Fysiikka luento 1 video 1

Page 1

Fysiikka Luento 1 Video 1: Liike

Luennon sisältö 1. 2. 3. 4.

Fysiikan opetus Notski.fi:ssä Suoraviivainen liike Ympyräliike Esimerkkitehtäviä

1. Fysiikan opetus Notski.fi:ssä Galenos, kirjatiivistelmä, luennot Harjoitustehtävät Yhteisöllisyys, osallistu Nuotiopiiriin! 10 luentoa, kussakin 1-4 videota, videon pituus yhden oppitunnin luokkaa Videoilla käydään lopussa läpi esimerkkitehtäviä vaihe vaiheelta

1. Fysiikan opetus Notski.fi:ssä

1. 2. 3. 4. 5.

liike ja sähkö energia, aaltoliike hengitys ääni ja valo tutkimusmenetelmät

6. kalvot ja veri 7. sydän 8. säteily 9. uhkatekijät 10. radiologia

2. Suoraviivainen liike 2.1 Nopeus Ilmoittaa tietyssä ajassa edetyn matkan SI-järjestelmän yksikkĂś đ?‘š đ?‘ Vektorisuure, jolla suuruus ja suunta Nopeuden skalaarisuure (itseisarvo) on vauhti Merkitään yleensä đ?‘Ł Valonnopeus đ?‘? ≈ 3,0 ∙ 108 đ?‘š đ?‘

2. Suoraviivainen liike Keskinopeus

đ?‘ đ?‘Ł= đ?‘Ą

Hetkellinen nopeus đ?‘‘đ?‘ đ?‘Ł= đ?‘‘đ?‘Ą

2. Suoraviivainen liike 2.2 Kiihtyvyys Kiihtyvyys kuvaa nopeuden muutosta tietyssä ajassa SI-järjestelmän yksikkĂś đ?‘š đ?‘ 2 Putoamiskiihtyvyys maan pinnalla đ?‘š đ?‘” = 9,81 2 đ?‘

2. Suoraviivainen liike Kiihtyvyys on yleisnimi, jos đ?‘Ž < 0 voidaan puhua myĂśs hidastuvuudesta Tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä ∆đ?‘Ł đ?‘Ž= ∆đ?‘Ą Jos kiihtyvyys muuttuu, hetkellinen kiihtyvyys đ?‘‘đ?‘Ł đ?‘Ž= đ?‘‘đ?‘Ą

2. Suoraviivainen liike

TĂśrmäyksessä äkillisesti tapahtuvaa hidastuvuutta voidaan kuvata G-yksikĂśillä, jotka aiheuttavat tietyn G-voiman TällĂśin verrataan kiihtyvyyttä putoamiskiihtyvyyteen đ?‘š đ?‘š 3,0 đ??ş = 3 ∙ 9,81 2 ≈ 29 2 đ?‘ đ?‘

2. Suoraviivainen liike 2.3 Matka Tasaisessa liikkeessä kappaleen kulkema matka đ?‘ = đ?‘Łđ?‘Ą Kiihtyvän liikkeen aikana kuljettu matka 1 2 đ?‘ = đ?‘Žđ?‘Ą 2 Yleisesti, kun đ?‘ 0 on kappaleen alkusijainti 1 2 đ?‘ = đ?‘ 0 + đ?‘Ł0 đ?‘Ą + đ?‘Žđ?‘Ą 2

2. Suoraviivainen liike

Vakionopeus

Tasaisesti kiihtyv채 liike

2. Suoraviivainen liike

2.4 Liike useammassa ulottuvuudessa Tarkastellaan yleensä heittoliikettä Voima on jaettava komponentteihinsa đ?‘Łđ?‘Ľ = đ?‘Ł cos đ?›ź đ?‘Łđ?‘Ś = đ?‘Ł sin đ?›ź

2. Suoraviivainen liike Heittoliike koordinaatistossa, kun lähtĂśpiste on origo đ?‘Ľ = đ?‘Ł0 cos đ?›ź0 đ?‘Ą 1 2 đ?‘Ś = đ?‘Ł0 sin đ?›ź0 đ?‘Ą − đ?‘”đ?‘Ą 2 đ?‘Łđ?‘Ľ = đ?‘Ł0 cos đ?›ź0 đ?‘Łđ?‘Ś = đ?‘Ł0 sin đ?›ź0 − đ?‘”đ?‘Ą Mitä tahansa liikettä voidaan tarkastella samoin periaattein

3. Ympyr채liike 3.1 Ympyr채liike

3. Ympyräliike Kierrostaajuus đ?‘˜đ?‘–đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘ đ?‘Ąđ?‘’đ?‘› đ?‘™đ?‘˜đ?‘š 1 đ?‘›= = đ?‘˜đ?‘˘đ?‘™đ?‘˘đ?‘›đ?‘˘đ?‘Ą đ?‘Žđ?‘–đ?‘˜đ?‘Ž đ?‘‡ Kiertokulma (fii)

