Mehaanika kordamine (0)

Füüsika
Mehhaanika
Mehaanika on teadus mis käsitleb kehade paigalseisu ja liikumist neile rakendatud jõudude mõjul.
Mehaaniline liikumine

• Mehaaniliseks liikumiseks nimetatakse keha asukoha muutumist ruumis aja jooksul teiste kehade suhtes
  
• Jäiga keha liikumist nim. Kulgliikumiseks, kui keha punktid läbivad ühesuguse kuju ja pikkusega trajektoori.
  

Kulgliikluse lihtsamad erijuhud on

• Ühtlane sirgjooneline liikumine
  
• Ühtlaselt kiirenev sirgjooneline liikumine
  
• Ühtlane ringliikumine
  
• Lihtne harmooniline liikumine
  

Keha mille mõõtmed võib antud liikumistingimuste korral arvestamata jätta nim. punktmassiks.
Keha, mille suhtes määratakse punkti asukoht ruumis nim. taustkehaks.
Taustsüsteemi moodustavad taustkeha (kordinaadistik) ja aja arvestamiseks valitud alghetk.
Trajektooriks nimetatakse mõttelist joont mida mööda keha liigub
Trajektoori pikkust nim. teepikkuseks.
Nihkeks nimetatakse suunatud sirglõiku, mis ühendab keha algasukoha ja tema asukoha vaadeldaval ajahetkel
Nihe võib mõnikord võrduda nulliga.
Liikumine võib olla sirgjooneline, kõverjooneline , tasapinnaline või ruumiline.
3 min = 180 sek
1,2 min= 72 sek
¼ min= 15 sek
1 tud ja 20 min = 4800 sek
0.2 km= 200m
3cm= 0,03 m
4 mm=0,004m
0,5 mm =0,0005
0,9 t =900 kg
5g= 0,005 kg
29g= 0,027kg
Ühtlane sirgjooneline liikumine
Ühtlaseks sirgjooneliseks liikumiseks nim. liikumist, mille puhul trajektoor on sirge ja keha nihked mistahes võrdses ajavahemikus on võrdsed
Kiiruseks nim. suurust, mis võrdub teepikkuse ja selle vahemaa läbimiseks kulunud aja jagatisega
18km/h=5 m/s
54km/h=15 m/s
72km/h=20 m/s
12m/s=43,2km/h
30m/s=108km/h
100m /s=360 km/h
72km/h =20 m/s
25m/s
1560m/min= 26 m/s
Ebaühtlane liikumine
Ebaühtlase liikumise iseloomustamiseks kasutatakse keskmise kiiruse mõistet.
Keskmine kiirus näitab kui pika aja vahemaa läbib keha keskmiselt ajaühikus
Keskmise kiiruse arvutamiseks tuleb leida kogu teepikkuse kógu liikumisaja suhe
Hetkkiiruseks nim kiirust antud ajahetkel või trajektoorist antud punktis
Liikumist, mille puhul keha kiirus mistahes võrdsetes ajavahemikes muutub võrdsete suuruste võrra nim ühtlaselt muutuvaks liikumiseks
Kiiruse muutumist iseloomustab kiirendus
Kiirendust arvutatakse valemiga
kiirenduse uheks liigiks on raskuskiirendus tähistatakse tähega g
Maakera ühes ja samas punktis on kõikide kehade raskuskiirendus ühesugune
Keskmiseks raskuskuurenduseks loetakse g=9,8
Vabal langemisel kehtivad samad kuid kiirenduse asemel on valemis raskuskiirendus g
Ülessanne 1
Antud
Ratturi kiirus
v =16,2 km/h
t 2.3/4=2,45 min
s=?
Vastus: jalgrattur läbib minutiga 742,5 m.
Ülessanne 2
Antud:
t= 1h 11 min 7 sek =4267 sek
s=23 km =23 000 m
v=?
Ülessanne 3
s=18 km
t= 1,5h
12+3=15
Ülessanne 4
Ül 1
1h=3600s
7,5* 3600 =27000km/h
Auto kiirus oli 50 km/h ta kiirendas 6,5 sekundiga kiiruseni 100 km/h milline on auto kiirendus?
Antud
A?
Keha alustas vabalangemist paigalseisust mitu meetrit on ta langenud 15 sekundiks ja kui suur on tema hetke kiirus
Antud
t= 15s
lahendus
___________________________________________________________________________
Newtoni seadused
Newtoni I seadus
Keha püsib paigal või liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt seni kuni sellele ei mõju jõud või kui mõjuvate jõudude summa on null.
Newtoni II seadus
