HARMOONILINE VÕNKUMINE Harmooniline võnkumine ja võnkumise võrrand ◦ Võnkuvat liikumist esineb looduses kõikjal meie ümber ◦ Selleks et jõuda võnkumise võrrandini, vaatleme ringliikumist ◦ Kõiki selliseid võnkumisi, mida saab kirjeldada siinus- või koosinusfunktsiooni abil, nimetatakse harmoonilisteks võnkumisteks ◦ Siinusfunktsiooni argumendiks olevat suurust nimetatakse võnkumise faasiks (rad) ◦ Suurust ω, mis tiirlemise jaoks on nurkkiirus, nimetatakse võnkumise korral ring- ehk nurksageduseks ◦ Ringsageduse mõõtühik on 1 rad/s Võnkumise graafik ◦ võnkumise graafik näitab keha koordinaadi sõltuvust ajast ◦ Püstteljele kantakse koordinaat ehk võnkumise hälve ja horisontaalteljele aeg ◦ Võnkumise graafik annab liikumise kohta teavet Võnkumise energia ◦ Kuna võnkumine on liikumine, siis omab selline süsteem energiat nii kineetilisel kui ka potentsiaalsel kujul ◦ Võnkumise käigus toimub pidev energia muundumine Kont
läbinud pool ringjoont, siis on ta tagasi tasakaaluaasendis, edasi liigub allapoole ning jätkab niimoodi liikumist. Ühtlaselt mööda ringjoont tiirleva punkti projektsiooni koordinaadi sõltuvis ajast on väljendatav siinusfunktsiooni abil. X=A*sin*w*t faas - nurk, mis esineb argumendina võnkliikumise võrrandis ja mis määrab siinuseliselt muutuva suuruse väärtuse mistahes ajahetkel ringsagedus sagedus- on ajaühikus sooritatud täisvõngete arv periood - lühim ajavahemik, mille möödudes liikuv keha pöördub tagasi algolekusse(1 täisvõnke kestvus) Hälve-Võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist Ringsagedus ehk nurksagedus (tähis ) on võnkuva keha 2 sekundi jooksul sooritatud võngete arvu. Ühikuks on herts. Vedrupendel- Kinnitame spiraalvedru ühe otsa statiivile ja riputame vedru teise otsa koormise. Kui koormis on paigal, siis võrdub temale mõjuvate jõudude - raskusjõu Fr ja vedru elastsusjõu Fe resultant nulliga (joonis 1.)
Faas on tsüklilise võnkeprotsessi hetkeseisund. Faas tähendab järku, olekut. See näitab, missuguses faasis ehk seisundis tsükkelprotsess parajasti on. Pendli kiikumises näiteks näitab faas, kas pendel on parasjagu maksimaalses hälbes, tasakaaluasendis või kusagil seal vahepeal, samuti iseloomustab faas, kus pool tasakaaluasendist pendel hetkel viibib. Võnkumisvõrrandis on faas võnkumist iseloomustavas funktsioonis argument, mida loetakse kokkuleppelisest alghetkest või nullpunktist. Tavaliselt mõõdetakse faasi nurkmõõdus. kus s(t) on hälve tasakaaluasendist, on nurkkiirus, t on aeg ning f on sagedus. Siinuse all paiknevat avaldist ( t) või (2 f t)-d nimetatakse faasiks ehk selle funktsiooni argumendiks Ringsagedus ehk nurksagedus (tähis ) on võnkuva keha 2 sekundi jooksul sooritatud võngete arvu. Ühikuks on herts. Võnkesagedust leitakse järgmiste valemite kaudu: kus on võnkesagedus T võnkeperiood.
