Füüsika I kursuse tasemetöö kokkuvõte (2)

Tasemetöös pead oskama leida:
1)Auto: *Raskusjõudu;
*Veojõudu;
*Höördejõudu;
*Resultantjõudu;
*Kiirendust;
*Lõppkiirust;
*Läbitud teepikkust;
* Kineetilist energiat.
2)Liikumine kurvis – kesktõmbejõud , liikumine kumeral ja nõgusal sillal .
3)Arvutada rehvirõhku sõltuvalt temperatuurist.
4)Teadma seadusi: *Newtoni seadusi;
*Gravitatsiooni seadust;
*Impulsi jäävuse seadust.
Vastused:
*1)Auto raskusjõud:
Raskusjõud on jõud millega Maa tõmbab keha enda poole Raskusjõud on kehale mõjuv jõud. ( F = mg , kus g on vabalangemine ja võrdub 9,8m/s2 ja m on mass).
Näide:
Kosmoselaev liigub Maa lähedases ruumis vertikaalselt üles kiirendusega 40m/s2, kui suure jõuga rõhub sel ajal kosmonaut kabiini põrandale kui tema mass on 70kg?
Antud: a=40m/s2, m=70kg, g=10m/s2.
Leida: P=?
Lahendus:
P=m(g+a)
P= 70(10+40)= 70 * 50 = 3500N
*2)Auto veojõud:
Jõud, millega liigutatakse autot. F = ma + Fh ( F = ma + [müü(m)] mg ) .
Näide:
Toyota Corolla mass on 1,3 tonni ja ta saavutab kiiruse 100km /h paigalseisust 12,3 sekundiga . Leida veojõud, kui auto sõidab kruusateel kus hõõrdetegur on 0.03 .
Antud: m=1,3t = 1300kg, V=100km/h = 27,7 m/s (100*1000/3600), t= 12,3s, [müü(m)] = 0.03 .
Leida: F=?
Lahendus:
F=ma+Fh
F=ma+[müü]mg
F=m(a+[müü]g)
a= V/t = 27,7/12,3 = 2,2m/s2
F= 1300(2,2+0.03*10)= 3250N
*3)Auto hõõrdejõud:
Hõõrdejõud tekib kehade kokkupuutel ja on suunatud piki kokkupuute pinda liikumisele vastupidises suunas. Fh=[müü]mg
Näide: Tekst kahjuks puudub..
Antud: [müü]= 0.2, m= 10kg
Leida: Fh=?
Lahendus:
Fh=[müü]mg
Fh=0,2*10*10=20N
*4)Auto resultantjõud:
Fr = F – Fh (Fh=[müü]mg)
Näide: Tekst kahjuks puudub..
Antud: F=40N, [müü]=0,2, m=10kg, t=3s
Leida: Fr=?
Lahendus:
Fr=F-Fh
Fh=0,2*10*10=20N
Fr=40-20=20N
*5)Auto kiirendus:
Kiirendus näitab kiiruse muutumist ajaühikus. a = V-Vo / t . Ühikuks on m/s2.
Näide: Tekst kahjuks puudub..
Antud: V=12m/s, Vo=0m/s, t=3s
Leida: a=?
Lahendus:
a=V-Vo / t
a=12-0 / 3 =4m/s2
*6)Auto lõppkiirus:
Ühtlase liikumise korral: V=S/t, ühikuks on m/s
Mitteühtlane siis saab leida ainult keskmise kiiruse, Vk=Skogu / t kogu
Näide(mitte ühtlane): Tekst kahjuks puudub..
Antud: a=90m/s2, Vo=0m/s, S=2km=2000m, t=600
Leida S=?
Lahendus:
V=Vo+at
V=0+90*600=54000m/s
Näide(ühtlane): Auto läbib 5sekundiga 20meetrit. Leia auto kiirus.
Antud: t=5s, S=20m
Leida: V=?
Lahendus:
V=S/t
V=20/5=4m/s
*7)Auto läbitud teepikkus :
S= Vot+ at2 / 2, S=Vt
Näide(ühtlane liikumine): Tekst kahjuks puudub..
Antud: V=12m/s, a=0, t=3s, Vo=12m/s, V=12m/s
Leida: S=?
Lahendus:
S=Vt
S=12*3=36m
Näide(kiirenev liikumine): Tekst kahjuks puudub..
Antud: Vo=0m/s, V=12m/s, t=3s, g=10m/s
Leida: a, S
Lahendus:
S= Vot+ at2 / 2
a=V-Vo / t
a= 12-0 / 2=4m/s2
S=at2 / 2
S= 4*9 / 2=18m
*8)Auto kineetiline energia:
Liikuvate kehade energiat nimetatakse kineetiliseks energiaks, see sõltub keha liikumise kiirusest Ek=mV2 / 2, ühikuks džaul J
2)Liikumine kurvis – kesktõmbejõud , liikumine kumeral ja nõgusal sillal.