Keha kiirendus on võrdeline talle mõjuva jõu ja pöödrvõrdeline massiga
jõud
mass
kiirendus
keha mass on suurus mis iseloomustab keha inertsi ja gravitatsioonilisi omadusi mida suurem on keha mass seda suuremat jõudu tuleb tema kiiruse muutumiseks rakendada
Newtoni III seadus
Kaks keha mõjutavad teineteist võrdsete ühel sirgel mõjuvate vastassuunaliste jõududega
Jõud on ühe keha mõju teisele kehale
Jõud on kehade vastastikkuse mehaanilise mõju mõõt.
Kehad mõjutavad üksteist vahetult
Jõud on vektor mida iseloomustavad väärtus ja rakenduspunkt
Gravitatsiooni jõud
Gravitatsioon ladina k – raskus on üldine mateeria omadus mis avaldub kehade vastastikkuses tõmbumises.
Raskusjõud ja kaal
Raskusjõud F (N) võrbub keha massi m (kg) ja vabalangemise kiirenduse g (m/s2)
F=mg
Jõudu millega keha maa külgetõmbe tõttu mõjutb alust või riputusvahendit nimetatakse keha kaaluks keha kaal ei ole rakendatud kehale vaid alusele või riputusvahendile raskusjõudu tähistatakse tähega P
Kui keha liigub maa gravitatsioonis ühtlaselt kiirenevalt üles poole nt lift alustab tõusu siis tema kaal suureneb e tekib ülekoormus P=m(g+a)
Kuikeha liigub maa gravitatsiooniväljas ühtlaselt kiirenevalt alla siis tema kaal väheneb e tekib alakoormus P=m(g-a)
Kui vabal lamgemisel tekib kaalutuse keha kaal on võrdne nulliga sellisel juhul a =g
P=m(g-a)=0 kesktõmbe kiirendus
Üle kumeruse sõites keha kaal väheneb
Nõgu läbides keha raskusjõud suureneb
Keha on kaaluta olekus kui raskuskiirendus on võrde kesktõmbe kiirusega
Hobuse mass on 500 kg milline on tema raskusjõud?
Antud:
m=500 kg
F=?
F=m*g
500*9,8= 4900 N
Milline on 65 kkg massiga inimese kaal liftis kui kiirendus on 1,3 m/s2 laskumise algul
Antud m1=65kg
a=1,3 m/s2
m2= ?
P=m(g-a)
P=65(9,8-1,3)=552N
F=mg =>
M=552/9,8 = 56,4 kg
Sõiduauto mass on 1,4 tonni milline on auto kaal kumeral sillal kui silla kõverusraadius on 112,5 m ja auto kiirus on 108 km/h
Antud
m= 1,4 t = 1400 kg
r = 112,5 m
v= 108 km/h = 30 m/s
= 1400*17,8= 24920 N
Hõõrdejõud
Hõõrdejõud tekib kahe keha kokkupuutel ka see takistab alati kehade või nende osade liikumist
Hõõrdumist jaottakse seisuhõõrdeks liugehõõrdeks ja veerehõõrdeks
Hõõrdejõud mõjub maapealsetes tingimustes kõikidele liikuvatele kehadele kui liikumist ei säilita mõni teine jõud jääb iga keha hõõrdejõu tõttu lõpuks seisma
Hõõrdejõud on võrdne hõõrdeteguri ja normaalrõhumise korrutisega
isega
Hõõrdejõud on alati suunatud vastupidiselt nihkele või kea liikuma sundivale jõule hõõrdetegur oleneb mõlemast kokkupuutuvast pinnast hõõrdetegur on ilma mõõtühikuta suurus
Hõõrdejõudu saab vähendada kui mindade vaheke panna vedelikku panna kehad liikuma laagritel või rullidel
Elastsusjõud
Elastsusjõud avaldub deformatsioonil
Deformatsioon on keha kujuvõi ruumala muutus
Deformatsioon võib olla elastne või plastiline elastse korral keha ei taasta oma esialgset kuju plastilisel deformatsioonil esialgne kuju ei taastu
Elastsel deformatsioonil taastub keha kuju või ruumala tänuu elektromagneetilise iseloomuga jõule
Tõmbe ja surve korral saab wlastsusjõudu väljendada valemiga mis kannab inglise füüsiku Robert Hooke ’i nime
keha pikenemine või lühenemine
Kui palju tööd teeb õpilane kui tõstab oma koolikoti massiga 5 kg põrandalt lauale laua kõrgus 80 cm
Antud:
m= 5kg
s= 80cm= 0,8 m
_______________
A=?
F= 5*9,8=49 N
A= 49*0,8 =39,2 J
Vastus õpilane teeb tööd 39,2 J