Juhan Liivi nim. Alatskivi Keskkool Füüsika Aive Ots ja Evelin Pärn VÕNKUMINE Referaat Juhendaja: Liidia Pogorelova Alatskivi 2010 SISUKORD Sisukord...................................................................................................................................... 2 Sissejuhatus.................................................................................................................................3 Ühte osa perioodiliselt korduvatest liikumistest nimetatakse võnkumiseks. Võnkumine teise sõnaga võnkliikumine on laias tähenduses mistahes protsess, mis on iseloomustatav mingi parameetri või suuruse täpselt või ligikaudselt korduva perioodilise muutumisega. Füüsikas tuuakse võnkumise olulise tunnusena sageli esile võnkuva suuruse muutumine ümber tasakaaluo
niidist, kivist ja konksust, kuhu niit riputatud Looduses on vabad võnkumised sumbuvad võnkumised. Küsimused: 1. Millistel tingimustel saavad süsteemis tekkida vabad võnkumised? 2. Tooge näiteid sundvõnkuvatest kehadest. 3. Tooge näiteid vabavõnkuvatest kehadest. 3. Võnkumisi iseloomustavad suurused Võnkumisi iseloomustavad: · Periood · Sagedus · Hälve · Amplituud Võnkeperiood ajavahemik, mille möödumisel liikimine uuesti kordub. T s Periood t T= N t võngete koguaeg N võngete arv
Massiarv aatommassi ühik u=1,66*10-27kg Isotoop on keemilise elemendi aatomid, mille tuumades on sama arv prootoneid, kuid erinev arv neutroneid. Radioaktiivsus on mõningate isotoopide omadus iseeneselikult (spontaanselt) laguneda, muutudes teisteks isotoopidesk või keemilisteks elementideks. Radioaktiivsel lagunemisel muutub aatomi tuum ja sellega kaasneb kiirgus. Tehisradioaktiivsuse korral tekitatakse isotoobid tuumareaktsioonide käigus. Poolestusaeg on ajavahemik, mille jooksul laguneb pool olemasolevatest aatomitest. Seoseenergia on energia, mida läheb vaja tuuma täielikuks lõhustamiseks tema koostisosadeks prootoniteks ja neutronideks. Eriseoseenergia on seoseenergia nukleoni kohta. Massidefekt tuuma seisumass on väiksem temas olevate nukleonide seismasside summast. Seda vahet nimetatakse massidefektiks. Tuumareaktsoonid on tuumade muundumised, mis toimuvad tuumade vastastikmõjus elementaarosakeste või teiste tuumadega
Juhan Liivi nim. Alatskivi Keskkool Evelin Pärn ja Aive Ots Alatskivi 2010 MIS ON VÕNKUMINE ? Võnkumiseks nim. perioodiliselt korduvat liikumist. Laias tähenduses on võnkumine mistahes protsess, mis on iseloomustatav mingi parameetri või suuruse täpselt või ligikaudselt korduva perioodilise muutumisega. Liigitatakse välismõju toimimise ja harmoonilise võnkumise järgi. VÕNKUMISE LIIGID Vabavõnkumine Nim. sisejõudude mõjul toimuvat võnkumist. Sellised võnkumised tekivad süsteemis pärast süsteemi tasakaaluolekust väljaviimist. Võnkumisel muundub vaheldumisi kineetiline energia potensiaalseks ja vastupidi. Vabavõnkumise sagedust nim. võnkesüsteemi omasageduseks. Vabavõnkumine on näiteks vedru või niidi otsa kinnitatud koormuse võnkumine. Vedru otsa kinnitatud koormuse võnkumine. Sundvõnkumine Sundvõnkumiseks nim. võnkumist, mis toimub perioodiliselt mõjuva välisjõu toimel. Võnkesüst
defineeritakse järgmiselt: At = ln (8) A t +T kus T on võnkeperiood.Valemitest (7) ja (8) järgneb: A o e - t = ln = T (9) A o e - ( t + T ) Logaritmilise dekremendi katseliseks määramiseks mõõdetakse ajavahemik t, mille jooksul võnkumise amplituud Ao väheneb n korda, s.o. At=Ao/n. Valemitest (9) ja (7) saadakse siis logaritmilise dekremendi arvutamiseks valem T Ao T = ln = ln n (10) t At t Kui süsteemile ei mõju hõõrdejõud (r=0), siis võrrandid (4) ja (5) omandavad kuju: d2x x = A o cos(o t + ) ,
Raadius joonistab pöördenurga. Ühik: 1° või 1 rad ( = 1 rad siis, kui l = r) = l/r 3.Kirjuta nurkkiiruse def valem, defineeri nurkkiiruse mõiste ja kirjuta ühik. = /t Nurkkiirus on pöördenurga ja selle sooritamiseks kulunud aja suhe, ühikuks on 1 rad/s. 4.Mis on joonkiirus, joonkiiruse seos nurkkiirusega? Joonkiirus - sellega isel. keha kiirust mööda ringjoone kaart. Ringliikumisel joonkiirus sõltub raadiusest ja nurk kiirusest. 5.Mis on pöörlemis periood ja pöörlemis sagedus?, arvutus valemid ja ühikud ja nende seos. Pöörlemisperiood on ajavahemik, mille jooksul sooritatakse 1 täispööre. T = 2/ ; T = t/n ühik : 1s Pöörlemissagedus-on ajaühikus tehtud pöörete arv. f=1/T Ühik: 1Hz 6.Mis on kesktõmbekiirendus,kuhu ta on suunatud ja selle arvutamine.
