverur.
Gerlar fjölga sér með skiptingu.
Ef nærignu þrýtur eða umhverfi verður gerlum óhagstætt geta þeir myndað dvalgró. Dvalgró er hjúpað þykkri varnarhimnu. Þessi þolna himna verldur því að fruman þolir jafnvel langvarandi suðu og sterkustu sótthreynsunarefni.

Nýting og skaðsemi gerla
Gerlar eru nytsamir á margann hátt. Við nýtum gerla í matvæaframleiðslu, til lifjaframleiðslu, framleiðslu eldsneytis, eyðingu úrgangs og framleiðstu fleiri afurða.
Sumar tegundir gerla hafa skaðleg áhrif á líf okkar t.d. menga drykkjar vatn, skemma mat, valda sjúkdómum, vinna skemdir á eignum o.f.l.

Í meltingarvegi okkar lifa gerlar sem leggja okkur lið við meltinguna. Við starfsemi þeirra leggjast líkamanum til vítamín sem hann fengi ekki annars. Ýmsir gerlar mynda efni sem nota má sem lyf. Sum þessara efna eru mikilvæg sýklalif. Nýlega hafa menn náð að breyta erfðaefni gerla og notað þá til að framleiða ákveðin efnasambönd t.d. öflug lyf.
Sjúkdómar sem gerlar orsaka eru t.d. hálsbólga, lungnabólga, kólera, barnaveiki o.fl.

Ríki frumvera
Frumverur eru einfrumungar með föstum kjarna. Flestar frumverur lifa í vatni, bæði söltu og fersku. Sumar frumverur lifa í jarðvegi og aðrar í öðrum lífverum. Frumverur eru ákaflega sundurleitar í útliti og starfsemi. Sumar þeirra eru frumbjarga en aðrar ekki. Frumverum er skipt í þrjá megin flokka

Frumdýr
Frumverur sem líkjast dýrum að lifnaðarháttum eru oft nefnd frumdýr. Frumdýr eru ófrumbjarga og flest geta þau hreyft sig úr stað. Þeim er hægt að skipta í 4 hópa

1. Slímdýr
Helsta einkenni slímdýra er að frumuhimnan myndar útskot eða bungu sem fyllist jafn skjótt af frymi. Þessi útskot nefnast skinfætur. Skinfæturna nota dýrin til að hreyfa sig og afla fæðu.
Dæmi um frymdýr er Amba. Þær nota skinfæturna til að hreyfa sig úr stað og afla fæðu. Þegar Amba aflar fæðu lætur hún skinfótinn renna allt í kringum fæðuögnina og myndar um hana fæðubólu, sem fæðan meltist svo í.

2. Bifdýr
Bifdýr einkennast af fíngerðum bifhárum sem þau nota til að hreyfa sig úr stað með og sópa til sín fæðu. Sum bifdýr eru alþakin bifhárum en önnur hafa hárin einungis á afmörkuðum stöðum.
Ysta lag Ildýra nefnist frumuhýði. Frumuhýðið ákvarðar lögun dýrsins, sem er svipuð og manns il. Frumuhýðið er gert úr frumuhimnunni og styrkingarhlutum. Bifhár þess sópa fæðuögnum inn um munngróf, sem þau hafa. Innan hennar er munnhol og inns í því mundast fæðubólur sem fæðan lendir svo í. Fæðuólurnar ferðast um frymið og skilar dýrið úrgangi út um saurop.

3. Svipudýr
Þessi dýr færa sig úr stað með svipum. Mörg svipudýr lifa í samlífi í líkömum stærri dýra. Sum svipudýr eru hýslum sínum til mikilla hagsbóta og eru tengsl þeirra stundum lífsnauðsinleg. Svipudýr lifa sem sníklar í mönnum og orsaka fjölda sjúkdóma.

4. Gródýr
Öll gródýr eru sníklar sem nærast á frumum og líkamsvökvum hýsla sinna. Malaría (mýrarkuldi) er orsökuð af gródýrum sem berast á milli manna með moskítóflugum.

Frumþörungar
Frumþörungar eru frumbjarga. Sumir geta hreyft sig úr stað eða bundist öðrum frumþörungum og myndað keðjur eða klasa. Frumþörungar eru undirstaða lífs á jörðinni þar sem þeir mynda 60-70% af súrefni sem er myndað á jörðinni og eru undirstöðu fæða margra dýra.

Augnglennur eru sundurleitur hópur lífvera. Þótt margt greini á milli þeirra eiga þær flestar þrennt sameiginlegt: Þær eru með einskonar sekklara dæld eða gróp þar sem eru tvær svipur, þær eru með rauðleitann augndíl sem greinir ljós og fjölda ljóstillífandi frumulíffæra. Sumar Augnglennur geta kastað grænukornunum ef þær eru í myrku og næringarríku umhverfi og nærast þá eins og frumdýr.

Kísilþörungar eru margbreytilegur hópur frumþörunga. Um frumurnar eru glerkendar öskjur. Kísilþörungar eru mikilvægur hlekkur í lífkeðju heimshafana og stöðuvatna og á botni næringarríkra stöðuvatna myndast víða þykk setlög kísilþörunga sem hlaðast þar upp á þúsundum ára. Þessi setlög eru unninn meðal annars úr Mývatni. Setið er hreynsað með sérstökum aðferðum og úr því fæst kísilgúr. Kísilþörungar í svifi umhverfis Ísland eru undirstaða lífríkis hér við land.

Slímsveppir
Slísveppir eru ófrumbjarga líffverur. Slímsveppir eru sýnilegir berum augum á vissu skeiði lífsferilsins og að því leiti ólíkir flestum öðrum frumverum. Margar tegundir eru búnar svipum á einhverju skeiði lífsferilsins. Og þó svo að þeir séu flokkaðir með frumverum minna þeir mikið á fjölfrumunga.

Ríki sveppa
Sveppir eru ófrumbjarga lífverur sem leysa upp vefi lifandi eða dauðra lífver og nærast á þeim. Sveppir láta frá sér efnasambönd (ensím) sem leysa upp þau lífrænu efni sem þeir nærast á og síðan taka þeir til sín uppleystu næringarefnin. Þótt sveppir séu margvíslegir að lögun, stærð og útliti eiga þeir marg sameiginlegt. Þeir afla sér allir fæðu á sama hátt, bygging þeirra er eins í meginatriðum og flestir þeirra fjölga sér á sama hátt.

Gerð sveppa
Fáeinir sveppir eru einfrumungar t.d. gersveppir. Flestir sveppir eru hinsvegar fjölfruma. Þeir eru úr löngum sveppaþráðum sem greinast og tvinnast saman á mismunandi hátt og þess vegna er sköpulag sveppa afar mismunandi.
Flestir sveppir fjölga sér með gróum sem myndast í sérstökum æxlunarlíffærum sem eru mismunandi eftir tegundum. Þessi æxlunarfæri kallast sveppaldin og er hatturinn á hattsveppum vel þekkt dæmi um það. Neðan á hattinum myndast gróin í sérstökum gróhirslum sem komið er fyrir á fönum eða í pípum.

