· Kiirendus esimene tuletis kiirusevõrrandist, kiirendus on kiiruse muudu ja aja muudu suhe Pöördliikumine: · Pöördenurk - nurk, mille võrra pöördub ringliikumises oleva keha trajektoori raadius mingi aja jooksul · Nurkkiirus - näitab, kui suur pöördenurk ajaühikus läbitakse · Nurkkiirendus näitab kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul, 1 rad/s Normaal- ja tangentsiaalkiirendus · Normaalkiirendus (kesktõmbekiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas · Tangentsiaalkiirendus näitab kiiruse suuruse muutumist 1 Loeng 3: Suurused: · Jõud kirjeldab kehadevahelise vastastikmõju tugevust · Mass väljendab keha inertsuse mõõtu. 1kg · liikumishulk (impulss) - näitab kulgevalt liikuva keha suutlikkust teisi kehi liikuma panna
· Mis vahe on loomulikul teljestikul ja tavalistel Descartesi koordinaattelgedel? 5 Loomulik teljestik sõltub trajektoorist, Descartes'i oma mitte. · Kirjutada kiirendusvektori projektsioonid loomuliku teljestiku kõigile kolmele teljele. Vt=s(t) at=dv/dt Vn=0 an=v2/ Vb=0 ab=0 · Millise liikumise korral on punkti tangentsiaalkiirendus alati võrdne nulliga? Ühtlase liikumise korral. · Millise liikumise korral on punkti normaalkiirendus alati võrdne nulliga? Sirgjoonelise liikumise korral · Millisele loomuliku koordinaadistiku teljele ei anna ühegi punkti kiirendusvektor iialgi projektsiooni? Binormaalteljele ei anna ükski kiirendusvektor iialgi projektsiooni. · Millistele loomuliku koordinaadistiku telgedele ei anna punkti kiirusvektor iialgi projektsiooni?
Teepikkus- on pikki trajektoori. Läbitud tee pikkus. Nihe-vektoriaalne suurus. Nihkevektor on suunatud sirglõik, mis ühendab liikumise lähtepunk-ti lõpppunktiga . Keha alguskohta lõppasukohaga ühendavat vektorit nim. nihkeks. Ainepunkti kiirus ja kiirendus Kiiruse definitsioon. Kiirus trajektoori mingis punktis. Nurkkiirus. Joon- ja nurkkiiruse vaheline seos. Periood. Sagedus. Kiirenduse mõiste. Nurkkiirendus. Kiirendus kõverjoonelisel liikumisel (normaal- ja tangentsiaalkiirendus). Teepikkuse arvutus kiiruse ja kiirenduse kaudu. Hetkkiirus(Kiirus trajektoori mingis punktis)-keha kiirus teatud ajahetkel. Hetkkiirus muudab kiirust, suunda ja rakenduspunkti. Keskmine kiirus- nim. kogu läbitud teepikkuse ja selleks kulutatud kogu aja jaotist. Nurkkiirus- vektorilist kiirust w = lim Dt®0 Dj/Dt = dj/dt (Dt on aeg, mille kestel sooritatakse pööre Dj) nimet. keha pöörlemise nurkkiiruseks.
