Füüsika 1 Kodutöö 1 (0)

xxxxxxx
Füüsika 1
Kodutöö ülesanded
Õppeaines: Füüsika 1
Trantsporditeaduskond
Õpperühm: xxxxx
Juhendaja : Peeter Otsnik
Tallinn 2014
Füüsika 1
Ül. 1
Antud
x = 10 – 2t + t3
t = 2 s
r = 4 m
Leida
a(kogu) = ?
Lahendus:
a(n) = v2 / r
v = x(t)’
v(x) = (10 – 2t + t3)’ = -2 + 3t2
v(t=2)= 1-2 + 2*22 = 10 m/s
a(n) = 102 / 4 = 25 m/s2
a(t) = (v)’
a(t)= (-2 + 3t2)’ = 6t
a(t=2) = 6*2 = 12 m/s2
a(kogu)2 = a(n)2 + a(t)2 = 252 + 122 = 769
a(kogu) = 27,7 m/s2
Vastus. Kogukiirendus ajamomendil t = 2 s on 27,7 m/s2.
Ül. 2
Antud
y0 = 2 m
x0 = 7 m
Leida
v(alg) = ?
v(lõp) = ?
Lahendus:
Leiame aja t
Vaatleme vertikaalliikumist
v0 = 0 m/s
v(lõp) = ...
y0 = 2 m
g = a = 9.8 m/s2
y0 = v0t + at2/2
gt2/2 = 2
t2 = 4 / 9,8
t = 0,64 s
v = v0 + at
v( vert ) = 0 + 9,8 * 0,64 = 6,2 m/s
Vaateleme horisontaalliikumist
v = s/t
v( hori ) = 7m / 0,64s = 10,9m/s
v(lõp)2 = v(vert)2 + v(horis)2
v(lõp)= 12,5m/s
Vastus. Kivi algkiirus : 10,9 m/s ja lõppkiirus: 12,5 m/s
Ül. 3
Antud
f = 5 Hz
M = 1000 Nm
t = 20 s
Leida
I = ?
Lahendus:
nrkkiirus = 2pii*f
nurkkiirus = 2pii* 5 = 31, 4 s
nurkkiirendus = nurkkiirus / t
nurkkiirendus = 31,4 / 20 = 1,6 m/s2
M = I * nurkkiirendus
I = M / nurkkiirendus
I = 1000 Nm / 1,6 m/s2 = 625 kg*m2
Vastus. Hooratta inertsmoment on 625 kg*m2.
Ül. 4
Antud
m = 100 g = 0,1 kg
nurk = 60 kraadi
Ek = 60J
Leida
v(alg) = ?
Lahendus
Ek = mV2 / 2
v( lagip )2 = 2Ek / m
Arvutan kiiruse lagipunktis.
v(lagip)2= 2*60J / 0,1 = 34,64 m/s
Leian horisontaalkiiruse.
cos a = v(lagip) / v(y)
v(y) = v(lagip) / cos a
v(y) = 34,64 m/s / cos 60 = 17,32 m/s
Leian algkiiruse
v(alg)2 = Vx2 + Vh2
v(alg)2 = 34,632 + 17,322 = 1500
v(alg) = 38,7 m/s
Vastus. Algkiirus on 38,7 m/s.
Ül. 5
Antud
d= 80 cm = 0,8 m
Leida
T= ?
Lahendus
T = 2π ( ruutjuur J/mgl)
I0 = 2mr2
T = 2π (ruutjuur Io / mgl) = 2π (ruutjuur 2r2 / gr) = 2π (ruutjuur 2r / g)
T = 2 π ruutjuur (2* 0,4 / 9,8) = 1,8 s
Vastus. Võnkumise periood on 1,8 s.
Ül. 6
Antud
S = 16 cm2 = 16*10-4 m2
h = 5 m
q = 1000 kg/m3
Leida
F = ?
F = p*S
Lahendus
p = F/S
p = qgh
p = 1000kg /m3 * 9,8 m/s2 * 5m = 49 000Pa
F = p*S
F = 49 000 * 16*10-4 = 78,4 N
Vastus. Jõud, ava sulgevale korgile mõjuv jõud on 78,4 N.
Ül. 7
Antud
d = 2 cm = 0,02 m r = 0.01 m
t = 30 min = 1800 s
m = 0,51 kg
q = 7,5 kg/m3
Leida
v = ?
Lahedus
q = m/V
V = m/q
V = 0,51 / 7,5 = 0,068 m3
v = V / t*d
v = V / t * pii * r2
v = 0,068 / 1800s * pii * 0,012
V = S * v * t
v = V / (t * S)
v = 0,068 / (1800*pii*0,012) = 0,12 m/s
Vastus. Voolu kiirus on 0,12 m/s
Ül. 8
Antud
V = 100 l = 0,1 m3
t = 0 0C = 273,15 K
p = 30 atm
q= 0,00142 kg/m3
Gaasi ideaaltingimused
p2= 1 atm = 105 Pa
T2 = 0oC = 273, 15 K
Leida
m = ?
Lahendus:
p1V1/T1 = p2V2/T2
T1 = T2
V2 = p1V1/p2
P2 = 1 atm
V2 = 30 atm * 0,1 / 1 atm = 3 m3
q= m/V
m = q * V
m = 0,00142 kg/m3 * 3 m3 = 0,00426 kg
Vastus. Hapniku mass on 0,00426 kg.
Ül.9
Antud
V1 = 6l = 0,006 m3
p1 = 0,94MPa = 9,4 atm
T1 = 27 C0 = 273,15+27= 300,15 K
M = 44kg/kmol
Vmol = 22,4 m3/kmol (ideaalsetes tingimustes)
Gaasi ideaaltingimused
p2= 1 atm = 105 Pa
T2 = 0oC = 273, 15 K
Leida
m = ?
Lahendus
p1V1 / T1 = p2V2 / T2
9,4*0,006/ 300,15 =1 atm *V2)/ 273,15
V2 = 0,0001879 * 273,15
V2= 0,051 m3
n = V2 / Vmol
n = 0,051 / 22,4 = 0.023 kmol
n = m / M
m = n * M
m = 0.02 * 44 = 1 kg
Vastus. Gaasi mass on 1 kg.
Ül. 10
Antud
m = 100g = 0.1kg
V1 = 6l = 0,006 m3
p1 = 0,94MPa = 9,4 atm
T1 = 27 C0 = 27+273,15 = 300,15K
Vmol = 0,0224 m3/mol (ideaalsetes tingimustes)
Gaasi ideaaltingimused
p2 = 1 atm
T2 = 273,15 K
Leida
n = ?
gaas = ?
Lahendus
p1V1/T1 = p2V2/T2
9,4 atm * 0,006 m3 / 300,15 K = 1 atm * V2 / 273,15 K
0,000188 = V2 / 273,15
V2 = 0,051 m3
m / M = V / Vm
M = Vmol * m / V2
M = 0,0224 * 0,1 / 0,051 = 0.0439 g/mol = 4,39 * 10-3 kg/kmol
Vastus. Gaasi kilomooli mass on 4,39 * 10-3 kg, gaasiks on He.