Fjölbreittni sveppa
1. Hattsveppir
Hattsveppir minna einna helst á regnhlíf. Sveppaldinið er æxlunarfæri sveppsins og þar þroskast gróin. Hatturinn er mismunandi á litinn eftir tegundum og situr efst á staf sveppsins. Sumir sveppir eru með gróhirslur sínar í pípum (pípusveppir) undir hattinum í stað fana, t.d. furusveppir og lerkisveppir.

2. Gersveppir
Gerið sem notað er til baksturs er gott dæmi um gersveppi. Þegar gersveppir í brauð til dæmis vaxa og fjölga sér taka þeir til sín sykrurnar úr deginu og láta frá sér koltvíoxíð. Koltvíoxíðið myndar loftbólur í deginu og við það eykst rúmmál þess.
Gersveppir fjölga sér þannig að á frumu þeirra kemur lítil bunga eða knappur sem stækkar hægt og sígandi og losnar loks frá móðurfrumunni. Nýi hlutinn vex og verður sjálfstæður gersveppur. Þetta ferli kallast knapparskot.

3. Myglusveppur
Árið 1928 uppgötvaði skoski gerlafræðingurinn Alexander Fleming að pnsimygla eða pensilsveppur myndar efnasamband sem getur drepið ákveðna gerla sem orsaka sýkingar. Hann nenfdi þetta efni penisilín.
Í brauðmyglu má sjá örsmáa svarta díla. Þessi dílar eru gróhirslur myglusveppana. Stuttir sveppþræðir vaxa inn í brauðið og koma næringu til sveppsins en yfirborðið er alþakið löngum sveppþráðum.

4. Fléttur
Fléttur eru sveppur og frumþörungur eða blágerill sem lifa í sambýli. Þegar báðar þessar lífverur sameina krafta sína geta þær þrifist á mörgum stöðum þar sem hvor um sig gæti með engu móti vaxið án þess að hinnar nyti.
Fléttur hafa löngum valdið líffræðingum heilabrotum einmitt vegna þess að þetta er ekki ein lífvera. Það er því erfitt að koma þeim fyrir í flokkunarkerfinu en þær eru þó oftast flokkaðar sem sveppir.
Fléttur eru oft nefndar frumherjar eða landnemar vegna þess að þær eru oft fyrstu lífverunar sem birtast í ungum hraunum og á öðrum hjóstrugum stöðum. Dæmi um fléttur eru fjallagrös.

Ríki plantna

Í plönturíkinu eru allar fjölfruma og frumbjarga heilkjarna lífverur, bæði þær sem vaxa á þurrlendi og þær sem lifa í vatni.

Þörungar
Þörungar eru gróplöntur sem búa yfir blaðgrænu, en hafa ekki leiðsluvefi til þess að flytja vatn eða næringarvefi tum plöntulíkamann og verða af þeim sökum að vera í nánum tengslum við vatn.
Meginhluti þörunga lifir í höfum, vötnum og tjörnum. Sumir lifa í jarðvegi, utan á trjám, í gjótum og hellisskútum.
Þari og þang eru mest áberandi þörungarnir sem við sjáum í fjörum. Þessir þörungar geta orðið gríðarlega stórir, t.d. getur risaþari orðið 100m langur.
Helstu fylkingar þörunga eru

1. Grænþörungar
Flestir grænþörungar lifa í ferstu vatni, sjó eða á rökum svæðum uppi á landi. Nokkrar tegundir lifa á sérkennilegum stöðum t.d. í sambýli með sveppum í fléttum.

2. Brúnþörungar
Brúnþörungar setja víðast hvar sterkann svip á Íslenskar fjörur, en þeir eru þó mest áberandi á föstu undirlagi í lettóttum fjörum.
Flotþangið fýtur í yfirborðinu eða er mjög ofarlega í sjónum og nýtur því nægrar birtu til þess að geta ljóstillífað. Þötungarnir eru svo ofarlega í sjónum vegna þess að margar littlar loftbólur halda þeim uppi.

3. Rauðþörungar
Rauðþrungar fá lit sinn af ýmsum rauðum litarefnum sem yfirgnæfa blaðgrænuna í frumum þeirra. Þetta er stór fylking þörunga og talsvert áberandi neðarlega í fjörum. Flestir rauðþörungar vaxa á steinum og klöppum í fjörum og á hafsbotni. Margir rauðþörungar geta vaxið við mjög lítið ljós.

Mosar
Mosar eru í hópi elstu landplantnanna. Fyrstu mosar urðu til af grænþörungam sem lifðu í vatni en hösluðu sér völl á þurru landi fyrir rúmum 400 milljónum ára. Mosar eru því síður færir um að takast á við líf á þurru landi en margar aðrar plöntur. Af þeim sökum er ekki að undra að margir þeirra lifa helst á rökum stöðum.
Mosar eru smágerðar, sígrænar plönru sem eru yfirleitt án leðsluvefja og eru með ófullkomin laufblöð og stöngul. Rætur eru engar, en í stað þeirra eru svokallaðir rætlingar sem eru einungis eins konar festilíffæri og eiga engan þátt í að taka upp vatn eða steinefni.
Mosar fjölga sér með gróum sem rjúka úr gróhirslum þegar þau eru orðin þroskuð og þurrt er í veðri.
Mosar lifa nánast hvar sem er á jörðinni. Þeir vaxa bæði á föstu undirlagi, t.d. í hraunum, kloöppum og klettum og lausu undirlagi, oft innan um annann gróður.
Mosar hafa blaðgrænu í frumum sínum og eru því frumbjarga. Þeir eru oft fyrstu plönturnar sem nema land á nýrunnu hrauni. Þeir búa í haginn fyrir aðrar plöntur og bæta skilyrði fyrir þær svo þær megi þrífast.

Byrkingar
Þróunarsagan segir okkar að byrkingar hafi verið fyrstu plönturner með sérstakt leiðslukerfi sem flytur lífræna næringu vatn og steinefni innan plöntunar. Leiðslukerfið er gert úr grönnum pípum, svokölluðum æðum, og þær plöntur sem eru með slíku leiðslukerfi nefnast því æðplöntur.
Byrkningar eru æðplöntur ásamt dul- og berfrævingum. Þeir komu fram fyrir um 400 milljónum ára. Þessar plöntur hafa eiginlegar rætur sem geta dregið vatn og steinefni úr jarðveginum. Leiðslukerfið flytur síðan vatnið og steinefnin upp eftir plöntunni, eftir stönglinum og útí blöðin. Talað er um eiginlegar rætur stöngul og blöð þegar þessi plöntulíffæri eru með leiðslukerfi. Ræturnar gegna því hlutverki að veita plöntunni festu og að taka upp vatn og steinefni úr jarðveginum. Vax húð þekur blöð þeirra og ver þau ofþurkun.
Þrír helsu flokkar Byrkninga eru burknar, eflingar og jafnar.
Blöð burkna eru í fyrstu upphringuð en þegar blöðin stækka og þroskast vefst ofan af þeim og þau rétta úr sér. Þá kemur í ljós að þau geta verið býsna stór og oft fjaðurskipt. Lengstu blöð burkna eru um 15m.Burknablöð rísa yfirleitt upp af stöngli sem er evonefndur jarðstönull.
Æxlunarmáti burkna er mismunandi á þeim tveimur æviskeiðum sem burknar ganga í gegnum.