kesktõmbekiirendus Periood 2R T [ s] v Pöörlemissagedus d 1 1 f Hz v aN T s R 37 Muutuv pöördliikumine: nurkkiirendus, tangentsiaalkiirendus Kui keha nurkkiirus muutub ajas, siis on kehal nurkkiirendus: d 2 1 rad 1 2 2 dt t s s Nurkiirenduse tulemusel mõjub keha punktile ka tangentsiaalkiirendus: d a m
Kui pendlikeha (koormise) mõõtmed on niidi pikkusest palju kordi väiksemad ja niidi mass koormise massiga nii väike, et neid suurusi võib arvestamata jätta, siis nimetatakse pendlit matemaatiliseks pendliks. Iga niitpendel ei ole matemaatiline pendel. Matemaatiline pendel on võnkumise matemaatiline mudel, looduses seda ei esine. Mõne niitpendli võnkumine võib olla lähedane matemaatilise pendli võnkumisele. at- tangentsiaalkiirendus, an-normaalkiirendus, kui need liita, saame kiirenduse, millega hakkab pendel tasakaaluasendi suunas liikuma Matemaatilise pendli võnkumise periood: Selgub, et matemaatilise pendli periood ei sõltu pendlikeha massist, vaid ainult pendli pikkusest l ja raskuskiirendusest g. · Harmooniline võnkumine: Kirus-selleks, et leida kiirust mingis faasi punktis, on vaja võtta harm. liikumise võrrandist esimene tuletis aja järgi v=A*w*cos(wt+e) e-fii vms v(max)=A*w
N: A=F*s*cos, =F*v*cos 14. Mis on vektorite vektorkorrutis? Joonis ja kaks näidet kursusest. A A BAsin=|[BA]| [AB] ABsin=|[AB]| [BA] B B 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 1 z 2 1 r 2 r1
Joonkiirus on füüsikaline suurus, mis näitab läbitud kaarepikkust ajaühiku kohta.Joonkiiruse ja nurkkiiruse seos-joonkiirus on ringliikumisel läbitud teepikkuse ja liikumisaja suhe o Nurkkiirendus (+ valem ja mõõtühik) Nurkkiirendus ß näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. ß = ( - 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s-2). Kiiruse suuruse muutumist ajas näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at =ßr. o Tangentsiaal ja normaalkiirendus (+ joonis) Tangentsiaalkiirendus – dv → a→ τ = τ iseloomustab kiiruse arvväärtuse muutumist ajas: dt
võetakse appi arkustangens ja määratakse, millisele ühikringi veerandile vastab otsitav nurk. Miks see nii on, tuleb teil mulle eksamil seletada. Seniks aga - kasutage ... Meie ülesandes on näiteks kiirusvektori nurk x-teljega: Aga y- ja z-teljega? Mõelge ja arvutage! Kiirendusega on veel üks vigur. Nagu loengutes kuulsite, jagatakse see kaheks komponendiks: -> normaalkiirendus on kiirenduse komponent, mis on liikumissuunaga risti (suunatud piki trajektoori normaali). -> tangentsiaalkiirendus on kiirenduse komponent, mis on suunatud piki trajektoori puutujat (ingl. tangent - puutuja). Et neid leida, peame kõigepealt leidma nurga kiirus- ja kiirendusvektorite vahel. Loomulikult skalaarkorrutise kaudu Edasi on lihtne: tangentsiaalkiirenduse saamiseks tuleb kiirendusvektori moodul (just moodul, mitte komponendid!) korrutada vektorite vahelise nurga koosinusega, normaalkiirenduse saamiseks aga sama nurga siinusega. Meie ülesande korral on see lihtne:
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. Kiirendus- on vektor, mis isel. seda, kuidas kiirus ajaliselt muutub. Tangentsiaalkiirendus- isel. kiiruse suuruse muutumist. Normaalkiirendus- isel. kiiruse suuna muutumist. 4. Pöörlemise kinemaatika. Nurkkiirus- on vektori suurus, mis isel. keha pöörlemisnurka ajaliselt. Nurkiirendus- isel. nurkiiruse vektori muutust ajas. Joon- ja nurkiirusevaheline seos- pöörleva keha eri punktidel on erinevad kiirused. Joonkiiruse suuruse määravad keha pöörlemise kiirus ja antud punkti kaugus pöörlemisteljest. v=R. 5. Inertsiaalsed taustsüsteemid.