LAINED Laineks nimetatakse ruumis levivat häiritust, nt lööklaine. Mehaanilised lained vajavad levimiseks keskkonda, elektromagnetilised lained ei vaja. Kui häiritus on perioodiline, siis on ka laine perioodiline Ruumis levivat harmoonilist võnkumist nimetatakse sinusoidaalseks laineks. On olemas ristlained, mil võnkumine on risti laine levimise suunaga, ja pikilained, mil võnkumine toimub laine levimise sihis. Et sinusoidaalse laine põhjus on harmooniline võnkumine, siis iseloomustab lainet samamoodi nagu võnkumistki sagedus (f), ringsagedus ( ), amplituud (r) ja periood (T). Lisaks võnkumist iseloomustavatele suurustele iseloomustab lainet veel lainepikkus kaugus kahe samas faasis võnkuva punkti vahel. Järgnev joonis on lainepikkuse ja perioodi mõistete selgituseks. Joonisel toimub osakeste võnkumine y-telje suunas ja laine amplituudi tähis on A. Vasakpoolsel joonisel on kujutatud laine hetkülesvõtet mingil ajam
Ringliikumine ja võnkumised • Ringjooneliseks liikumiseks nimetatakse keha liikumist mööda ringjoonekujulist trajektoori. • Maa tiirleb ümber Päikese. Maa trajektoori iseloomustab trajektoori raadius. • Ringjoonelist liikumist nimetatakse tihti ka tiirlemiseks. • Kui keha erinevad punktid tiirlevad sama keskpunkti ümber mööda erinevate raadiustega ringjooni, on tegemist pöördliikumise ehk pöörlemisega. Teepikkus ja pöördenurk • Nurka, mille võrra pöördub ringliikumisel keha asukohta ja trajektoori kõveruskeskpunkti ühendav raadius, nimetatakse pöördenurgaks. Pöördenurga tähiseks on kreeka täht φ (fii). Füüsikas mõõdetakse pöördenurka mitte kraadides, vaid radiaanides. Üks radiaan (lüh rad) on selline kesknurk, mis toetub kaarele, mille pikkus on võrdne selle ringjoone raadiusega. Ühele täisringile vastab pöördenurk 2πrad, seega 1 rad = 360º/2π ≈ 57º. Kui keha
võib lakata õigesti toimimast. Võnkumiste ja võimalike mittestabiilsuste põhjuste selgitamiseks vaatleme vee temperatuuri reguleerimist, kus külma vette lisatakse kuuma vett. Temperatuuriandur asub reguleerimisklapist teatud kaugusel allavoolu. Kui reguleeritud vee temperatuur külma vee temperatuuri järsu alanemise tagajärjel samuti alaneb ajahetkel t0, siis jõuab signaal andurini aja pärast. Seega reageerib andur vee temperatuuri muutusele ajahetkel t 1 = t0+ . Ajavahemik oleneb klapi ja anduri vahelisest kaugusest ja vee kiirusest. Kui oletada, et mõõteseadis ja regulaator on inertsivabad ja toimivad silmapilkselt, siis alates hetkest t 1 ilmub regulaatori väljundile reguleeriv toime =-k, mille tulemusena reguleerimisklapp avaneb rohkem ja lisatava kuuma vee hulk suureneb. Kui klapp avanemine ja vee segunemine toimub kiiresti, siis tõuseb ka vee temperatuur kiiresti. Signaal sellest jõuab aga andurini alles aja pärast