Fræplöntur
Fræplöntur eru æðplöntur sem bera fræ og hafa eiginlegar rætur, stöngul og blöð. Fræplöntur skiptast eftir gerð fræsins í berfrævinga og dulfrævinga. Fræ berfrævinga hafa ekki um sig varnarhjúp annann en fræskurnina og sitja nakin á fræblöðum móðuplöntunar. Fræ dulfrævinga eru á hinn bóginn hluti af aldini. Til fræplantna teljast meðal annars tré, matjurtir og skrautplöntur.

Rætur fræplantna skorða þær við jarðveginnog veita þeim festu. Þær annast jafnframt upptöku vatns og steinefna úr jarðveginum. Auk þess geyma rætur sumra plantna, til dæmis gulrófa og gulróta, forðanæringu sem plönturnar geta gripið til þegar þörf krefur. Rót sumra plantna, t.d. túnfífils, er kröftug og gengur beint niður og þá er talað um stólparót, en grös og margar skyldar plöntur eru með margskipta rót sem kallast trefjarót.
Mjög fíngerð rótarhár þekja rót margra plantna. Rótarhárin vaxa út úr stökum rótarfrumum og auka mjög yfirborð rótarinnar. Vatnið og steinefnin berast gegnum rótarhárin hafna í þeim hluta leiðsluvefjarins sem kallast viðarvefur. Í viðarvefnum eru pípulaga frumur sem mynda æðar, svokallaðarviðaræðar, og flytja vatn og steinefni frá rótinni og upp eftir plöntunni. Í leiðsluvef plnadna er einnig annarskonar vefur sem kallast sáldvefur. Sáldvefur er líka úr pípulaga frumum sem mynda svokallaðar sáldæðar og flytja lífræna næringu frá laufblöðunum, þar sem þau eru framleidd, niður eftir plöntunni, allt til rótarinnar. Fremsti hluti rótarinnar nefnist rótarbjörg og hlífir hún rótinni þegar hún lengist og smokrast í gegnum jarðveginn.

Skipta má plöntum í tvo hópa eftir því hvers eðlis stönglar þeirra eru. Sumar plöntur eru með græna mjúka stöngla sem verða aldrei harðir og þá tölum við um jurtir. Grös fíflar og sóleyjar eru dæmi um slíkt. Plönturnar í hinum hópnum eru með harðann stöngul sem er sjaldnast grænn. Plöntur í þessum hópi eru tré og runnar. Ysta lag trékennds stönguls er börkurinn. Ysti hluti barkarins er harður og þéttur og verndar plöntuna. Innri hluti barkarins er sáldvefur. Næsta lag stöngulsins er æðavaxtarlag. Hér myndast nýr sáld- og viðarvegur á hverju ári. Hvert viðjarlag í stönglinum myndar greinilegt lag í stönglinum sem nefnist árhringur. Þótt stönglar flestra plantna vaxi ofanjarðar hafa sumar plöntur stönglana neðanjarðar, t.d. kartöfluplöntur.
Flestar plöntur sem hafa mjúka og græna stöngla eru einærar, sem merkir að stönglarnir falla að hausti og ný planta vex uppaf fræi árið eftir. Tvíærar plöntur ljúka æviferli sínu á tveimur árum. Fjölærar plöntur lifa fleiri en tvö vaxtarskeið.

Flest laufblöð skiptast í blaðfót, stilk og blöðku. Blaðfóturinn tengir stilkinn við stöngul eða grein, stilkurinn ber blöðkuna uppi og blaðkan er flati parturinn af laufblaðinu. Laufblöðin eru ákavlega mikilvæg líffæri fyrir plönturnar vegna þess að þar fer fram ljóstillífun. Við ljóstillífun ganga ljósgeislar sólar í gegnum yfirhúð laufblaðana og ná til frumna innar í laufblaðinu. Þær frumur eru í sérstökum vef sem kallast blaðhold og þar fer ljóstillífunin að mestu fram. Koltvíoxið berst inn um örsmá göt á yfirhúðinni og flæðir um holrúm blaðholdsins. Opin á yfirhúðinni nenast loftaugu og auk þess að hleypa koltíoxíði inn í blaðholdið hleypa þau vatnsgufu og súrefni út úr laufblaðinu. Þegar koltvíoxíðið og vatnið hittast í blaðgrænunni og sólarorkan örvar hana gefur verður til glúkósi og súrefni.

Berfrævingar
Berfrævingar eru elstu fræplöntunar og komu fram fyrir um 360 milljónum ára. Nokkru áður höfðu fyrstu dýrin gengið á land. Berfrævingar mynda nakin og óvarin fræ. Þrjár helstu fylkingar núlifnadi berfrævinga eru:

1. Köngulpálmar
Þeir eru hitabeltisplöntur sem líkjast pálmatrjám. Efst á stofni þeirra er oft hvirfing blaða sem minna á burknablöð og fyrir miðju blaðhvirfingarinnar er köngullinn þar sem fræin þroskast. Hver planta ber annaðhvort karl- eða kvennblóm og þegar fræ þroskast í kvennblómunum ummyndast þau í köngul.

2. Í fylkingu musterisviða finnst nú aðeins ein tegund, musteristréð. Þessai tré virðast ekki þrífast í hinni viltu nátúru en eru ræktuð víða í borgum heitra landa.

3. Barrviðir eru sú fylking berfrævinga sem hefur flestar tegundir, 550 stykki. Flestir barrviðir eru hávaxin tré með nállaga laufblöð sem kallast barr. Í karlblómum þeirra myndast frjókorn og í kvennblómum eru naktar eggfrumur á fræblöðum. Frjókornið berst til eggfrumunar fyrir tilstilli vinds og frjóvgar það. Þegar frjóvgun hefur orðið tekur fræið að myndast. :Þegar það þroskast þornar kvennblómið upp og verður að köngli en karlblómið visnar og deyr. Flestir barrviðir halda barrinu allt árið um kring og eru því sagðir sígrænir.

Dulfrævingar
Dulfrævingar eru ákavlega fjölbreyttir að stærð og útliti og þeir vaxa nánast hvar sem er á jörðinni. Dulfrævingar bera blóma þar sem eggfrumurnar þroskast í lokuðu egglegi. Líkt og berfrævingar skitist líkami dulfrævinga í rót stöngul og blöð.