(kiirenevaks või aeglustuvaks) liikumiseks. a=const 8. Kiirendus- suurus mis iseloomustab keha kiiruse muutumist ajaühikus. a=v/t a<0aeglustuv, a=0 ühtlane, a>0kiirenev Raskuskiirendus: g=9,81 m/s2 Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. a n = v2/R = 2R -nurkkiirus Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub keha nurkkiirus ajaühikus. = ( - 0) / t (rad/sek2) Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus. at = r 9. Pöördliikumine. Pöördliikumise põhivõrrand. Pöörlemine on ringliikumisega sarnane liikumine, pöörlemisel on aga keskpunkt keha sees. Pöörlemise all mõistetakse jäiga, liikumise käigus mitte deformeeruva keha asendi muutus. = /t raadiuse pöördenurk t selle moodustamiseks kujunud ajavahemik = v/r (nurkkiirus) [rad/s] v= R (joonkiirus) [m/s] = t -nurkkiirus -pöördenurk = ot ± t2/2 10. Mitteühtlane liikumine Kiirus on muutuv 11. Ühtlane liikumine
ab 0 Kirjutada kiirus- ja kiirendusvektori projektsioonid loomuliku teljestiku kõikidele telgedele. dv at s dt vt s (t ) v 2 s 2 vn 0 a n r vb 0 ab 0 Kirjutada kiirendusvektori projektsioonid telgedele t, n ja b. Mis teljed need on? Need on loomulikud teljed. at s s 2 an r ab 0 Millise liikumise korral on punkti tangentsiaalkiirendus alati võrdne nulliga? Punkti tangensiaalkiirendus on võrdne nulliga, kui punkti kiirus ajas ei muutu ehk kiirus on konstantne. Millise liikumise korral on punkti normaalkiirendus alati võrdne nulliga? Punkti normaalkiirendus on alati võrdne nulliga sirgjoonelise liikumise korral. Millisele loomuliku koordinaadistiku teljele ei anna ühegi punkti kiirendusvektor iialgi projektsiooni? Binormaalteljestikule ei anna ühegi punkti kiirusvektor kunagi projektsiooni
v = v 0 + adt . Juhul kui a=const, 0 kehtib seos v=v0+at. Kiirendus kõverjoonelisel liikumisel Kõverjoonelisel liikumisel jaguneb kiirendus kaheks komponendiks- normaal- ja tangentsiaalkiirenduseks. Normaal kiirendus avaldub kujul an=v2/R, kus v on punkti kiirus ja R ringjoone raadius, normaalkiirendus isel kiiruse suuna muutust. Tangentsiaalkiirendus avaldub kujul at= dv/dt. Kui antud suhe on negatiivne, siis on kiirendus vastassuunaline, kui posit. siis samasuunaline. Tangentsiaalkiirendus iseloomustab kiiruse suuruse muutumist. Kui kiiruse suund ei muutu, toimub liikumine mööda sirgjoonelist trajektoori, R=0. Järelikult a=at. Üldjuhul on kogukiirenduse moodul a = a n2 + at2 Nurkkiirus ja kiirendus. Periood. Sagedus d
Ühtlaselt muutuv liikumine on keha mehaaniline liikumine, mille korral kiirendus on konstantne. St, et keha kiirus muutub võrdsetes ajavahemikes võrdsete suuruste võrra. Kiiruse suurenemisel on see ühtlaselt kiirenev liikumine, kiiruse vähenemisel ühtlaselt aeglustuv liikumine. 3. Kiirendus. Tangentsiaal- ja normaalkiirendus. Kiirendus vektor, mis iseloomustab keha kiiruse muutumise kiirust aja jooksul. Hetkkiirendus on esitatav kujul , kus tangentsiaalkiirendus ja normaalkiirendus . Tangentsiaalkiirendus iseloomustab kiiruse arvväärtuse muutumist ajas. Normaalkiirendus iseloomustab kiiruse suuna muutumist ajas. Pöörleva keha punktide kogukiirenduse komponendid ja . 4. Pöörlemise kinemaatika. Joon- ja nurkkiiruse vaheline seos. Kõik jäiga keha punktid liiguvad mööda ringjooni, mille keskpunktiks on pöörlemistelg