đ?‘ đ?œ‘= đ?‘&#x;

Yhden kierroksen kesto 2đ?œ‹ đ?‘‡= đ?œ”

3. Ympyräliike Kulmanopeus (omega) ∆đ?œ‘ đ?œ”= ∆đ?‘Ą Kulmakiihtyvyys (alfa) ∆đ?œ” đ?›ź= ∆đ?‘Ą

3. Ympyräliike

Kiihtyvässä ympyräliikkeessä kappaleella on aina normaalikiihtyvyys ja tangenttikiihtyvyys

đ?‘Žđ?‘Ąđ?‘œđ?‘Ą =

đ?‘Žđ?‘›2 + đ?‘Žđ?‘Ą2

3. Ympyräliike

Kiertokulma vastaa kuljettua matkaa đ?‘ = đ?œ‘đ?‘&#x; Kulmanopeus đ?‘Ł = đ?œ”đ?‘&#x; Kulmakiihtyvyys đ?‘Žđ?‘Ą = đ?›źđ?‘&#x; Normaali- eli keskeiskiihtyvyys đ?‘Ł2 đ?‘Žđ?‘› = đ?‘&#x;

3. Ympyräliike

Tasaisesti muuttuvassa ympyräliikkeessä saadaan vastaavat lausekkeet kuin suoraviivaisessa liikkeessä

đ?œ” = đ?œ”0 + đ?›źđ?‘Ą đ?œ‘ = đ?œ”0 đ?‘Ą +

1 �� 2 2

vrt. đ?‘Ł = đ?‘Ł0 + đ?‘Žđ?‘Ą vrt. đ?‘ =

1 đ?‘Ł0 đ?‘Ą + đ?‘Žđ?‘Ą 2 2

4. Esimerkkitehtäviä Ajat maantiellä ja edessäsi ajaa Henkilöauto nopeudella 70 km/h. Jos ajat nopeusrajoituksen sallimaa enimmäisnopeutta 80 km/h tasaisesti, kuinka pitkän matkan ohitettava auto ehtii ohituksen aikana kulkea? Oletetaan ohitettavan auton pituudeksi 3 m ja aloitat ohituksen 10 m auton takaa täydellä nopeudella ja palaat kaistallesi 10 m auton edessä.

4. Esimerkkitehtäviä Ohitettava matka

đ?‘ đ?‘œâ„Žđ?‘–đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘ = 10 đ?‘š + 3 đ?‘š + 10 đ?‘š = 23 đ?‘š

đ?‘˜đ?‘š đ?‘š đ?‘Ł1 = 70 = 19,44 â„Ž đ?‘ đ?‘˜đ?‘š đ?‘š đ?‘Ł2 = 80 = 22,22 â„Ž đ?‘ đ?‘š ∆đ?‘Ł = 2,778 đ?‘

4. Esimerkkitehtäviä

Lasketaan ensin ohitukseen kuluva aika

đ?‘ đ?‘œâ„Žđ?‘–đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘ 23 đ?‘š đ?‘Ą= = = 8,28 đ?‘ đ?‘š ∆đ?‘Ł 2,778 đ?‘ Tästä saadaan ohitukseen kuluva kokonaismatka đ?‘š đ?‘ = đ?‘Ł1 đ?‘Ą = 19,44 ∙ 8,28 đ?‘ = 161 đ?‘š ≈ 160 đ?‘š đ?‘

4. Esimerkkitehtäviä Bugatti Veyron on yksi maailman Nopeimmista tehdasvalmisteisista autoista ja se kiihtyy 0-100 km/h 2,5 sekunnissa (oletetaan kiihtyvyyden olevan autossa vakio kaikilla nopeuksilla). Lähdet paikaltasi liikkeelle ja kiihdytät maksimikiihtyvyydellä ensin 4,0 s. Sitten ajat tasaisella nopeudella tasan 20 s ja tämän jälkeen jarrutat 100 m:n matkalla nopeuden nollaan. Kuinka pitkän matkan olet kulkenut?