Blóm eru sérhæfð líffæri sem geyma æxlunarfæri plantna Þegar talað eru um blóm er venjulega átt við blóm dulfrævinga, en vissulega hafa berfrævinagr blóm, þau eru bara mun einfaldari að gerð en blóm dulfrævinga. Dulfrævingar eru einu plönturnar sem bera blóm með:

1. Bikarblöðum
sem vermda blómið þar til það springur út.
2. Krónublöð
sem koma í ljós þegar bikarblöðin eru sprungin út og eru oft í mjög björtum litum. Skærir litir, sérstök lögun og angan krónublaðana laða til þeirra skordýr sem gegna veigamiklu hlutverki í æxlun dulfrævinga.
3. Fræfla
fræflar eru karllegu æxlunarfæri plantna, þau liggja innan krónblaðana. Yfirleitt skiptist hver frævill í tvo hluta, frjóhanpp og frjóþráð.
4. Fræva
hún er jafnan í miðju hvers blóms og er hið kvennlega æxlunarfæri þeirra. Í flestum blómum eru tvær eða fleiri frævur. Frævan skiptist í þrjá hluta: Neðsti hlutinn er holur og nefnist eggleg, þar þroskast eggfrumurnar. Þar fyrir ofan rís grönn pípa sem kallast stíll og efst á honum er límkenndur hnúður sem kallast fræni.

Æxlun dulfrlfrævinga fer fram í tveimur áföngum. Hinn fyrri felst í því að færa frjókornið frá frjóhnappi fræfils að fræni á frævunni. Þessi færsla frjókornsins nefnist frævun. Sjálffrævun er þegar frjókorn berst af frjóhnappi frævils yfir á frævu í sama blómi, en víxlfrævun er þegar frjókorn hafna á fræni í blómi annarrar plöntu. Seinnai áfangi æslunarinnar er þegar frjókorn hefur fests við frænið og úr því vex pípa sem tegir sig niður gegnum stílinn og nær að lokum niður til agglegsins. Sáðkjarni frjókornsons færist eftir þessari pípu og rennut loks saman við eggfrumuna sem hann hittir fyrir í egglegnu. Þessi samruni sáðljarna og eggfrumu nefnist frjóvgun.

Ríki dýra
Hryggleysingjar
Hryggleysingjar eru dýr sem hafa ekki hrygg. Í þessum hópi dýra eru flestar tegundir, rúmlega 90% dýra eru hryggleysingjar. Helstu hryggleysingjar eru:

1. Svampdýr
Svampdýr eru elstu fjölfruma dýrin sem nú byggja jörðina eða um 580 milljón ára gömul. Langflestar tegundir þeirra lifa í sjó en sumar í ferskvatni. Frumur svampdýra eru sérstæðar að því leyti að þær starfa hver óháð annarri sem merkir að lítil eða engin samhæfing er á milli þeirra. Svampdýr fjölga sér með kynæxlun eða kynlausri æxlun. Kynlaus æxlun verður þegar hluti svampdýrs losnar frá því og vex upp í nýjan svamp.

2. Holdýr
Öll holdýr hafa eitt meltingarhol og á því er aðeins eitt gat. Þau eru bollalaga, og við opið á þeim eru oft griparmar og á þeim eru brennifrumur eða stingfrumur. Þau nota þessar frumur til að verja sig eða veiða sér til matar. Dæmi um holdýr eru:
Armslöngur, sem lifa í fersku vatni. Armslöngur fjölga sér með kynæslun og knapparskoti, þ.e. þegar lítill angi vex út úr líkama þeirra og fær arma og munn og verður smækkuð mynd fullvaxins dýrs.
Kóraldýr eru mjúk dýr sem taka til sín kalk og steinefni og búa til um sig hart varnarslíður. Þau lifa nánast eingöngu í heitum sjó (yfir 20°C)
Marglyttur lifa í sjó. Þær gefa frá sér stórhættulegt eitur með brennifrumum sínum sem geta orðið manni að bana.

3. Ormar
Flatormar eru flatir og lifa í tjörnum, lækjum, ám og sjó. Sumir flatormar, t.d. bandormar, eru sníklar en aðrir, t.d. iðormar, nærast á rotnandi leifum úr jurta eða dýraríkinu.
Þráðormar eru aflangir og sívalir til beggja enda og minna á nál. Mjög margar tegundir þráðorma eru sníklar og lifa á öðrum lífverum. Í mönnum lifa t.d. njálgur, spóluormur ig tríkína. Munnur er á framenda þeirra sem tengist með meltingarveginum afturendanum þar sem úrgangi er skilað.
Heiti Liðormar er dregið af því að líkami þessaara orma skiptist í marga liði, oft fleiri en hundrað talsins. Ánamaðkar, sandmaðkur og iglur eru dæmi um þá. Slímhúð ánamaðka hjálpar þeim að smjúga í gegnum mold, en lítil hár gefa þeim spyrnu í moldini. Ánamaðkar hafa vel þroskuð meltingarfæri. Sarpurinn er hólf framarlega í orminum og er einskonar geymslustaður fæðunnar. Frá honum berst fæðan í fóarn, sem er vöðvaríkt hólf í honum. Þar er fæðan möluð og svo tekin upp í blóðrásina í görninni. Ánamaðkar eru líka með lokaða blóðrás, og nokkrar æðar mynda vísi að hjarta. Ánamaðkar eru tvíkynja, þ.e. hafa bæði karl- og kvenkynfæri. Þeir æxlast með öðrum ánamöðkum og fær þá hvor sæði frá hinum.

4. Lindýr
Þau eru yfirleitt smávaxin með mjúkan líkama. Mörg lindýr hafa vöðvaríkan fót sem er hreyfilíffæri þeirra. Fremsti hluti líkamans er jafnan höfuð með munni og augum og öðrum skynfærum.
Sniglar mynda stærsta hóp lindýra. Þeir hafa eina skel eða stundum vantar hana algjörlega. Sniglar lifa í sjó, fersku vatni og á landi.
Samlokur eru t.d. aða, hörpuskel, og kúfskel. Þau hafa tvær skeljar.
Smokkar er hópur lindýra sem er talsvert frábrugðinn öðrum lidýrum. Allir smokkar hafa arma sem þeir nota til þess að afla fæðu og hreyfa sig með. Þótt kolkrabbar og smokkfiskar hafi ekki um sig skel til varnar hafa þeir ýmis ráð til þess að verja sig. Þeir geta hreyft sig mjög hratt.

5. Liðdýr
Fjöldi liðdýra er miklu meiri en samanlagður fjöldi tegunda í öllum öðrum fylkingum dýra. Þau lifa nánast hvar sem er á jörðinni, í lofti, landi og fersku og söltu vatni. Liðdýr hafa ytri stoðgrind, liðskiptan líkama og útlim með liðamótum. Ytri stoðgrindin er sterk skurn sem umlykur líkamann.