Kui vektorite a ja v suunad ühtivad, siis kiiruse suurus kasvab ning liikumine on kiirenev. Kui vektor a on vastassuunaline kiirusvektoriga v, siis kiiruse suurus kahaneb ning liikumine on aeglustuv. Muutumatu kiirenduse korral nimetatakse sirgliikumist ühtlaselt muutuvaks. 3. Kiirendus. Tangentsiaal- ja normaalkiirendus. - punkti kiirendus/hetkkiirendus. Keskmine kiirendus Kiirendus iseloomustab punkti liikumise kiiruse v muutumist ajas t. Tangentsiaalkiirendus iseloomustab kiiruse arvväärtuse muutumist ajas: . Normaalkiirendus Kiirendus, mis on suunatud mööda trajektoori normaali. Iseloomustab kiiruse suuna muutumist ajas : . Kogukiirendus - 4. Pöörlemise kinemaatika. Joon- ja nurkkiiruse vaheline seos. 5. Inertsiaalsed taustsüsteemid. Inertsiseadus. Taustsüsteemi, milles kehtib Newtoni I seadus nimetatakse inertsiaalseks. Seadust ennast nimetatakse vahel inertsiseaduseks
4. Punkti C koordinaadid xC = OA*cos+AC*cos = 40*cos+45*cos yC = (AB-AC)*sin = (110-45)*sin = 65* sin Kui =60, siis 18 ja xC = 40*cos+45*cos = 40*cos130+45*cos16 17,5 cm yC = 65* sin = 65* sin16 = 17,9 cm 5. Punkti A kiirus ja kiirendus Punkti A kiirusevektor on suunatud risti vända OA pikkusega ja selle liikumissuunas. Punkti A normaalkiirendus on suunatud piki vända punktist A pöörlemistsentrini O. Punkti A tangentsiaalkiirendus võrdub nulliga, kuna tegemist on ühtlase pöörlemisega ümber punkti O. vA = ωOA*OA = 2,4*0,4 = 0,96 m/s anA = ωOA2*OA=2,42*0,4 2,3 m/s2 6. Punkti B kiirus funktsioonina pöördenurgast ; 6.1. Liikumisvõrrandi tuletis Kuna OA=40 cm, AB=110 cm ja AC=45 cm, siis vB = -0,96*sin -1,1*((4/11)*sin)*(((48/55)*cos)/(1-((4/11)*sin)2)0,5) Kui =130, siis vB = -0,96*sin130 - 1,1*((4/11)*sin130)*(((48/55)*cos130)/(1-((4/11)*sin130 )2)0,5)
3) põhjal on pöörleva punkti kiirusvektor v . Võtame veel arvesse valemit (2.24), siis saame pöörleva keha punkti kiirendusvektori jaoks järgmise avaldise: a = × r + × ( × r ) . (2.27) Esimene liidetav paremal pool on tingitud punkti kiirusvektori mooduli muutumisest, seega on esimene liidetav tangentsiaalkiirendus. Teine liidetav on tingitud kiirusvektori suuna muutumisest, seega on teine liidetav normaalkiirendus. Märkus. Valem (2.27) kehtib ainult sellise liikumise korral, kui vaadeldava punkti kaugus pöörlemisteljest ei muutu s.t. vektori r moodul ei muutu. Vastasel korral tuleb arvestada ka punkti kauguse muutumist pöörlemisteljest ja valemisse (2.27) tekivad seetõttu täiendavad liidetavad.
dt dv x dv y dv z kiirenduse projektsioonid ax = , ay = , az = . Tasapinnalisel liikumisel dt dt dt saame kiirenduse esitada tangentsiaalkiirenduse ja normaalkiirenduse summana a = at + an . 2 2 Tangentsiaalkiirendus iseloomustab kiiruse mooduli muutumist dv ajaühikus at = . Normaalkiirendus iseloomustab kiiruse suuna muutumist dt ajaühikus an = v 2 r , kus r on trajektoori antud punkti kõverusraadius. Ühtlaselt muutuval ( ax = const ) x-telje sihilisel liikumisel, punktmassi koordinaat ja kiiruse projektsioon x-teljele ajahetkel t avalduvad vastavalt valemitele x = x 0 + v 0xt + axt 2 / 2 ning v x = v 0x + axt
Kiiruse suurenemisel on see ühtlaselt kiirenev liikumine, kiiruse vähenemisel ühtlaselt aeglustuv liikumine. 3. Kiirendus. vektor, mis iseloomustab keha kiiruse muutumise kiirust aja jooksul. Hetkkiirendus d ⃗v dv ⃗a = ⃗a =⃗aτ + ⃗an a τ= dt on esitatav kujul , kus tangentsiaalkiirendus dt ja v2 a = normaalkiirendus n R . 4. Pöörlemise kinemaatika. Joon- ja nurkkiiruse vaheline seos. Kõik jäiga keha punktid liiguvad mööda ringjooni, mille keskpunktiks on pöörlemistelg. Kui mingi punkt pöördub mingi nurga võrra, pöörduvad ka kõik teised. Jäigaks kehaks nim. sellist keha, mille kõik osad on üksteisega seotud nii, et keha kuju muutumine ei ole võimalik.