Mehaanika kordamine 1. Mida näitab jõud ja mis on selle ühik? V: Jõud näitab, kui tugevasti keha osaleb vastastikmõjus. Ühik on 1N 2. Mida näitab kaal ja millest see sõltub? V: Kaal näitab, kui suure jõuga mõjutab keha enda all olevat pinda või riputusvahendit. Kaal sõltub keha massist, gravitatsioonijõust ja keha kiirendusest. 3. Mis on kaalutus? V: Kaalutus e. kaaluta olek kui keha liigub Maa poole kiirendusega g või kui keha ei mõjuta ei alust ega riputusvahendit. 4. Mis on raskusjõud? V: Raskusjõud on gravittsiooni jõud, millega mis tahes taevakeha tõmbab enda poole enda läheduses asuvid kehi. 5. Newtoni seadused. V: 1. Seadus: vastastikmõju puudumisel või vastasmõjude kompenseerumisel on keha paigal või liigub ühtalselt ja sirgjooneliselt. (F=0, siis a=0) 2. Seadus: Keha kiirendus on võrdeline talle mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline tema massiga. (a=F/m) 3. seadus: Kaks keha mõjutavad üksteist v
1. Punktmassi kinemaatika. 1.1 Kulgliikumine 1.2 Vaba langemine 1.3 Kõverjooneline liikumine 1.4a Horisontaalselt visatud keha liikumine 1.4b Kaldu horisondiga visatud keha liikumine. 2. Pöördliikumine 2.1 Ühtlase pöördliikumisega seotud mõisted 2.2 Kiirendus ühtlasel pöördliikumisel 2.3 Mitteühtlane pöördliikumine. Nurkkiirendus 2.4 Pöördenurga, nurkkiiruse ja nurkkiirenduse vektorid. 3. Punktmassi dünaamika 3.1. Inerts. Newtoni I seadus. Mass. Tihedus. 3.2 Jõu mõiste. Newtoni II ja III seadus 3.3 Inertsijõud 4. Jõudude liigid 4.1 Gravitatsioonijõud 4.1a Esimene kosmiline kiirus. 4.2 Hõõrdejõud 4.2a Keha kaldpinnal püsimise tingimus. 4.2b Liikumine kurvidel 4.3 Elastsusjõud 4.3a Keha kaal 5 JÄÄVUSSEADUSED 5.1 Impulss 5.1a Impulsi jäävuse seadus. 5.1b Masskeskme liikumise teoreem 5.1c Reaktiivliikumine (iseseisvalt) 5.2 Töö, võimsus, kasutegur 5.3 Energia, selle liigid 5.3 Energia
Nurkkiirus näitab, kui suur pöördenurk läbitakse ajaühikus. = / t . Nurkkiiruse SI-ühik on üks radiaan sekundis (1 rad / s). Seda ühikut esitatakse lühidalt kujul 1 s -1. Perioodiks T nimetatakse aega, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). Pöördliikumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul pöörlev keha teeb ühe täispöörde (läbib pöördenurga 2 rad). Seega nurkkiirus = 2 / T. Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r . Joonkiirus on suunatud piki ringjoone puutujat. Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v 2/ r ehk ak = 2 r . Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at = r.