Krabbadýr hafa liðskiptan líkama og renna liðirnir oft saman í stærri heildir. Á hverjum líkamslið þeirra er oft eitt par útlima. Krabbadýr lifa í fersku vatni eða sjó og anda með tálknum, en fáeinar tegundir lifa á landi. Krabbadýr búa yfir getu til þess að láta sér vaxa á ný suma líkamshluta sem þeir hafa misst.

Margfætlur og þúsundfætlur eru svipaðar ormum með fætur, þetta er ekki rétt vegna þess að þær eru liðdýr. Margfætlur hafa eitt fótapar á hverjum lið en þúsundfætlur hafa tvö. Þúsundfætlurnar eru plöntuætur en margfætlurnar eru rándýr og hafa vel útbúna kló sem getur spítt eitri.

Áttfætlur eiga það sameiginlegt að vera með átta fætur og munnlimi sem nefnast klóskæri. Bolur þeirra er ýmist í einu lagi eða tvískiptur í fram og afturbol. Áttfætlur skiptast meðal annars í kóngulær, langfætlur, mítla og sporðdreka.
Kóngulær skiptast í vefkóngulær og förukóngulær. Vefkóngulær spinna vef úr silkiþræði til veiða en förukóngulær elta bráð sína uppi. Förukóngulær hafa spunakirtla sem þær nota t.d. til að spinna hjúp utan um egg sín. Allar kóngulær eru rándýr og þegar þær hafa náð bráð sinni bana þær henni með eitri.
Langfætlur eru áþekkar kóngulóm. Aðal munur á þeim og kóngulóm er sá að þær hafa ekki skiptan bol. Þær hafa tvenn pör klóskæra en enga eiturkirtla. Þær eru þó rándýr. Helsta einkenni þeirra er að fætur þeirra eru mun lengri en búkurinn.
Sporðdrekar eru einkum á kreiki á nóttum og grípa bráð sína með stórum gripklóm sínum og halda henni á meðan þeir stinga hana á hol með eitruðum halabroddi sínum. Þeir veiða einkum aðrar áttfætlur sér til matar.

6. Skordýr
Mörg skordýr eru vængjuð og þau eru ásamt fuglum og leðurblökum einu fleigu dýr jarðar. Skordýr eru mjög ólík, t.d moskítóflugur, engisprettur og fiðrildi. Mörg skordýr keppa við menn um fæðu og skemma til dæmi uppskeru.
Líkami skordýra skiptist í þrjá hluta: höfuð frambol og afturbol, auk þess eru þau sexfætt. Dæmigert skordýr eru engisprettur. Þær hafa tvö pör af vængjum. Þær hafa einnig fimm augu, framan á höfðinu hafa þær þrjú augu sem greina bara mun á degi og nóttu en á hliðum höfuðsins eru samasett augu sem greina suma liti og hreyfingu. Blóðrásarkerfi skordýra eru opið, þ.e. blóðið fer ekki allt eftir æðum heldur flæðir það um holrými líkamans. Súrefni berst ekki með blóðinu heldur er sérstakt kerfi loftæða, sem flytja súrefni um líkaman.
Skordýr breytast mjög mikið yfir æfi sínna. Þessar breytingar eru nefndar myndbreytingar. Ófullkomin myndbreyting er fólgin í því að úr ekki kemur ungviði sem er áþekkt forledrum sínum, aðeins smærra vexti og sum líffæri eru lítt eð a ekki þroskuð og vængir hafa ekki myndast. Fullkomin myndbreyting felur í sér algjör umskipti í líkamsgerð. Dæmi um þetta eru fiðrildi sem verpir eggi, og úr því skríður lirfa sem gerir fátt annað en að éta. Þegar nóg hefur verið étið hjúpar hún sig í hýði úr silki þráðum og nefnist þá púpa og úr henni skríður fullvaxið fiðrildi.
Flest skordýr fara einförum og eru útaf fyrir sig. Það er ekki fyrr en kemur að mökun sem þau leita uppi maka af sinni tegund. Við makaleit gefa sum skordýr frá sér ilmefni, ferómón, sem lokkar karldýr að kvenndýrum. Önnur skordýr eru félagslynd og sum þeirra lifa í flóknum félögum sem lúta ströngu skipulagi. Dæmi um þetta eru býflugur í býkúpum.
Sum skordýr kunna mörg ráð til þess að verja sig. Sum hafa brodda til að stinga óvini en önnur eru í felulitum.

7. Skrápdýr
Skrápdýr eru hryggleysingjar sem eru yfirleitt fimmgeislóttir og með sérstakt sjóæðakerfi og sogfætur sem annast hreyfingu þeirra. Skrápdýr hafa flest um sig harðan hjúp eða skráp. Krossfiskar eru dæmi um skrápdýr. Þeir eru rándýr. Þeir geta látið vaxa á ný líkamshluta sem þeir hafa misst.

Hryggdýr
Hryggdýr eru dýr sem hafa sérstaka gerð burðarsúlu í líkamanum, súlu sem við nefnum hrygg. Hryggurinn ber líkamann uppi og veitir honum ákveðna lögun. Hann verndar einnig mænuna. Hryggdýr hafa vel þróuð líffærakerfi og lokað blóðrásarkerfi. Hryggdýr skiptast í sjö flokka en fjallað verður um sex þeirra.

1. Fiskar
Fiskar eru þau hryggdýr sem eru best fallin til lífs í vatni. Líkaminn er straumlínulagaður og sleipur, venjulega þakinn hreistri og smýgur vatnið án mikillar mótstöðu. Flestir fiskar hafa ugg sem halda þeim stöðugum í vatninu og knýja þá áfram.
Fiskar anda með tálknum. Súrefni flæðir úr vatninu og gegnum þunnar og blóðríkar himnur tálknana. Koltvíoxíð berst á sama hátt út úr blóðinu.
Stærstu flokkar fiska eru brjóskfiskar og beinfiskar

Brjóskfiskar
Helsta einkenni þeirra er að stoðgrind þeirra eru úr brjóski en ekki beinum. Húð flestra brjóskfiska nefnist skrápur. Hann er hrjúfur vegna lítilla gadda hann er heldur ekki slímkendur. Margir brjóskfiskar fæða lifandi afkvæmi, og er þá um innrifrjóvgun að ræða. Dæmi um brjóskfiska eru hákarlar og skötur. Skötur verpa eggjum sem eru eitt og eitt í hornkendu hylki sem nefnist Pétursskip, þessi egg festa sig við botnin.