Elektriväljatugevuse voog 5. Mis on vektorite vektorkorrutis? Joonis ja kaks näidet kursusest. Vektorite vektorkorrutisteks nimetatakse nende vektorite pikkuste ja vektorite vahelise nurga siinuse korrutist. N: N=F* pöördliikumisel v (peaasi et valemis oleks kaks vektoriaalset suurust), tangentsiaalkiirendus on nurkkiiruse ja raadiuse vektorite vektorkorrutis. Näiteks: Jõumoment, induktisoon 6. Mis on taustsüsteem? Joonisel on kujutatud üks keha kahel erineval ajahetkel. Joonistage taustsüsteem, kohavektorid ja nihkevektor koos tähistustega. Taustsüsteem määrab tingimused, milles liikumist vaadeldakse. Taustsüsteem koosneb taustkehast (kehast, mille suhtes liikumine toimub),
Vastasmõju ei tähenda midagi enamat kui vastastikust ("sina mulle - mina sulle") mõjustamist. Füüsikas on vastasmõju tagajärjeks oleku muutus. Oleku all mõistame keha kirjeldavate parameetrite väärtuste (täielikku) komplekti 2. Tasakaalu tingimused Keha on tasakaalus parajasti siis, kui: a) temale mõjuvate jõudude summa on null; b) temale mõjuvate jõumomentide summa on null. 3. Kiirus; kiirendus, normaalkiirendus; tangentsiaalkiirendus Liikumisvõrrandi esimest tuletist aja järgi nimetatakse kiiruseks. See näitab, kui kiiresti liigub keha antud ajahetkel. Liikumisvõrrandi teist tuletist aja järgi (kiiruse esimest tuletist) nimetatakse kiirenduseks. Kiirendus näitab kiiruse muutumise kiirust antud ajahetkel. Liikumissuuna muutust põhjustavat kiirenduse komponenti nimetatakse normaalkiirenduseks ja ta on alati kiirusvektoriga (seega ka trajektooriga) risti.
suunaga vektorit. 4. Mis on vektorite skalaarkorrutis? Tooge kursusest kaks näidet. On kommutatiivne Näiteks : A=F*s*cos, =F*v*cos 5. Mis on vektorite vektorkorrutis? Joonis ja kaks näidet kursusest. A A BAsin=|[BA]| [AB] ABsin=|[AB]| [BA] B B N: N=F*v (peaasi et valemis oleks kaks vektoriaalset suurust), pöördliikumisel tangentsiaalkiirendus on nurkkiiruse ja raadiuse vektorite vektorkorrutis. 6. 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 z 1 r 2 r1 k r2 s
Liikumine on mitteühtlane parajasti siis kui esineb nullist erinev kiirendus. Kiirusvektor. Kiirusvektori projektsioonid. Kiirusvektor ühendab kaks osainformatsiooni: objekti kiirust ja suunda milles ta liigub. Kiirusvektor muutub kui muutub kas kiirus või suund. Kiirusvektori projektsioonid: vx=vx (rõngas x kohal), vy=y(rõngas), vz=z(rõngas) Normaal ja tangetsinaalkiirendus. Normaalkiirendus on kiirenduse komponent mis on liikumisssuunaga risti (suunatud piki trajektoori normaali) Tangentsiaalkiirendus on kiiresnduse komponent mis on suuantud piki trajektoori puutujat. Tangent puutuja Jäiga keha pöörlemine ümber kinnistelje. Keha pöörlemise võrrand Jäiga keha pöörlemiseks ümber kinnistelje nim keha sellist liikumist mille juures keha kaks mingisugust punkti on kogu liikumise aja liikumatud. Sirget mis läbib nimetatud kaht liikumatut punkti nim. pöörlemisteljeks. Keha punktid mis ei
Liikumine on mitteühtlane parajasti siis kui esineb nullist erinev kiirendus. Kiirusvektor. Kiirusvektori projektsioonid. Kiirusvektor ühendab kaks osainformatsiooni: objekti kiirust ja suunda milles ta liigub. Kiirusvektor muutub kui muutub kas kiirus või suund. Kiirusvektori projektsioonid: vx=vx (rõngas x kohal), vy=y(rõngas), vz=z(rõngas) Normaal ja tangetsinaalkiirendus. Normaalkiirendus on kiirenduse komponent mis on liikumisssuunaga risti (suunatud piki trajektoori normaali) Tangentsiaalkiirendus on kiiresnduse komponent mis on suuantud piki trajektoori puutujat. Tangent puutuja Jäiga keha pöörlemine ümber kinnistelje. Keha pöörlemise võrrand Jäiga keha pöörlemiseks ümber kinnistelje nim keha sellist liikumist mille juures keha kaks mingisugust punkti on kogu liikumise aja liikumatud. Sirget mis läbib nimetatud kaht liikumatut punkti nim. pöörlemisteljeks. Keha punktid mis ei