Auto kiirus on 85 km/h ja mass 1100 kui suur on tema kineetiline energia
v = 85 km/h= 23,6 m/s
m= 1100 kg
_____________
Ek=?
J
Keha impulss
Keha liikumist saab iseloomustada füüsikalise suurusega mida nimetatakse impulsiks e liikumishulgaks
Impulsi väljendatakse massi ja kiiruse korrutisega ning tähistatakse tähega p mõõtühikuks 1 kgm/s impulss on vektoriaalne suurus p=mv
Mehaaniline töö ja võimsus
Mehaanilist tööd tehakse siis kui rakendatakse jõud ja selle mõjul keha liigub
Töö ei olene ajast küll aga võimsuselt
Võimsuseks nimetatakse suurust mis näitab ajaühikus tehtud tööd
Kasutusel on võimsuse ühik hobujõud tähis hj 1hj = 735W
Leia töö mida teeb poiss kes veab kelgu massiga 50 kg 100 m kaugusele kui nurk jõu ja nihke suuna vahel on 30°
Antud
m=50 kg
s= 100m
α= 30°
A=f*s*cosα
F=mg
F=50*9,8=490N
Kraana tõstab plokki massiga 2t 10 m kõrgusele ajaga 20 s kui suurt võimsus arendab kraana ploki tõstmisel
m= 2t = 200kg
s= 10 m
t= 20 s
F=2000*9,8=19600 N
A=19600*10=196000
Suusahüppaja kiirus enne äratõuget on 93,6 km/h kui suur on suusataja impulss kui suusataja mass on 90 kg?
Mehaaniline energia
Meha mehhaaniliseks energiaks nimetatakse suurust mis võrdub maksimaalse tööga mida keha antud tingimustes võib teha tööt tehakse energia arvelt
Mehhaanilise energia põhivormideks on potensiaalne ja kineetiline energia
Potensiaalseks energiaks nimetatakse energiat mis kehadel on nendevahelisevastastikkuse mõju tõttu. Näiteks maapinnalt ülestõstetud kehad, deformeerunud elastsed kehad
Maapinnalt ülestõstetud keha potensiaalne energia on määratud valemiga
Energiamuundumine potensiaalne energia võib muutuda kineetiliseks ja vastupidi
Helikpter mille mass on 20 tonni lendab 1,5 kilomeetri kõrgusel maapinnast . milline on helikopteri potensiaalne energia maapinna suhtes
Antud
m=20t= 20 000 kg
h=1,5km=1500 m
ep?
Ep= mgh
2*104*9,8*1,5*103=29,4*104 J
Suitsupääsukese mass on 19 g ja ta lendab maksimaalse kiirusega 114 km/h milline on pääsukese suurim kineetiline energia
m= 19 g 0,019
v= 114 km/h 114/3,6 = 31,7
(0,019*31,72)/2=
Pühajärv asetseb umbes 115 m üle merepinna kui suur on seetõttu pühajärve vee potensiaalne energia merepinna suhtes, kui järve vee mass on ligikaudu 1,3*108 kg?
h= 115m
m=1,3*108
leida Ep?
Ep=mgh
1,3*108*10*115=153*109J
Suusahüppaja mass on 80 kg ja kiirus äratõukel on 90 km/h milline on suusahüppaja kineetiline energia sel hetkel
m= 80 kg
v=90 km/h = 90/3,6= 25 m/s
Ek=?
Ek=(mv2)/2
Ek = (80*252)/2= 25000 J
Pall visatakse üles kiirusega 20 m/s
Kui kõrgele tõuseb pall
V=20m/s
h?
Ek=Ep
Mgh =(mv2) /2
Boyle -marionettei seadus
silindris on gaas silinder on suletud kolviga. mille abil on võimallik gaasi kokku suruda
Gay-Lussaci seadus
jääval rõhul on antud gaasikoguse ruumala võrdeline absoluutse temperatuuriga
V/T= const , kui p=const(V=constT)
kui gaasi rõhk hoida muutumatuna, siis gaasi temperatuuri suurendamine kaks korda suurendab gaasi ruumala kaks korda. Sellist protsessi nimetatakse isobaarseks. protsessi käigus muutuvad temperatuur ja ruumala kehtib seos V1T2=V2T1 temperatuur peab olema kelvinites
Charlesi seadus
kui gaasi ruumala jääb samaks siis gaasi temperatuuri suurenemine kaks korda suurendab gaasi rõhku kaks korda. seda nimetatakse isohoorseks protsessiks
Clapeyroni võrrand
R=8,31J(mol*K)
sauna leiliruumi temperatuur on 90C normaalrõhul
palju tuleb veeauru kui kerisele visata 1L vett