Nurkkiirus näitab, kui suur pöördenurk läbitakse ajaühikus. = / t . Nurkkiiruse SI-ühik on üks radiaan sekundis (1 rad / s). Seda ühikut esitatakse lühidalt kujul 1 s -1. Perioodiks T nimetatakse aega, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). Pöördliikumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul pöörlev keha teeb ühe täispöörde (läbib pöördenurga 2 rad). Seega nurkkiirus = 2 / T. Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r . Joonkiirus on suunatud piki ringjoone puutujat. Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v 2/ r ehk ak = 2 r . Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. = ( 0) / t . Nurkkiirenduse
Kordamisküsimused füüsika eksamiks! 1.Kulgliikumine. Taustkeha keha, mille suhtes liikumist vaadeldakse. Taustsüsteem kella ja koordinaadistikuga varustatud taustkeha. Punktmass keha, mille mõõtmed võib kasutatavas lähenduses arvestamata jätta (kahe linna vahel liikuv auto, mille mõõtmed on kaduvväikesed linnadevahelise kaugusega; ümber päikese tiirlev planeet, mille mõõtmed on kaduvväikesed tema orbiidi mõõtmetega jne.). Punktmassi koordinaadid tema kohavektori komponendid (projektsioonid). Trajektoor keha liikumisjoon. Seda kirjeldavad võrrandid parameetrilised võrrandid x=x(t), y=y(t), z=z(t). Punktmassi kiirendusvektoriks nimetatakse tema kiirusvektori ajalist tuletist (kohavektori teine tuletis aja järgi): a(vektor)=v(vektor) tuletis=r(vektor) teine tuletis Kiiruste liitmine-et leida punktmassi kiirust paigaloleva taustkeha suhtes, tuleb liita selle punktmassi kiirus liikuva taust
Vaba 2 langemine on ühtlaselt muutuva sirgliikumise erijuht, mille korral keha liigub maapinna suhtes ainult raskusjõu toimel. h=gt2/2. Maksimaalse tõusu kõrguse vertikaalsel ülesviskel saab leida valemist h=v0 2/2g. 7. KÕVERJOONELINE LIIKUMINE. KIIRUSE SUUND. NURKKIIRUS KUI VEKTOR JA SELLE SEOS JOONKIIRUSEGA. KIIRENDUS ÜHTLASEL RINGLIIKUMISEL. NORMAAL- JA TANGENTSIAALKIIRENDUS KÕVERJOONELISEL LIIKUMISEL Kõrverjooneline liikumine on punktmassi või jäiga keha või kehade süsteemi massikeskme liikumine, mille korral kiirusvektori siht muutub. Liikumine on kõverjooneline parajasti siis, kui esineb kiirendus, mille siht erineb trajektoori puutuja sihist. Kõverjooneline liikumine taandub ringjoonelisele. Nurkkiirus näitab, kui suur pöördenurk läbitakse ajaühikus. = /t .
radiaan sekundis (1 rad / s). Seda ühikut esitatakse lühidalt kujul 1 s -1. Perioodiks T nimetatakse aega, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). Pöördliikumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul pöörlev keha teeb ühe täispöörde (läbib pöördenurga 2 rad). Seega nurkkiirus = 2 / T. Võnkumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul sooritatakse üks võnge. Joonkiirus ringliikumisel = ringjoone pikkus : periood. v = 2 r / T. Seega v = r . Joonkiirus on suunatud piki ringjoone puutujat. Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v 2/ r ehk ak = 2 r . Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. = ( 0) / t . Nurkkiirenduse
Ringliikumise periood aeg , millega läbitakse täisring. Tähis T, valem: T 1 Sagedus täisringide arv ajaühikus. Tähis ja ühik: f- 1Hz, valem: f või f T 2 Kiirendus ringliikumisel Ringjoonelisel liikumisel muutub pidevalt kiiruse suund st. et ringjooneline liikumine on alati kiirendusega liikumine. Ringjoonelise liikumise juures võib rääkida kolmest erinevast kiirendusest: v v 1. normaalkiirendus: a 2 1 t 2 1 2. nurkkiirendus: a r t 3. v=const Ringjoonelist liikumist iseloomustab alati suuna muutusest tingitud kiirendus
Nurkkiirendus, tsentripetaalkiirendus/normaalkiirendus/kesktõmbekiirendus ja tangentsiaalkiirendus (def., valem, valemianalüüs), millal esineb, suund, mis on nende erinevus. Kiirendus näitab, kui palju muutub kiirus ajaühiku jooksul. Kiirendus on kiiruse muutumise kiirus. Kiirendus a = (kiirus lõpul - kiirus algul) : aeg, mille jooksul see muutus toimus. a = (v - v0) / t . Kiirenduse SI- ühik on üks meeter sekundi ruudu kohta (1 m/s2). Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v2/ r ehk ak = 2 r . Sirgjoonelisel liikumisel on keha kiirus suunatud piki trajektoori. Seevastu ringliikumisel kiiruse suund muutub pidevalt. Kui trajektoor pole sirge, on kiirus trajektoori erinevates punktides suunatud erinevalt, kuid alati piki trajektoori puutujat (so. mööda sirget, mis on antud punktis raadiusega risti).