= / t . Nurkkiiruse SI-ühik on üks radiaan sekundis (1 rad/s). Seda ühikut esitatakse lühidalt kujul 1 s-1 Nurkkiirendus-jäiga keha pöörlemisel ümber kinnistelje nim. Keha nurk kiiruse esimest tuletist aja järgi keha nurkkiirenduseks. Nurkkiirendus ß näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. ß = ( - 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s-2). Kiiruse suuruse muutumist ajas näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at =ßr. 21. Seos kiiruse ja nurkkiiruse vahel (pöörlemisel). Kiirendus on võrdeline nurkkiiruse ruuduga. Kiirendus näitab, kui palju muutub kiirus ajaühiku jooksul. Kiirendus on kiiruse muutumise kiirus. Kiirendus on kiiruse tuletis. 22. Dünaamika kaks põhiülesannet: Mehaanika osa, mis uurib kehade kehadevahelist vastasmõju nimetatakse dünaamikaks. Dünaamika aluse moodustavad kolm Newtoni seadust. 23
ajas. Kesktõmbekiirendus on kiirusega alati risti ning vektorina alati suunatud ringjoone keskpunkti Kesktõmbe kiirndus (normaalkiirendus) an = = R2ω2/R = Rω2 (ω- keha põõrlemise kiirus, r- punkti kaugus keskpunktist ja V- kiirus) Nurkkiirendus β näitab kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul Nurkkiirendus β = (ω- nurkkiirus, ω0- algnurkkiirus ja t- aeg ühik SI sü. Rad/sek2) Tangentsiaalkiirendus kiiruse suuruse muutumist ajas. Iseloomustab põõrlemiskiiruse kasvu või kahanemist. Tangentsiaalkiirendus at = 9.Põõrdliikumine. Põõrdliikumise põhivõrrand Põõrdliikumisel tiirlevad kehapunktid nurkkiirusega ω ja see kiirus on piki põõrlemistelge suunatud vektor, mille suund määratakse paremakäe kruvireegliga. Põõrdliikumise puhul liiguvad keha kõik punktid mõõda ringjooni, mille keskpunktid asuvad ühel ja samal sirgel e. põõrlemisteljel.
2. Kiirusvektor. Kiirusvektori projektsioonid. Kiirusvektor v on vektor, mille moodul võrdub absoluutv trajektoori kaarepikkuse tuletisest aja järgi ja mis on suunatud mööda trajektoori puutujat liikumise suunas ja tema rakenduspunktiks on trajektoori see punkt, milles liikuv keha parajasti asetseb. v=ds/dt on ühtlase sirgjoonelise liikumise suhe. Kiirusvektori projektsioonid võrduvad liikuva punkti ristkoordinaatide tuletisega aja järgi: Vx=x; Vy=y; Vz=z. 3. Normaal ja tangentsiaalkiirendus Trajektoori puutujasihilist kiirendusvektori komponenti at nim tangensiaal, ehk puutekiirenduseks. See esineb alati kui kiirus suurusepoolest muutub- mitteühtlane liikumine. Trajektoori peanormaalisuunalist komponenti an=v2/R, nim normaalkiirenduseks. Erineb alati 0-st kui liikumine on kõverjooneline ja suunatud trajektoori kõveruse poole. 4. Jäiga keha pöörlemine ûmber kinnistelje. Keha pöörlemise vôrrand
Ühtlane ringliikumine v = const. ; = const. Ühtlaselt muutuv ringliikumine. a = dv/dt ; a = dv/dt a = an + a a = an² + a² = ( v²/R)² + ( dv/dt)² kuna = const , siis = d/dt ; = d/dt = 1 /R( dv/dt ) = a /R a = R ja on aksiaalsed vektorid 23 24 33.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.