Beinfiskar
Stoðgrind beinfiska er sett saman úr hörðum beinum sem mörg eru oddmjó og hvöss. Í munni flestra beinfiska eru tennur sem vísa inn í munninn. Húð fiskana kallast roð og er oftast þakið hreistri og er mjög slímkennd. Hreistrið er þunnar beinplötur sem sitja í húðinni.
Eftir endilangri hlið fiska er rákin, í rákini eru skynfæri sem greina meðal annars titring í vatninu og hljóð. Margi beinfiskar hafa einnig sundmaga, sem er poki með lofti og fiskurinn getur aukið loftið í honum ef hann kýs að fljóta betur.
Sumir fiskar hafa aðlagast nolluð óvenjulega. Rafálar geta sent nokkut hundruð volta rafmagns högg til að lama bráð, hrognkelsi eru með sogflögu sem þau nota til að festa sig við kletta með og aðrir fiskar geta breytt um liti til að fela sig betur.

2. Froskdýr
Froskdýr eru hryggdýr sem á ungaaldri líkjast fiskum, lifa í vatni og anda með tálknum, en þegar þau eldast skríða þau flest á land og anda með lungum. Öll froskdýr klekjast úr eggjum sem er hryngt í vatni. Froskdýr eru öll með misheitt blóð Tveir helstu hópar froskdýra eru froskar og salamöndrur.

Froskar grafa sig oft í leðju á botni vatna og tjarna og aðrir grafa sig í jörðu niður fyrir freramörk og leggjast þar í vetrardvala. Í vetrardvala hægi á allri líkamsstarfsemi þ.a sá forði sem þau hafa nægir þeim og það súrefni sem þau fá í gegnum húðina dugar.
Fullorðinr froskar eru rófulausir, en þegar þeir skríðua úr eggi eru þeir fótalausir og minna á fiskseiði. Á þessu skeiði heita þeir halakörtur.
Froskar eru rándýr sem veiða skordýr og ýmis önnur smádýr með slímugri tungu sem þeir skjóta út úr sér.

Salamöndrur eru að því leiti ólíka froskum að þær eru búklangar og með hala, en fætur eru styttir en stökkfætur froska. Þær verpa eggjum í vatni og sumar lifa alla ævi í vatni.

3. Skriðdýr
Skriðdýr eru með misheitt blóð, anda með lungum og hafa þurra, hreisturkenda húr ðg verpa eggjum. Karldýrin frjóvga eggin í líkömum kvennana áður en skurnin myndast um þau.
Slöngur eru fótalausar og liðast áfram á kviðnum sem er alsettur hreysturplötum. Eðæur eru einkum frábrugnar slöngum að því leiti að þær ganga á fótunum oghafa slæma heyrn. Tungur þeirra eru einkar næm skynfæri og sum hafa sérstök skynfæri sem nema varma.
Helsta einkenni skjaldbaka er að líka þeirra er hulinn þykkum og sterkum plötum úr hyrni, sama efni og og er í hári og nöglum.
Krókódílar eru mjög fornfráleg dýr og minna kannski frekar á risaeðlur. Krókódílar og risaeðlur áttu líklega sameiginlegan forföður.

4. Fuglar
Fuglar eru fiðruð hryggdýr með jafnheitt blóð og verpa eggjum. Fuglum er skipt í fimm megin hópa: spörfugla, sundfugla, vðfugla, ránfugla og ófleyga fugla. Þessi skipting er á engan hátt vísindaleg.
Fuglar hafa lagað sig að flugi á mismunandi vegu. Fiður þeirra er meismunandi að gerð, sumar fjaðrir eru fíngerðar dúnfjaðrir en aðrar eru lengri og með stinnum fjöðurstaf og kallast staffjaðrir. Dúnfjaðrirnar halda á fuglunum hita á meða staffjaðrirnar hjálpa til við flug. Bein fugla eru líka hol að innan og því létt.
Far fugla á sér margvíslegar orsakir, en þyngst vegur vafalaust að á varpstöðvum er gnægð ætis og auðveldara er að koma upp ungum en í vetrarheimkynnum.

5. Spendýr
Spendýr eru hærð, að minnstakosti á fósturstigi, eru með jafnheitt blóð og mjólkurkirtla sem framleiða mjólk handa ungviðinu.
Nefdýr eru frumstæðustu spendýr sem nú lifa og þau greina sig frá öllum öðrum spendýrum að því leyti að þau verpa eggjum sem klekjast utan líkamans og í stað spena eru aðeins með op sem mjólkin vætlar út úr.
Pokadýr verpa ekki eggjum, en ungar þeirra fæðast ákaflega vanþroskaðir og skríða strax í poka á kviði móður sinnar.
Fylgjudýr er langalgengasta tegund spendýra. Ungar þessara dýra þroskast í líkömum móður og fá súrefni og næringu frá henni í gegnum fylgju(legköku). Til fylgjudýra tilheyra: skordýraætur, leðurblökur (einu fleigu spendýrin), rándýr, tannleysingjar (t.d. mauraætur), filar, hófdýr og klaufdýr, nagdýr, hvalir og sækýr, og prímatar.




Kraftur og hreyfing

Kraftur og vinna
Kraftur
Kraftur eru þau áhrif sem verka á hlut þannig að hann tekur að hreyfast, hættir að hreyfast eða breytir hraða sínum. Sem sagt: Kraftur verkar á hlut og veitir honum orku þannig að hann öðlast hröðun.

Kraftur er nældur í einingunni njúton (N). Eitt njúton er sá kraftur sem þarf til að veita hlut með massa 1 kg hröðunina 1 m/s2. Kraftur er því massi hlutarins margfaldaður með hröðun hans. Kraftur hefur bæði stærð og stefnu. Ef tveimur kröftum er beitt á hlut leggjast áhrif kraftanna á hlutinn samann. Tökum sem dæmi ef tveir menn ýta bíl í stefnuna norður. Maður A, ýtir með kraftinum 20 N en maður B með kraftinum 25 N, þá er heildar krafturinn sem verkar á bílinn 45 N í stefnuna norður. Ef, hinsvegar, maður A ýtir í stefnuna suður og maður B ýtir í stefnuna norður þá verður heildar krafturinn sem verkar á bílinn 5 N í stefnuna norður, kraftarnir verka á móti hvor öðrum. Kraftur er oft táknaður með kraftpílum. Hægt er að leggja pílurnar saman til að fá kraftpílu fyrir heildar kraft sem verkar á hlut.

Gormvog er notuð til að mæla kraft. Þyngdarkraft er hægt að mæla með því að hengja hlut í gormvog. Þá kemur í ljós að ekki er verkar sami þyngdarkraftur allstaðar í alheiminum. Þyngd mælir hversu mikill þyngdarkraftur verkar á hlut, er hún því mæld í njútonum. Þyngdarhröðun jarðar er 9,8 m/s2 og því hefur hlutur með massan 1kg þyngdina 9,8N. Hlutur með massann 50kg hefur þá þyngdina 490N.

