Liikumine on suhteline ehk liikumine toimub alati millegi suhtes. Mõisted: Mehaaniline liikumine- keha asukoha muutus mingi teise keha suhtes Punktmass- füüsikaline mudel, mis ei arvesta millise kuju ja mõõtmetega keha on Trajektoor- kujuteldav kontuur, mida mööda keha liigub (ei tohi samastada teega) Ühtlane liikumine- keha asukoht muutub mistahes ajavahemikus sama palju Kulgev liikumine- kõikide punktide trjaektoor on sama kujuga (saab kehasi käsitleda punktmassiga). Ülesalla Pöörlev liikumine- keha erinevad punktid liiguvad mööda erineva raadiusega ringjooni, nt kellaosutid,1 ots paigal, teine liigub (ei saa kehasi käsitleda punktmassiga) Taustkeha- keha, mille suhtes liikumist vaadeldakse Koordinaadid- keha asukoha kirjeldamiseks kasutatavad arvud Taustsüsteem- taustkeha, koordinaadistik ja ajamõõtmise süsteem Nihe- sirglõik algasukohast lõppasukohta. Tähis: s. Mõõtühik: m.
kineetilist energiat. T- absoluutne temperatuur (K) K-molekulide keskmine kineetiline energia k- Boltzmanni konstant k= 1,3810 11. Milline on Boltzmanni konstandi füüsikaline sisu? Kui keha soojeneb 1K võrra, siis keha saab juurde energia 1,3810 12. Kuidas nim. lihtsaimat gaasi mudelit ja nimeta selle mudeli tunnused? Ideaalseks gaasiks. Molekulid vaadeldavad punktmassiga. Põrked anuma seintega absoluutselt elastsed - muutub ainult kiiruse suund. Molekulide vahel puuduvad vastasmõjud. 13. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Tähiste nimetused valemis. p- rõhk V-ruumala T-absoluutne temperatuur M molaarmass
Sirgjooneline liikumine Nihe, aeg ja keskmine kiirus Sirgjoonelisel liikumisel pole tarvis kogu vektoralgebrat. Koordinaatsüsteemi asemel võime tegelda üheainsa teljega. Olgu selleks näiteks x-telg. Siis vektori suunda saame kirjeldada pluss- või miinusmärgiga: pluss tähistab liikumist telje suunas ja miinus vastassuunas. Kui keha kuju ei muutu ning ta ei pöörle, võime ta asendada punktmassiga (osakesega). Keha liikumisel muutub tema koordinaat. Olgu keha liikumise alguses punktis P1 ja liikumise lõppedes punktis P2. Siis ta läbib mingi aja t jooksul vahemaa x. O P1 x=x2-x1 P2 x x1 x2 x Keskmine kiirus on vav = ´. t
FÜÜSIKA EKSAMIKÜSIMUSED JA VASTUSED 1. Kinemaatika põhimõisted: Punktmass- keha, mille mõõtmetega antud ülesandes võib jätta arvestamata. Jäik keha- keha, mis teiste kehadega vastasmõjus olles jätab oma mõõtmed muutmata. Taustsüsteem- kehade süsteem, mille suhtes liikumist vaadeldakse. Liikumisseadus- punktmassiga keha asukohta saab määrata kolme parameetri järgi (kiirus, aeg, läbitud teepikkus) Kohavektor- koordinaatide alguspunktist antud punkti tõmmatud vektor. Nihkevektor- vektor, mis on tõmmatud alguspunktist teise punkti. 2. Kiirus- on vektori suurus, mis isel. punktmassi asukoha muutust ajaliselt. Ühtlane liikumine- liikumine, mille kiiruse suurus ei muutu, ehkki suund võib muutuda. Ühtlaselt muutuv liikumine- liikumine, kus kiirenduse suurus ei muutu. 3
Inertsijõud on mitteinertsiaalsetes (kiirendusega liikuvates) süsteemides kehadele mõjuvad jõud, mis eksisteerivad ainult mitteinertsiaalsüsteemiga seotud vaatleja seisukohalt ja mille ainsaks põhjuseks on inerts ehk liikuva keha kiiruse jäävus väliste mõjude puudumise või kompenseerituse korral. Inertsijõudu nimetatakse näivaks jõuks, sest see pole mitte kiirenduse põhjus, vaid tagajärg. 10. Punktmassi ja süsteemi impulsi muutumise kiirus. ; Kui tegemist on vaba punktmassiga, siis jõuimpulss Punktmassi impulsi juurdekasv: Süsteemi impulsi muutumise kiirus on võrdne kõikidele punktmassidele mõjuvate välisjõudude summaga. 11. Impulsi jäävuse seadus. See väidab, et igasuguse kehade süsteemi impulss on jääv, kui sellele ei süsteemile ei mõju väliseid jõude. Impulsi jäävuse seadus kehtib nii Newtoni mehaanikas, erirelatiivsusteoorias kui kvantmehaanikas. See kehtib sõltumatult energia jäävuse seadust. 12