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 . Nurkkiiruse SI-ühik on üks radiaan sekundis (1 rad/s)
Ajaühikus läbitav kaarepikkus. Joonkiiruse suun on ringjoone puutuja suunas. seos: =v/r või v=ωxr o Nurkkiirendus (+ valem ja mõõtühik) Nurkkiirendus ε iseloomustab nurkkiiruse muutumise kiirust (nurkkiiruse aja tuletis). ∆ω ε =lim ühik 1 rad/s² ❑ ∆t Tangentsiaal- ja normaalkiirendus (+ joonis) Tangentsiaalkiirendus näitab, kui kiiresti kiirus muutub suuruse poolest. Kiiruse puutuja suunaline Normaalkiirendus e kesktõmbekiirendus kirjeldab kiiruse suuna muutumise kiirust. Suunatud ringjoone keskpunkti poole. o Pöördliikumise liikumisvõrrand (+ valem) Pöördliikumiseks nimetatakse sellist liikumist, mille puhul keha kõik punktid liiguvad mööda ringjooni, kusjuures nende ringjoonte keskpunktid asuvad ühel sirgel — pöörlemisteljel. ϕ=ϕ0 +ωt
Joonkiirust mõõdetakse ühikus m/s. Joonkiiruse suund on ringjoone puutuja suunas. Joonkiirus näitab ajaühikus läbitavat kaarepikkust, nurkkiirus – ajaühikus raadiuse poolt moodustatud pöördenurka. •Nurkkiirendus (+ valem ja mõõtühik) Nurkkiirendus ε iseloomustab nurkkiiruse muutumise kiirust (nurkkiiruse aja tuletis). •Tangentsiaal ja normaalkiirendus (+ joonis) Tangentsiaalkiirendus näitab, kui kiiresti kiirus muutub suuruse poolest: Kiiruse puutuja suunaline Normaalkiirendus (kesktõmbekiirendus) kirjeldab kiiruse suuna muutumise kiirust: Suunatud risti kiiruse vektoriga, e. ringjoone keskpunkti poole. •Pöördliikumise liikumisvõrrand (+ valem) § Pöördliikumise dünaamika põhiseadus (Pöördliikumise Newtoni II seadus)
samasihilise kiirusega. Realiseerub olukorras, kus keha liigub muutumatu jõu toimel (näiteks vabalangemine raskusjõu väljas. , kus a-kiirendus, v-kiirus, t-aeg. Peale integreerimist saame ( ) , kus v0-keha algkiirus ajahetkel t=0 Vastavalt kiiruse definitsioonile , seda uuesti integreerides saadakse teada koordinaadi sõltuvus ajast ( ) 3. Kõverjooneline liikumine. Tangentsiaalkiirendus on kiiruse komponent, mis näitab, kui kiiresti kiirus muutub suuruse pooles(suunatud piki trajektoori puutujat,puutujasuunaline) Normaalkiirendus kirjeldab kiiruse suuna muutumise kiirust (liikumissuunaga risti, suunatud piki trajektoori v2 normaali) a(vektor)=an+at - mis nad on ja mida nad näitavad, kuhu suunatud. an r on ringjoone raadius,
dt 1 koordinaadi sõltuvus ajast x ( t )=x 0 +v 0 t+ at 2 2 3. Kõverjooneline liikumine. Liikumine on kõverjooneline parajasti siis, kui esineb kiirendus, mille siht erineb trajektoori puutuja sihist Tangentsiaalkiirendus isel. kiiruse suuruse muutmist(suunatud piki trajektoori puutujat,puutujasuunaline) a t=εr Normaalkiirendus isel. kiiruse suuna muutumise (liikumissuunaga risti, v2 an ⃗a r suunatud piki trajektoori normaali) - r - kõverusraadius = ⃗a + ⃗a
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. ringjoone keskpunkti poole. Kui pöörlemine on ühtlane siis aT = 0 Ühtlane pöörlemine, tiirlemisperiood ja sagedus Ühtlane pöörlemine: on keha või masspunktikonstantse kiirusega liikumine mööda ringjoont. A= ²*r
∆ t dt =ω ´ , kus ε – nurkkiirendus ( s1 ) 2 ε t2 2 ε =const , siis ω=εt+ ω0 , φ=ω0 t+ , ω −ω02=2 εφ 2 4*. Kõverjooneline liikumine. Liikumine on kõverjooneline parajasti siis, kui esineb kiirendus, mille siht erineb trajektoori puutuja sihist Tangentsiaalkiirendus iseloomustab kiiruse suuruse muutmist (suunatud piki trajektoori puutujat, puutuja suunaline) a t=εr Normaalkiirendus iseloomustab kiiruse suuna muutumise (liikumissuunaga risti, v2 an ⃗a ⃗a r suunatud piki trajektoori normaali) - r - kõverusraadius = +
Kogukiirendus tangentsiaalkiirendus normaalkiirendus. 25. Lähtudes normaalkiirenduse valemist, tuletage normaalkiirenduse valemid, mis sisaldavad pöörlemisraadiust. ( ) * + ( ) [ ] 26. Sõnastage Newtoni seadused ja andke valemid.
Seega on tegemist kolme kiirendusega, millest tangentsiaalkiirendus on sama, mis kulgliikumisel. Seda saab ainult sisejõudusid, mis alluvad jälle Newtoni III seadusele ja annavad summeerimisel nulli.
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 = v2/ r ehk ak = 2 r . Nurkkiirendus ß näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. ß = ( - 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s-2). Kiiruse suuruse muutumist ajas näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at =ßr. Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel ß > 0, ühtlaselt aeglustuval ß < 0. Nurkkiirus muutub sel juhul ajas seaduse = 0 + ß t järgi. Läbitud pöördenurk on leitav seosest = 0 t +ß t 2/ 2 . Algkiirus 0 , lõppkiirus ja liikumisel läbitud pöördenurk on omavahel seotud kujul 2- 0 2 = 2 ß .