Núningur: Kraftur sem spornar gegn hreyfingu
Fyrr á öldum töldu menn að kyrrstaða væri “eðlilegt” hreyfiástand hluta. Allar tilraunir sem framkvæmdar voru leiddu í ljós að hlutir stoppuðu ef hætt var að beita krafti á þá. Það var ekki fyrr en löngu seinna að Newton áttaði sig á því að ástæða þess að hlutir stoppuðu var sú að á þá verkar núningskraftur í gagnstæða stefnu hreyfistefnu. Við skoðum 3 tegundir núnings.

1. Renninúningur
Þegar fastir hlutir renna hver yfir annann verkar renni núningur milli yfirborðs þeirra. Hversu mikill renninúningur er fer eftir tveimur þáttum: .þyngd þess hlutar sem hreyfist og áferð flatanna sem snertast. Takið eftir að stærð flatanna er ekki ráðandi þáttur í stærð núningskraftsins.

2. Veltinúningur
Kúlur og hjól velta oft yfir fleti en renna ekki eftir þeim. Þegar ferð veltandi hlutar er að breytast verkar oft á hann kraftur frá fletinum í snertipunkti og stefnu flatarins. Þessi kraftur er veltinúningur.

3. Straummótstaða
Vatn olía og loft eru dæmi um straumefni. Þegar hlutur hreyfist í straumefni verkar kraftur á hann sem kallast straummótstaða. Straummótstaða er yfirleitt minni en renninúningur og því eru sleip efni oft notuð til að koma í veg fyrir renninúning.

Núningur er alls ekki alltaf til baga, t.d. ef núnings gætti ekki þá gætum við ekki gengið, eða komið okkur af stað á annann hátt.

Kraftur í straumefnum
Fyrir utan núning verka aðrir kraftar einnig í straumefnum.

1. Þrýstingur
Þrýstingur er sá “þungi” sem hvílir á tilteknu flatarmáli, m.ö.o. er þrýstingur sá kraftur sem verkar á ákveðið svæði. Þrýstingur er reiknaður með að deila með flatarmálinu í kraftinn. Einingar fyrir þrýsting eru t.d. njúton á fersentimetra (N/cm2) og njúton á fermetra (N/m2).

2. Flotkraftur
Krafturinn sem verkar upp á við nefnist flotkraftur og eiginleiki hlutanna sem rekja má til hans kallast fleytihæfni. Flotkraftur á hlut er jafn þyngd þess vökva sem hluturinn ryður frá sér. Þessi tengsl milli flotkrafts og þyngdar nefnast Lögmál Arkimedesar. Til þess að hlutur geti flotið í tilteknum vökva þarf eðlismassi hlutarins að vera minni en eðlismassi vökvans . Eðlismassi er hlutfallið á milli massa og rúmmáls eða,




Á tilteknu dýpi verkar þrýstingur af völdum vökva jafnt í allar áttir. Þetta má sannreyna með því að troða tappa í stútfulla flösku. Við það að troða tappanum í flöskuna erum við að beita þrýstingi niður en samt sem áður spýtist vatnið upp. Vökvahemlar, vökvalyftarar og önnur vökvaknúin tæki byggjast á þessu fyrirbæri. Vökvatæki byggjast á því að þrýstingur dreifist jafnt í allar áttir í vökva. Krafturinn sem beitt er á minni bulluna veldur því að hún færist niður og verkar með þrýstingi á vökvann. Þessi þrýstingur verkar á sérhvern fersentimetra stærri bullunnar. Vegna þess að yfirborð stærri bullurnar er fleiri fersentimetrar en minni bullurnar verkar stærri kraftur á stóru bulluna. Stóra bullan og sá þungi sem á henni hvílir færist upp. Minni bullan færist mun lengri vegalengd.

Lögmál Bernoullis
Lögmál Bernoullis segir að: “Því hraðar sem straumefni streymir því minni verður þrýstingurinn sem það skapar.” Þetta lögmál leyfir flugvélum að fljúga, vegna þess að loft sem flæðir yfir vængi flugvéla þarf að ferðast lengri leið, og því hraðar, yfir þá en loftið sem ferðast undir þá. Því er minni þrýstingur fyrir ofan vængina en neðan og flugvélin tekst á loft.
Vinna og orka
Vinna er sú orkubreyting sem verður þegar hlutur er færður úr stað fyrir tilstilli krafts. Vinna er margfeldi krafts sem beit er á hlutinn og vegalengdar sem hluturinn er færður um. Einigin fyrir vinnu er júl, eitt júl jafngildir þá njúton sinnum metrar (1J=1Nm), eða njútonmetra.



Orka er forsenda þessa að vinna sé unnin. Orka er hæfileiki til að framkvæma vinnnu.

Afl
Afl er mælikvarði á það hversu hratt vinna er unnin, það er hversu mikil vinna fer fram á tímaeiningu. Afl er mælt í wöttum (W), sbr. rafafl, eitt watt er þá júl deilt með tíma.



Vélar
Vélar létta mönnum vinnu vegna þess að þær breyta stærð eða stefnu þess krafts sem beitt er við vinnuna. Þegar vélar eru notaðar koma alltaf tvennskonar kraftar við sögu. Inntakskraftur er sá kraftur sem við beitum á vélina. Vinnan sem lögð er til vélarinnar kallast inntaksvinna. Útakskraftur er sá kraftur sem vélin skilar af sér. Vinnan sem vélin skilar af sér kallast úttaksvinna.
Hugtak sem kallast krafthlutfall segir til um hversu oft vél margfaldar inntakskraftinn. Krafthlutfall vélar er einfaldlega hlutfallið milli útakskrafts og inntakskrafts.



Þeim mun meira sem vél margfaldar inntakskraftinn þeim mun auðveldara er að vinna vinnuna.

Vélar geta alls ekki margfaldað vinnu eða orku sem til þeirra er lögð. Þetta er vegna núnings sem er óhjákvæmilegur . Hlutfallið á milli inntaksvinnu og úttaksvinnu er kallað nýtni.



Vegna núnings verður nýtnin líka alltaf minni en 100% (<1).

Einfaldar vélar
Við skoðum 6 tegundir af einföldum vélum.

1. Vogarstöng
Vegasalt, skófla, hnetubrótur og kúbein eru öll dæmi um vogarstangir. Vogarstöng er stöng sem getur snúist um fastann punkt, vogarás. Hlutfallið á milli inntaks og úttakskrafts vogarstangar er í beinu hlutfalli við fjarlægð þeirra frá vogarási.

2. Trissa
Trissa er band, belti eða keðja sem er brugðið um hjól. Triss sem er bundin við fastan hlut kallast föst trissa. Með fastri trissu er ekki hægt að margfalda inntakskraftinn, en hún getur breytt stefnu kraftsins. Hreyfanleg triss getur margfaldað skilakraftinn og krafthlutfallið verður því stærra en 1. Í talíum eru oft notaðar saman fastar og hreyfanlegar trissur. Með þessu er hægt að stilla krafthlutfallið.