TÄIENDÕPPE KORDAMISKÜSIMUSED NB! Kontrolltöös teoreetiliste küsimuste vastustes kirjutatud valemite korral tuleb selgitada kasutatud sümbolite tähendust. Joonistele tuleb kanda peale ka füüsikaliste suuruste sümbolid. 1. Ühtlase liikumise definitsioon. Ühtlane liikumine liikumine, mille korral keha läbib mistahes võrdsete ajavahemike vältel võrdsed teepikkused. 2. Ühtlase liikumise kiiruse valem ja ühikud. [] = [] = =1 [] 3. Kiiruste liitmise seadus paralleelsete ja ristuvate kiiruste korral. Omavahel ristuvad kiirused liidetakse Pythagorase teoreemi kasutades: = 12 + 22 samasihilisi kiirusi liidetakse ja lahutakse nagu tavalisi arve, kusjuures märk valitakse vastavalt liidetavate kiiruste suunale: = 1 ± 2 4. Keha hetkkiiruse definitsioon tuletise kaudu. () = = = 0 5. Ühtlaselt muutuva liikumise definitsioon. Ühtlaselt muutuv liikumine liik
Ringliikumise periood – aeg , millega läbitakse täisring. Tähis T, valem: T 1 Sagedus – täisringide arv ajaühikus. Tähis ja ühik: f- 1Hz, valem: f või f T 2 Kiirendus ringliikumisel Ringjoonelisel liikumisel muutub pidevalt kiiruse suund st. et ringjooneline liikumine on alati kiirendusega liikumine. Ringjoonelise liikumise juures võib rääkida kolmest erinevast kiirendusest: v v 1. normaalkiirendus: a 2 1 t 2 1 2. nurkkiirendus: a r t 3. v=const
Liikumist kirjeldavad põhisuurused on teepikkus (nihe), aeg, kiirus ja kiirendus. Teepikkus: läbitud tee pikkus, mõõdetuna piki trajektoori. Tähis l (ld. longitude), ühik 1m. Nihe: suunatud sirglõik (vektor) mis ühendab keha alg- ja lõppasukohta. Tähis s (ingl. shift), ühik 1m. Aeg: tehakse vahet kahe aja vahel: · ajahetke tähistab nn. jooksev aeg (kunas?). Tähis t (time), ühik 1s. · kestust tähistab ajavahemik (kui kaua?). Tähis t, ühik 1 s. 4 Kõverjoonelisest liikumisest käsitleme meie ainult ringliikumist, sest teiste kirjeldamine nõuab kõrgemat matemaatikat 12 Kiirus näitab, kui pikk teepikkus või kesknurk läbitakse ajaühikus. Kasutatakse kaht kiiruse mõistet. Keskmine kiirus (ingl. speed) leitakse kui läbitud teepikkus jagatakse selle läbimiseks kulunud ajaga. Tähis vk. (ld
MATEMAATILINE ANALÜÜS I. KORDAMISKÜSIMUSED 1. Muutuvad suurused (tähistus, jaotus). Matemaatilises analüüsis tähistatakse muutujad väikeste tähtedega (x, y, a jne). Näiteid muutujate vahelistest suhetest: „Patsiendi vererõhk sõltub ravimite manustamise hulgast“, „Ringi pindala sõltub raadiusest“ Jaotus: a) Konstantsed suurused – ei muutu, omavad alati ühte ja sama väärtust N: ühtlane liikumine – kiirus on konstantne, teepikkus on muutuv suurus) b) Muutuvad suurused N: mitteühtlane liikumine – nii kiirus kui teepikkus muuutvad 2. Funktsiooni mõiste (definitsioon, tähistused, näited). DEF. Muutuvat suurust y nimetatakse muutuva suuruse x funktsiooniks, kui mingi eeskirjaga on suuruse x igale väärtusele seatud vastavusse suuruse y üks väärtus. Asjaolu, et y on x-i funktsioon, tähistatakse y = f(x) • Muutujat x nimetatakse sõltumatuks muutujaks (ehk argumendiks). • Muutujat y nimetatakse sõltuvaks muutujaks. • A