4. Esimerkkitehtäviä

𝑡𝑚𝑎𝑥 = 2,5 𝑠; 𝑡1 = 4,0 𝑠; 𝑡2 = 20 𝑠; 𝑠3 = 100 𝑚 𝑎𝑚𝑎𝑥 =

∆𝑣 𝑡𝑚𝑎𝑥

100 𝑘𝑚 ℎ 27,777 … 𝑚 𝑠 = = 2,5 𝑠 2,5 𝑠

𝑚 = 11,111 … 2 𝑠

4. Esimerkkitehtäviä

1 𝑠1 = 𝑎𝑚𝑎𝑥 𝑡12 = ⋯ = 88,888 … 𝑚 2 𝑠2 = 𝑣2 𝑡2 = 𝑎𝑚𝑎𝑥 𝑡1 𝑡2 = ⋯ = 888,888 … 𝑚 𝑠𝑡𝑜𝑡 = 𝑠1 + 𝑠2 + 𝑠3 = ⋯ = 1077,778 𝑚 ≈ 1,1 𝑘𝑚

4. Esimerkkitehtäviä Ylität 300 m leveän joen soutamalla venettä kohtisuorasti vastarantaa kohden nopeudella 2,0 m/s. Vesi virtaa joen suuntaisesti nopeudella 1,5 m/s ja samalla painaa venettä kohti alajuoksua. Ilmoita veneen nopeus maan suhteen ja kerro kuinka pitkälle alavirtaan vene ylitykseen kuluvana aikana ajautuu.

4. Esimerkkitehtäviä 𝑙 = 300 𝑚 𝑣𝑗𝑜𝑘𝑖

𝑚 = 1,5 𝑠

𝑣𝑣𝑒𝑛𝑒

𝑚 = 2,0 𝑠

4. Esimerkkitehtäviä

𝑣=

2 2 𝑣𝑗𝑜𝑘𝑖 + 𝑣𝑣𝑒𝑛𝑒 =⋯=

𝑚2 𝑚 6,25 2 = 2,5 𝑠 𝑠

𝑣𝑗𝑜𝑘𝑖 tan 𝛼 = ⇔ 𝛼 = 36,87 ° ≈ 37 ° 𝑣𝑣𝑒𝑛𝑒

4. Esimerkkitehtäviä Merkitään ajautumaa đ?‘ :llä

đ?‘Łđ?‘—đ?‘œđ?‘˜đ?‘– đ?‘ đ?‘Łđ?‘—đ?‘œđ?‘˜đ?‘–

đ?‘ đ?‘™ = ; đ?‘Łđ?‘Łđ?‘’đ?‘›đ?‘’ = đ?‘Ą đ?‘Ą =

� �����

đ?‘Łđ?‘—đ?‘œđ?‘˜đ?‘– đ?‘™ đ?‘ = = â‹Ż = 225 đ?‘š ≈ 230 đ?‘š đ?‘Łđ?‘Łđ?‘’đ?‘›đ?‘’

T: Vene kulkee poiketen kohtisuorasta linjasta 37º nopeudella 2,5 m/s. Ylittämisen aikana vene ajautuu alavirtaan 230 m.

4. Esimerkkitehtäviä

Hammaslääkärin poran maksimikierrostaajuus on 40000 rpm. Poranterän halkaisija on 1,0 mm. Mikä on terän ulkopinnan ratanopeus tällä kierrostaajuudella?

4. Esimerkkitehtäviä

10−3 𝑚 𝑟= 5 ∙ 10−4 𝑚 2 40000 (𝑘𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜𝑠𝑡𝑎) 1 𝑛= = 1 𝑚𝑖𝑛 𝑇 60 𝑇= 𝑠 = 1,5 ∙ 10−3 𝑠 40000

4. Esimerkkitehtäviä

∆𝜑 2𝜋 𝜔= = ∆𝑡 𝑇 2𝜋𝑟 𝑚 𝑚 𝑣 = 𝑟𝜔 = = ⋯ = 2,094 ≈ 2,1 𝑇 𝑠 𝑠

4. Esimerkkitehtäviä

Ultrasentrifugilla saavutetaan kierrostaajuus 60000 rpm. Jos roottorin halkaisija on 25 cm, kuinka suuri on keskeiskiihtyvyys? Montako G:tä tämä vastaa?

4. Esimerkkitehtäviä

0,25 𝑟= 𝑚 = 0,125 m 2 60000 (𝑘𝑖𝑒𝑟𝑟𝑜𝑠𝑡𝑎) 1 𝑛= = 1 𝑚𝑖𝑛 𝑇 60 𝑇= 𝑠 = 10−3 𝑠 60000

4. Esimerkkitehtäviä 𝑣2 𝑟𝜔 𝑎𝑛 = = 𝑟 𝑟

2

∆𝜑 = 𝑟𝜔 = 𝑟 ∆𝑡

2

2

𝑟 2𝜋 = 𝑇2

2

2

4𝜋 𝑟 = 2 𝑇

𝑚 = ⋯ = 4934802 2 𝑠 𝑀𝑚 ≈ 4,9 𝑠 Vastaa: 𝑎𝑛 = ⋯ ≈ 500000 𝐺 𝑔

Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.