Füüsika eksam (11)

1. Mida uurib klassikaline füüsika ja millistest osadest ta koosneb?
Uurib aine ja välja kõige olulisemaid omadusi ja liikumise seadusi. Füüsikaline seos, katse, hüpotees, mudel
Klassikaline füüsika koosneb staatikast, kinemaatikast ja dünaamikast.
2. Mis on täiendusprintsiip? Tooge näide!
ükski uus teooria ei saa tekkida täiesti tühajele kohale. Vana teooria on uue teooria piirjuhtum. Nii on omavahel seotud erinevad valdkonnad. Puudub kindel piir valdkondade vahel. Nt. Einsteini relatiivsusteooria täiendas Galilei koordinaatide teisendusi väga suurte kiiruste korral.
3. Mis on mudel füüsikas? Tooge kaks näidet kursusest.
mudel on keha või nähtuse kirjeldamise lihtsustatud vahend, mis on varustatud matemaatilise tõlgendusega. füüsikaline mudel võimaldab kirjeldada füüsikalise objekti või nähtuse antud hetkel vajalikke omadusi lihtsustatult. näited: punktmass , ideaalse gaasi mudel
4. Mis on mateeria ja millised on tema osad?
Mateeria on kõik meid ümbritsev loodus. Mateeria esineb aine ja välja kujul.
5. Mis on ruum ja aeg?
Ruum ja aeg on mateeria ja selle liikumise eksisteerimise ja iseloomustamise keskkond.
6. Mida tähendab aja ja ruumi homogeensus ?
Ruumi homogeensus: iga punkt ruumis on füüsikaliselt samaväärne. Aatom on samaväärne samasorti aatomiga Marsil.
Aja homogeensus: vabade objektide jaoks on kõik ajahetked samaväärsed.
7. Loetlege vastasmõjud tugevuse kahanemise järjekorras ja nimetage mõju kandja (Ei küsi - Arvo Mere)
10^40 Tugev – gluuon (meson?), 10^38 Elektromagnetiline – footon, 10^15 Nõrk - uikon, 10^0 Gravitatsiooniline – graviton.
8. Mis on vektor ja mis on skalaar ?
Vektor -füüsikaline suurus, mille määrab suund, suurus ja rakenduspunkt ( nihe , kiirus, kiirendus, jõud...)
Skalaar-füüsikaline suurus, mille määrab arvväärtus (temperatuur, mass, tihedus...) Tehted skalaaridega on nii nagu ikka tehted reaalarvudega.
9. Andke vektorite liitmise kaks moodust graafiliselt.
Nihutada iga järgneva vektori alguspunkt eelneva lõpppunkti(kehtib ka paljude vektorite puhul ja on lihtsam) [(kõik on vektorid ) x=1+2+3+...+n]
Rööpküliku meetod: Nihutab vektorid ühte alguspunkti(paljude vektorite korral liialt keeruline kui mitte võimatu)
10. Kuidas lahutatakse vektoreid komponentideks ja miks see on vajalik?
Iga vektori võib asendada vähemalt kahe vektoriga, millede summa annab esialgse vektori. Vajalik: leida tuule jõu komponent mis veab jahti vastu tuult, teljestikus leida vajaliku telje sihilist komponenti et lahendada ülesannet.
11. Mis on vektori projektsioon teljel ja miks seda on vaja?
Vektori projektsioon teljel on skalaar. Teades nurka vektori ja telje vahel ning projektsiooni pikkust, saame arvutada vektori tõelise pikkuse koosinusfunktsiooni kaudu.
12. Kuidas konstrueeritakse ühikvektor ja miks see on vajalik?
Ühikvektor saadakse, kui võetakse vektoriga ühtiva suunaga vektor, mille moodul on võrdne ühega.
Ühikvektori konstrueerimine on tihti vajalik tegevus, et valmistada hetkel vaja mineva suunaga vektorit.
13. Mis on vektorite skalaarkorrutis? Tooge kursusest kaks näidet.
N: A=F*s*cos=F*v*cos
14. Mis on vektorite vektorkorrutis? Joonis ja kaks näidet kursusest.
N: N=F*v ( peaasi et valemis oleks kaks vektoriaalset suurust), pöördliikumisel tangentsiaalkiirendus on nurkkiiruse ja raadiuse vektorite vektorkorrutis.
15. Mis on taustsüsteem? Joonisel on kujutatud üks keha kahel erineval ajahetkel. Joonistage taustsüsteem, kohavektorid ja nihkevektor koos tähistustega.
targalt valitud keha, millega on seotud koordinaadistik ja aja mõõtmise viis
16. Mis on hektkkiirus, keskmine kiirus? Kuidas arvutatakse teepikkust üldiselt?
Hetkkiirus on kohavektori muutumine ajaühikus ehk kohavektori tuletis aja järgi ja on puutujasuunaline antud trajektoori punktis.