· Biomehaanikas kasutatakse keha ja selle osade liikumise uurimisel abstraktsioone · Sõltuvalt liikumistingimustest ja püstitatud ülesandest käsitletakse biomehaanikas inimese keha: - punktmassina - jäiga kehana - mehaanilise süsteemina Punktmass · Punktmass on keha, mille mõõtmed võib antud liikumistingimustes arvestamata jätta · Biomehaanikas võrdsustatakse inimese keha punktmassiga juhul, kui keha nihe liikumisel on palju suurem võrreldes selle mõõtmetega ja kui ei uurita kehaosade vastastikust ümberpaiknemist, samuti keha pöörlemist · Tavaliselt võrdsustatakse sel juhul inimese kogu keha liikumine KRK liikumisega · Kehaosade liikumise uurimisel võrdsustatakse punktmassiga selle kehaosa raskuskese Jäik keha · Jäigaks kehaks nimetatakse keha, mille deformatsioonid võib antud liikumistingimustes jätta arvesse võtmata
Suletud süsteem süsteemi kuuluvad kehad on vastastikmõjus vaid omavahel ja süsteemiväliste kehade mõju võib mitte arvestada Newtoni II ja III seadusest: Suletud süsteemi kuuluvate kehade impulsside geomeetriline summa on nende kehade igasugusel liikumisel ja vastastikmõjul jääv. 15. Impulsimoment. Inertisimoment. Impulsimomendi jäävuse seadus. Inertsimoment I näitab pöörleva keha osade massi jaotust pöörlemistelje suhtes. Punktmassiga m, asudes kaugusel r pöörlemisteljest, omab inertsimomenti: I =m r 2 Inertsimomendi ühik on 1 kg m2 Impulsimoment L näitab pöörleva kehaosade impulsside mõju pöörlemisele. Kui pöörlev keha massiga m liigub joonkiirusega v pikki ringjoont kaugusel r pöörlemisteljest, siis on tema impulsimoment: L=m v r Impulsimoment on vektor, mis on suunatud pikki pöörlemistelge. Keha on tasakaalus, kui jõumomentide summa on null.
Energia ülejääk kiiratakse gammakiirgusena välja. Kõik tarkused ja katsed. Katse: raamatu ja paberilehe vaba langemine. Sile paberileht ja kägardatud langevad erineva aja. Õhutakistus on seda suurem, mida suurem on keha pindala Hetkkiirusel on suund, keskmisel kiirusel ei ole Kui läbitud vahemaa on palju suurem keha mõõtmetest, võib keha lugeda punktmassiks Keha asendamisel punktmassiga asub mass massikeskmes Massikeskmesse toetatud keha jääb püsivasse tasakaalu Ühtlasel liikumisel on teepikkus võrdeline ajaga, võrdeteguriks on kiirus Kiirus ja kiirendus ei pruugi alati olla samasuunalised Hüpotees: 100 g ja 1 kg kaaluviht jõuavad samalt kõrguselt kukkudes aluseni samaaegselt. Katse. Kontrollime hüpoteesi katseliselt ja teeme järelduse
Kuna punktid, mis asuvad pöörlemisteljel, jäävad paigale, peaks keha kuju muutuma - see aga pole lubatud. Keha kuju säilib vaid juhul, kui tükike (koos kogu kehaga!) pöördub ümber telje, st. liigub risti nii telje kui ka teda teljega ühendava sirglõiguga r, mistõttu mõjutab pöörlemist ka sama suunaline jõu komponent. Lihtsustamiseks kujutame, et tegu on "normaalse" punktmassiga m ja "normaalse" jõuga . Veel oletame, et jõud mõjub risti pöörlemisteljega. Selle jõu mõjul saab tükike kiirenduse , kus ja on nurk jõuvektori ning tükikest pöörlemisteljega ühendava raadiuse suuna vahel. Kuna , kus l on jõu õlg, same:
Seetõttu ei mõjuta pöörlemist mitte kogu jõud , vaid tema see komponent, mis on nii telje kui -ga risti. 27 Pöörlev keha: iga tükike dm liigub piki ringjoonelist trajektoori Katsume nüüd kirja panna dünaamika põhivõrrandi - Newtoni II seaduse - selle tükikese kohta. Et kõik need diferentsiaalid meid segadusse ei ajaks, kujutame, et tegu on "normaalse" punktmassiga ja "normaalse" jõuga . Veel oletame, et jõud mõjub risti pöörlemisteljega. Selle jõu mõjul saab tükike kiirenduse kus ja on nurk jõuvektori ning tükikest pöörlemisteljega ühendava raadiuse suuna vahel. Nagu jooniselt näeme, on aga , kus l on jõu õlg. Saame: kus on jõu moment ette antud telje suhtes. Katsume siit jõuda pöörlemise kinemaatika valemis olevate suurusteni. Pöörde ulatust mõõtis