x - y = (2n + 1) 3) x -y = ± 2 41. Sumbuvad vônkumised. Diferentsiaalvõrrand, kus on takistustegur. k &x& + x& + x=0 m m Sumbuva võnkumise amplituudi kahanemine on eksponentsiaalne, teisisõnu hälve muutub seaduspärasuse järgi: x = A0 e -t sin ( t + 0 ) = 02 - 2 - t Amplituudiks ajahetkel t on A = A0 e mingi ajavahemik on võrdeline võngete arvu ja sumbuva võnkumise perioodi korrutisega: t = n * Ts Sumbumist iseloomustab sumbuvustegur. Neid on kahte tüüpi: - sumbuvustegur, mõõtühikuks 1/sek. Sumbuvustegur on aja pöördväärtus, mille vältel amplituud kahaneb e korda. 1 = = 2m Kui > 0 siis muutub nurksagedus (ja periood T) imaginaarseks. Võnkumist praktiliselt ei
Mehaanika 4. Newtoni seadused I seadus: On olemas sellised taustsüsteemid, mille suhtes liikuvad kehad säilitavad oma kiiruse jäävana, kui neile ei mõju teised kehad või teiste kehade mõjud kompenseeruvad. Järeldused: *Taussüsteem, kus see seadus kehtib, on inertsiaalne (Maa suhtes paigal või liiguvad jääva kiirusega). Ka heliotsentriline tausüst (süst., mille keskpunkt ühtib Päikesega ning mille teljed on suunatud vastavalt valitud tähtedele) on inertsiaalne. Seega, iga süst., mis liigub heliotsentrilise taussüst suhtes ühtlaselt ja sirgjooneliselt, on inertsiaalne. Maa liikumine Päikese ja tähtede suhtes on kiirendusega liikumine (ringliikumine) ei ole inertsiaalne (kuigi vahel võib nii vaadelda, sest kiirendus on väga väike). *On olemas ka teissuguseid taustsüsteeme, kus see seadus ei kehti mitteinertsiaalsed taustsüst-d (keha kiirus muutub ilma, et teda mõjutaks mingi teine keha näit kui buss hakkab järsku liikuma, siis inimeste kiirus
Perioodiks T nimetatakse aega, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe a kiirendus ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). F jõud m mass Pöördliikumisel nimetatakse perioodiks aega, mille jooksul pöörlev keha teeb . 1.2.2.Raskusjõud ja keha kaal Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse Maa külgetõmbe mõjul liiguvad kõik vabalt langevad kehad Maa pinnale kiirendusega suuna muutumist ajas. g=9,81m/S².Igale kehale Maa pinnal ja selle Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub läheduses mõjub raskusjõud P¯=mg¯.Raskusjõud loetakse rakendatuks
= 0 + t, Mõõtühik: = 1/s. Joonkiirus v (m/s): On kiirus, millega liiguvad pöörlevad või tiirlevad keha punktid ringjoonelisel trajektooril. Joonkiirus on ringjoone puutuja suunas. Liikudes pöörlemisteljest eemale joonkiirus kasvab. Valem: v = R, Mõõtühik: v = m/s. Nende vaheline seos: Joonkiirus sõltub nurkkiiruse suurusest. Mida suurem on nurkkiirus seda suurem on joonkiirus. Kesktõmbekiirendus Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina suunatud ringjoone keskpunkti. Kesktõmbekiirendus avaldub kujul ak = v2/ r ehk ak = 2 r . (a-kiirendus) Tangentsiaal- ja normaalkiirendus Tangentsiaalkiirendus a näitab, kui kiiresti kiirus muutub suuruse poolest. Kiiruse puutuja suunaline. Normaalkiirendus an (kesktõmbe- e, tsentripetaalkiirendus) kirjeldab kiiruse suuna muutumise kiirust. Suunatud risti kiiruse vektoriga, e