Keskmine kiirus nihke järgi
Üldjuhul teepikkus arvutatakse kui integraal kiirusest aja järgi:
17. Mis on liikumisvõrrand? Mis on liikumiste sõltumatuse printsiip?
Liikumisvõrrand kirjeldab keha koordinaadi muutust ajaühukus valemi näol(x=20+23t; x=t-10t2)
Liikumise sõltumatuse printsiip: igasuguse liikumise saab lahutada kolmeks osaks (x, y, z suunaliseks) ja need toimivad teineteisest sõltumatult
18. Lähtudes kiirenduse ja kiiruse definitsioonist , tuletage liikumisvõrrand.


20. On antud Galilei teisendused . Joonistage nendele teisendustele vastavad taustsüsteemid ja leidke seos kiiruste vahel.
21. Kujutage joonisel, kus on kujutatud ringjooneline trajektoor , järgmised
suurused: kohavektor, joonkiiruse vektor, pöördenurk, pöördenurga vektor,
nurkkiiruse vektor.
22. Andke nurkkiiruse ja nurkkiirenduse definitsioonvõrrandid. Milline on
kiireneva pöördliikumise liikumisvõrrand. Kasutage kiireneva kulgliikumise
liikumisvõrrandit eeskujuna.
kiiruskiirendus võrrand
23. Lähtudes seosest pöördliikumist iseloomustavate suuruste vahel, tuletage
seos kiiruste vahel.
24. Lähtudes seosest kiiruste vahel, tuletage seos kiirenduste vahel, nimetage
need ja tehke joonis vektorite kohta.
ehk kogukiirendus = tangentsiaalkiirendus + normaalkiirendus
25. Lähtudes normaalkiirenduse valemist , tuletage normaalkiirenduse valemid,
mis sisaldavad pöörlemisraadiust.
26. Sõnastage Newtoni seadused ja andke ka valemid.
1.
2. Keha kiirendus on võrdeline talle mõjuva jõu ja pöördvõrdeline massiga.
a=F/m (m/s2)
Algselt formuleeris Newton impulsi abil: p=m*v (kg*m/s)
3.
27. Mis on vaba keha diagramm ja miks on see kasulik?
Vaba keha diagramm ehk superpositsiooni printsiip. See on kasulik siis kui kehale mõjub mitu jõudu(sellisel juhul ei saa kasutada füüsika seadusi keha jaoks), sest siis tuleb leida resultantjõu, mis võimaldab teha arvutusi keha jaoks. [(Kõik on vektorid) Fres =F1+F2+F3+....Fn]
28. Lähtudes kiiruste liitmise seadusest, tuletage seos kiirenduste vahel ja
formuleerige relatiivsusprintsiip. Identifitseerge lähtevalemis olevad
kiirused.
29. Lähtudes Newtoni II seadusest kiirenduse kaudu, andke see impulsi mõistet
kasutades. Mis on jõuimpulss?
Jõuimpulss on mõjuva jõu ja mõjumise aja korrutis.
30. Tõestage, et isoleeritud süsteemis on impulss jääv.
31. Mis on töö ja võimsus? Andke valemid.
Töö on füüsikaline suurus, mis iseloomustab jõu efektiivsust keha mehhaanilise oleku muutmisel. (A=F*s*coskus  on vektorite F ja s vaheline nurk)
Võimsus on füüsikaline suurus, mis on võrdne ajaühikus tehtava tööga. (N=A/t)
32. Millised on konservatiivsed jõud ja dissipatiivsed jõud? Andke ka valemid.
Vaadatakse jõudusid töö seisukohalt kinnisel trajektooril. Konservatiivne jõud – töö on null. Dissipatiivne jõud – töö on nullist erinev.
33. Andke kuivhõõrdumise hõõrdejõu arvutamise valem, selgitage suurused ja
kujutage kuivhõõrdejõu sõltuvust kiirusest graafikul.
34. Mis on energia? Lähtudes töö valemist, tuletage kineetilise energia valem.
Energia on füüsikaline suurus, mis iseloomustab keha võimet teha tööd.
35. Lähtudes raskusjõu väljast, tuletage potentsiaalse energia valem.
y=h => Ep=mgh
36. Lähtudes Hooke’i seadusest, tuletage potentsiaalse energia valem
elastsusjõu korral.
37. Mis on tsentraalne jõud. Andke üldistatud valem elastsusjõu,
gravitatsioonijõu ja Coulomb ’i jõu jaoks.
Tsentraalne on jõud, mille suurus sõltub vastastikmõjus olevate kehade vahekaugusest ja on suunatud piki nende kehade masskeskmeid ühendavat sirget. ,
Kus f(r) on mingi kaugusest sõltuv funktsioon.
38. Tõestage, et isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv, lähtudes
alljärgnevast süsteemi määratlusest.
39. Kujutage graafiliselt elastselt deformeeritud keha koguenergia, kineetiline
energia ja potentsiaalne energia, lähtudes elastse deformatsiooni
potentsiaalse energia avaldisest.
40. Joonisel on kujutatud keha potentsiaalse energia sõltuvus koordinaadist x.
Millistel koordinaatidel on keha püsivas taskaalus, ebapüsivas taskaalus ja
ükskõikses tasakaalus. Põhjendage. Mingil kehal on koguenergia W.