Ringliikumisel tekib kesktõmbejõud, mis on samuti suunatud pöörlemise keskpunkti. F=mV2 / r
Liikumine kumeral sillal:
Auto massiga 2t liigub üle kumera silla, mille kõverusraadius on 40m kiirusega 36km/h. Kui suure jõuga rõhub auto sillale selle keskosas?
Antud: m=2t=2000kg, r=40m, V=36km/h=10m/s(36*1000/3600)
Leida: F=?
Lahendus:
F=mg – mV2 / r
F=m(g - V2 /r)
F=2000(10-2,5)=15000N=15KN
Liikumine nõgusal sillal:
Auto massiga 2t liigub üle nõgusa silla, mille kõverusraadius on 40m kiirusega 36km/h. Kui suure jõuga rõhub auto sillale selle keskosas?
Antud: m=2t=2000kg, r=40m, V=36km/h=10m/s(36*1000/3600)
Leida: F=?
Lahendus:
F=mg + mV2 / r
F=m(g + V2 /r)
F=2000(10+2,5)=25000N=25KN
3)Arvutada rehvirõhku sõltuvalt temperatuurist.
Temperatuur-20kraadi C, rõhk autorehvis 34,3*104 Pa. Leida rõhk kummis kui seda muutumatul ruumalal soojendati 20kraadini C?
Antud: t1=-20c T1=273+(-20c)=253K, t2=20c T2=273+20=293K, p1=34,3*104
Leida: p2=?
Lahendus:
p1/T1 = p2/T2
p1*T2 = T1*p2
p2= p1*T2 /T1
p2=34,3*104 * 293 /253 = 39,72Pa
*1 Newtoni seadused:
Newtoni I seaduse järgi keha liigub ühtlaselt sirgjooneliselt või seisab paigal kui talle mõjuvate jõudude resutant võrdub nulliga.
Newtoni II seaduse järgi kiirendus millega keha liigub on võrdeline kehale mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline keha massiga. a=F/m, F=ma
Newtoni III seaduse järgi 2 keha mõjutavad teineteist suuruselt võrtsete 1 sirgel mõjuvate vastasuunaliste jõududega
Ülesanne II seaduse kohta:
Kui suure kiirendusega saab traktor järelvankrit vedada kui liikumistakistus on 1,5 KN, järelvankri mass on 0,5t ja veojõud 1,6KN
Antud: F1=1,5KN=1500N, m=0,5t=500kg, F=1,6KN=1600N
Leida a=?
Lahendus:
a= Fr/m
Fr=F-F1
a= F-F1 /m
a=1600-1500 /500= 0,2m/s2
*2 Gravitatsiooni seadus:
Gravitatsiooni seadus ütleb, et 2 keha tõmbuvad teineteise poole jõuga mis on võrdeline nende kehade masside korrutisega ja pöördvõrdeline nende kehade kauguse ruuduga . F=G * Mm /r2
*3 Impulsi jäävuse seadus:
Impulsi jäävuse seaduse järgi on suletud süsteemis(kus ei mõju välisjõud) impulsside summa kehade vastastikusel mõjutamisel on jääv.
SI süsteemi ühikud:
Teepikkus(S) m
Mass(m) kg
Aeg(t) s
Kiirus(V) m/s
Kiirendus(a) m/s2
Jõud(F) N
Algkiirus (Vo) m/s
Lõppkiirus (V) m/s
Kõrgus(h) m
Vabalangemise kiirendus (g) m/s2
Kehade vaheline kaugus (r) m
Gravitatsiooni konstant (G)
Hõõrdejõud (Fh) N
Hõõrdetegur [müü] N
Elastsusjõud (Fe) N
Valemeid:
Ühtlane liikumineV=S/t
Km/h => m/s – x * 1000 /3600
Mitte ühtlane liikumineVk= Skogu / tkogu
Ühtlane liikumine S=V*t
Ütlaselt muutuv liikumine a= V-Vo /t
Kiirenev liikumine V=a *t
V= Vo – at
Teepikkus kiireneval liikumiselS= Vot + at2 /2
Ühtlane liikuminet=S/V
Newtoni II seadus a=F/m, F=ma
Raskusjõu valem F=mg, kiirendusega üles P=m(g+a), kiirendusega langemine P=m(g-a)
Gravitatsiooni seaduse valem F=G* m1+m2 /r2
Kaal P=mg
Kõrgus h= at2 /2
Valemite avaldamine:
1)a= v-Vo /t
V=Vo+at
T=V-Vo /a
2)S=at2 /2
a= 2S /t2
3)V2-Vo2=2aS
a= V2-Vo2 /2S
S= V2-Vo2 /2a
4)F-F1=ma
F1=F-ma
a= F-F1 /m
5)F=G* m1*m2 /r2
r2=Gm1m2 /F
Jarmo Pohla 13AT 2009