3. Hjól og ás
Hjól og ás eru tveir kringlóttir hlutir. Hjólið er stærra en ásinn. Rönd hjólsins færist alltaf miklu lengri vegalengd en punktur á yfirborði ássins. Þegar inntakskrafti er beitt á hjólið margfaldast hann því við ásinn á svipaðan hátt og þegar vogarstöng er beitt. Dæmi um þetta er stýri á bíl.

4. Skáborð
Skáborð er beinn en hallandi flötur. Þegar hlutur er færður upp eftir skáborði þarf að færa hann lengri vegalengd en ef honum væri lyft beint upp.

5. Fleygur
Fleygur er einskonar hreyfanlegt skáborð. Hnífur og öxi eru dæmi um fleyga.

6. Skrúfa
Skrúfa er líka skáborð, en í þessu tilviki er það vafið utan um sívalning og myndar skrúfgang. Skrúfunni er snúið og færist við hvern hring ákveðna vegalengd.

Þetta eru helstu einföldustu vélarnar. Aðrar vélar eru settar saman úr þessum.

Vegalengd og hraði
Við mælum hreyfingu á ýmsann máta. Við getum mælt hversu langt hlutur hefur hreifst með því að mæla vegalengdina sem hann hefur færst. Vegalengd á milli tveggja staða er mæld í metrum.
Við mælum hversu hratt hluturinn fór með því að ákvarða ferð hans. Ferð hlutar er hraði hlutar þegar ekki er tekið tillit til stefnu hans. Hægt er að reikna ferð hlutar með formúlunni



Því ætti ekki að koma á óvart að einingin fyrir ferð er metrar á sekúndu (m/s) eða kílómetrar á klukkustund (km/klst). Þegar bæði ferð hlutar og stefna hans er tilgreind er talað um hraða. Ferð í ákveðna stefnu er hraði. Bíll sem ferðast 100km/klst, hefur ferðina 100km/klst. En bíll sem ferðast 100km/klst í suður, hefur hraðann 100km/klst suður.

Ef þú róir bát niður á á hraðanum 16km/klst og áin hreyfist með hraðanum 10 km/klst, þá ferðast þú með hraðanum 26km/klst miðað við bakkann. Þegar hraði tvegga hluta er í sömu stefnu leggst hraðinn saman, en ef hraði þeirra er í gagnstæða stefnu er frádrætti beitt.

Hraðabreiting
Hraðabreyting hlutar á tímaeiningu er kölluð hröðun. Hröðun hlutar er breyting á hraða hans deilt með þeim tíma sem breytingin varir, þetta er reiknað með formúlunni



Eining hröðunnar er m/s2 eða km/klst2. Ef lokahraðinn er minni en upphafshraðinn verður hröðunin mínustala (neikvæð) og táknar þá hraðaminnkun.

Ef hlutur ferðast með jafnri ferð í hringi, þá verður hann fyrir jafnri hröðun. Þetta er vegna þess að hröðun er sú breyting sem verður á hraða hlutar og hlutur á hringhreyfingu breytir sífellt um stefnu, og því hraða.

Lögmál Newtons
Newton setti fram 3 lögmál um hreyfingu hluta og eitt um þyngdaraflið. Með þessum lögmálum gat hann skýrt hreyfingar hluta við yfirborð jarðar og úti í geimi.

1. Fyrsta lögmál NewtonsNúningur veldur því að ferð hlutar sem er á hreyfingu minnkar. Ef núningur kæmi ekki fyrir hlyti hluturinn að viðhalda hreyfingu sinni um aldur og ævi. Newton gerði sér líka grein fyrir því að kyrrstæður hlutur yrði áfram kyrrstæður nema ef einhver kraftur kæmi honum á hreyfingu. Þessi eiginleiki hluta til að halda kyrrstöðu sinni eða hreyfingu kallaði Newton tregðu (e. interia). Tregðu lögmálið útlegst þá á þann veg
”Hlutur leitast við að halda hreyfingu sinni í beina stefnu eða kyrrstöðu óbreyttri ef ekki verkar á hann kraftur sem breytir hreyfingu hans.”

2. Annað lögmál Newtons
Annað lögmál Newtons er skrifað á þennan máta



Þetta lögmál útskýrir tengsl krafts, massa og hröðunar og felur í sér að heildar kraftur sem verkar á hlut jafngildir margfeldi af massa hans og hröðunar. Þetta má líka orða svona:
“Heildar kraftur, F, sem verkar á hlut með massa, m, framkallar hröðun, a, í stefnu kraftsins, a=F/m”

3. Þriðja lömál Newtons
Þriðja lögmálið segir okkur að
”Krafti sem beitt er af hlut A og hlut B er jafn stór krafti sem beitt er af hlut B á hlut A en í gagnstæða stefnu.”
Á manna máli segir þetta að ef ég ýti á vegg með kraftinum 10N þá ýtir veggurinn til baka á mig með kraftinum 10N.

Skriðþungi
Allir hlutir sem hreyfast hafa skriðþunga. Skriðþungi er jafn massa hlutar margfölduðum með hraða hans eða



Þetta skýrir það afhverju það er þægilegar að stoppa tennisbolta, sem ferðast með hraðanum 50km/klst, en vörubíl sem ferðast með sama hraða.

Fallandi hlutir
Allir hlutir sem falla í tómarúmi (engu andrúmslofti) hafa sömu hröðun og falla því jafn hratt. Hlutir sem falla við yfirborð jarðar í lofttæmi hafa hröðunina 9,8m/s2. Á hverri sekúndu eykst hraði þeirra um 9,8m/s. Hlutir sem falla í andrúmsloftinu hafa ekki allir sömu hröðunina, t.d. smápeningur og blað. Þetta er vegna þess að áhrif straummótsöðu eru meiri á blaðið en peninginn. Allir lutir verða fyrir loftmótstöðu og þessvegna geta þeir ekki haldið áfram að falla hraðar endalaust. Hámarks fallhraði hluta kallast lokahraði. Þegar þeim hraða hefur verið náð heldur hluturinn stöðugum hraða til jarðar.

Þyngdarkraftur og þyngdarlögmál Newtons
Þyngdarkrafturinn er aðdráttarkraftur. Þyngdarkrafturinn verkar milli jarðar og allra hluta á jörðinni. Hann verkar jafnframt á milli allra hluta í alheiminum. Þyngdar krafturinn veldur því að hlutir falla til jarðar og að tungl snýst um jörðina, en flýgur ekki bara í burt.
Newton hélt því fram að hlutur félli með hröðun til jarðar vegna aðdráttarkrafts sem verkar milli hlutarins og jarðar. Fall hans má skýra með þyngdarkrafti. Newton setti niðurstöður athugana sinna fram í þyngdarlögmálinu. Það lögmál felur í sér að milli tveggja hluta ríki þyngdarkraftur. Stærð kraftsins er komin undir tveimur þáttum: massa hlutana og fjarlæginni á milli þeirra. Þyngdarkraftur minnkar mjög hratt eftir því sem fjarlægð milli hluta vex.