Missuguses piirkonnas võib keha viibida?
41. Tuletage jõu ja potentsiaalse energia vaheline seos, lähtudes töö valemist.
42. Mis on absoluutselt elastne põrge? Andke vastavad jäävusseadused kahe keha näitel.
43. Mis on absoluutselt mitteelastne põrge? Andke vastavad jäävusseadused kahe keha näitel.
Ei kehti mehaanilise energia jäävuse seadus. Põrkel eraldub soojus . Alati kehtib impulsi jäävuse seadus.
44. Mis on jõuvälja väljatugevus, jõujoon, potentsiaal, ekvipotentsiaalpind? Lähtuge gravitatsiooniseadusest.
Väljatugevus on vabalangemise kiirendus.
Jõujoon on joon gravitatsiooniväljas, mille igas puntis on väljatugevuse vektor sellele puutujaks.
Potentsiaal on välja energeetiline iseloomustaja. Vabastab meid konkreetse keha massi arvestamisest. Saame keskenduda välja kuju uurimisele.
45. Mis on inertsjõud? Kuidas näeb välja Newtoni II seadus inertsjõu olemasolul ?
Inertsijõud on jõud, mis põhjustab taustsüsteemi kiirendust:
46. Mis vahe on kaalul ja raskusjõul. Mis on kaaluta olek ja ülekoormus?Andke
valemid.
Raskusjõud on kehale mõjuv jõud, mis on põhjustatud peamiselt gravitatsioonijõust ja tsentrifugaaljõust. Keha kaal on jõud, millega keha mõjutab alust või riputusvahendit. Kui keha kukub ilma toeta siis on ta kaaluta olekus. Fkaal=m(g±a) a=g =>
Fkaal=m(g-g)=0 Ülekoormus on see kui kaal ületab toereaktsiooni : Fkaal>T
47. Joonisel on keha paigal pöörleval karussellil. Vaadelge kehale mõjuvaid jõude mitteinertsiaalses taustsüsteemis. Kujutage kõik kiirused, kiirendused ja jõud ja andke jõudude arvutamise valemid.
48. Mis on disbalanss ja kuidas seda arvutatakse?
Tasakaalustamata inertsjõud pöörlevates masinaosades. Disbalanssi arvutatakse valemiga mass korda raadius. m*R antakse lubatud maksimaalse suurusena.
49. Coriolise jõu valem on antud. Kujutage need vektorid keha jaoks, mis liigub põhjapoolkeral läänest itta.
Joonkiirus v peaks olema puutujasuunaline ja Fc temaga risti ehk keskpunktist eemale suunatud.
50. Milline näeb välja parandatud Newtoni II seadus kõikide inertsjõududega?
51. Lähtudes isoleeritud süsteemi masskeskme võrrandist, tõestage see
.
Eeldan et ainepunkt on samane masskeskmega, siis saab rakendada Newtoni II-st seadust ainepunkti kohta.
52. Lähtudes kulgliikumise kineetilisest energiast, tuletage pöördliikumise kineetilise energia valem. Mis on inertsmoment ?
2
53. Milles seisneb Steineri teoreem ? Joonis ja valem.
Steineri teoreem väidab, et keha inertsmoment suvalise telje suhtes võrdub tema masskeset läbiva telje suhtes oleva inertsmomendi ja tema massi ning kauguse ruudu korrutise summaga .
I = Ic+ma2
54. Mis on jõumoment? Valem ja joonis vektorite kohta.
Jõumoment on suurus, mida kasutatakse jõu pöörava toime iseloomustamiseks.
55. Lähtudes töö avaldisest kulgliikumisel , tuletage töö avaldis pöördliikumisel.Tehke joonis.
56. Lähtudes töö avaldisest pöördliikumisel, tuletage võimsuse arvutamise valem pöördliikumisel
57. Mis on impulssmoment? Valem ja kujutage vektorid joonisel.
Impulssmoment on füüsikaline suurus, mis iseloomustab pöördliikumises olevat keha, so tema raadiuse ja impulsi vektorkorrutis.
58. Lähtudes impulssmomendi kahest definitsioonist tuletage pöördliikumise põhiseadus kahel kujul (Newtoni II seadus).
59. Lähtudes pöördliikumise põhiseaduse definitsioonist, tõestage impulssmomendi jäävuse seadus.
Vastavalt Newtoni III seadusele on sisejõudude momentide summa 0:
60. Tuletage vedeliku- või gaasisamba rõhu arvutamise valem.
61. Formuleerige Pascal’i seadus.
Vedelikud ja gaasid annavad rõhumuutuse edasi igas suunas ühtmoodi. Ühendatud anumates on vedeliku nivood pöördvõrdelises seoses anumates olevate vedelike tihedustega.
62. Formuleerige Archimedese seadus.Tuletage valem üleslükkejõu arvutamiseks vedelikku asetatud kuubi näitel.
Vedelikku või gaasi asetatud kehale mõjub raskusväljas üleslükkejõud, mis on võrdne väljatõrjutud vedelikule või gaasile mõjuva raskusjõuga.