Füsa eksami konspekt 1, Liikumise kirjeldamine Taustsüsteem on mingi kehaga seotud ruumiliste ja ajaliste koordinaatide süsteem. Kohavektor on vektor, mille alguspunkt ühtib koordinaatide alguspunktiga. Trajektoor on keha või ainepunkti teekond liikumisel ruumis või tasandil. Trajektoori saab korrektselt kasutada ainult punktmassi korral. Kiirus on vektoriaalne suurus, mis võrdub nihke ja selle sooritamiseks kulunud ajavahemiku suhtega (kiirusvektor on igas trajektoori punktis suunatud mööda trajektoori puutujat selles punktis). Kiirendus on kiiruse muutus ajaühikus. (Kiirendusvektor lahutub kiirenevalt liikuva keha trajektoori igas punktis trajektoori puutuja sihiliseks tangentsiaalkiirenduseks ning sellega risti olevaks normaalkiirenduseks ehk tsentrifugaalkiirenduseks) 2,* Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine. a=consT =>kolmikvalem, Keha liigub sirgjoonelisel trajektooril, kusjuures tema kiirendus on nii suunalt kui suuruselt muutumatu ning samasihilise kiirusega
T= Ringliikumise periood aeg , millega läbitakse täisring. Tähis T, valem: 1 f = või f = Sagedus täisringide arv ajaühikus. Tähis ja ühik: f- 1Hz, valem: T 2 Kiirendus ringliikumisel Ringjoonelisel liikumisel muutub pidevalt kiiruse suund st. et ringjooneline liikumine on alati kiirendusega liikumine. Ringjoonelise liikumise juures võib rääkida kolmest erinevast kiirendusest: v -v a= 2 1 1. normaalkiirendus: t - 1 ar = 2 2. nurkkiirendus: t 3. v=const Ringjoonelist liikumist iseloomustab alati suuna muutusest tingitud kiirendus
MATEMAATIKA EKSAM. 1. Muutuvad suurused (üldiselt). 1)konstantsed suurused 2)muutuvad suurused NT: ühtlase liikumise korral on kiirus konstante suurus, teepikkus aga muutuv suurus. Funktsiooni mõiste (definitsioon, tähistused, näited). Funktsiooni esitusviise (piltlik, valemiga, tabelina, nooldiagrammina, sõnadega jne). Ühesed, paaris- ja paaritud, perioodilised, kasvavad ja kahanevad funktsioonid (definitsioonidega). Definitsioon: muutuvat suurust y nimetatakse muutuva suuruse x funktsiooniks, kui suuruse x igale väärtusele on vastav y üks väärtus Tähistused: argument(muutuja) x; argument(muutuja) y; määramispiirkond X; muutumispiirkond Y Näited: 2. Funktsiooni graafik (definitsioon, piltlik esitus). Definitsioon: funktsiooni graafik= {(x,f(x)): x∈X} Piltlikult: 3. Pöördfunktsioon (definitsioon). Näiteid. Kuidas leida pöördfunktsioone? Definitsioon: funktsiooni kujul
selle ringjoone raadiusega. (Kraadi ja radiaani seos) Nurkkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab raadiuse pöördenurka ajaühiku kohta. l = 2f = = t r Nurkkiiruse ja joonkiiruse seos v = r t T= Periood Ajavahemik,mille jooksul keha läbib ühe täisringi. N N võngete arv 1 f = Sagedus Ajaühikus tehtavate täisringide arv. T Kesktõmbekiirendus kõverjoonelisel liikumisel esinev kiirendus, mis on trajektoori v2 an = an = 2 r