(kiirenevaks või aeglustuvaks) liikumiseks. a=const 8. Kiirendus- suurus mis iseloomustab keha kiiruse muutumist ajaühikus. a=v/t a<0aeglustuv, a=0 ühtlane, a>0kiirenev Raskuskiirendus: g=9,81 m/s2 Kesktõmbekiirendus (normaalkiirendus) väljendab ringliikumisel kiiruse suuna muutumist ajas. a n = v2/R = 2R -nurkkiirus Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub keha nurkkiirus ajaühikus. = ( - 0) / t (rad/sek2) Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus. at = r 9. Pöörlemine on ringliikumisega sarnane liikumine, pöörlemisel on aga keskpunkt keha sees. Pöörlemise all mõistetakse jäiga, liikumise käigus mitte deformeeruva keha asendi muutus. = /t raadiuse pöördenurk t selle moodustamiseks kujunud ajavahemik = v/r (nurkkiirus) [rad/s] v= R (joonkiirus) [m/s] = t -nurkkiirus -pöördenurk = ot ± t2/2 10. Mitteühtlane liikumine, nende iseloomulikud parameetrid kiirus muutub 11. Ühtlane liikumine a=0 V=const
v= dt - hetkkiirus v dt r r r vk = = t1 dr v= , kus r on nihkevektor t t dt Kiirendus Tangentsiaalkiirendus Kiirenduseks nimetatakse kiiruse muutumise Tangentsiaalne kiirenduse komponent näitab, kiirust. kui kiiresti kiirus muutub suuruse poolest. r Iseloomustab kiiruse mooduli muutumist ajas r dv a= r dv r dt at = e , kus e on v suunaline dt
Nurkkiirendus ε näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühikus. d ⃗v d ( ⃗ ω × ⃗r ) d⃗ ω d ⃗r ⃗v =⃗ ω × r⃗ ; = ⇒ ⃗a= × ⃗r +⃗ ω× dt dt dt dt ⃗a =⃗ε × r⃗ + ⃗ ω × ⃗v 11. Mida iseloomustavad pöörleva keha korral punkti normaal- ja tangentsiaalkiirendus? Tuletada valem, kuidas nad on seotud nurkkiiruse ja nurkkiirendusega. Normaalkiirendus näitab kiiruse suuna muutu ajaühikus (on suunatud kõverustsentrisse) ja tangensiaalkiirendus näitab kiiruse arvväärtuse muutu ajaühikus. 1 1 an =⃗ ⏞ ; v=ω ∙ r ∙ sinβ ω × ⃗v =ω ∙ v ∙ sinα ⏞ 2 v v an = v = ⃗ ω × ⃗v =∫ ε⃗ dt × ⃗v
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 = v2/ r ehk ak =2 r . Nurkkiirendus ß näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. ß = ( - 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s-2). Kiiruse suuruse muutumist ajas näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at =ßr. Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel ß > 0, ühtlaselt aeglustuval ß < 0. Nurkkiirus muutub sel juhul ajas seaduse =0 + ß t järgi. Läbitud pöördenurk on leitav seosest = 0 t +ß t 2/ 2 . Algkiirus 0 , lõppkiirus ja liikumisel läbitud pöördenurk on omavahel seotud kujul 2-0 2 = 2 ß .
= 2f Nurkkiirus on võrdeline sagedusega f, selle tõttu kutsutakse perioodilise liikumise nurkkiirust ka nurksageduseks ehk ringsageduseks. nurkkiirendus pöördliikumisvõrrandi teist tuletist aja järgi (nurkkiiruse esimest tuletist) nimetatakse nurkkiirenduseks. Kiirendus näitab kiiruse muutumise kiirust antud ajahetkel. Tähis: (eeta). SI ühik 1 rad/s2 (radiaani sekund ruudus). · Normaal- ja tangentsiaalkiirendus. Kiirusvektor on trajektoorile alati puutujaks ning näitab liikumissuunda. Kiirendusvektor on pöördliikumisel trajektoori suhtes nurga all. Kuna kõverjooneline liikumine tähendab liikumissuuna muutust, kaasneb sellega kiirusvektori muutumine isegi siis, kui kiiruse väärtus (vektori moodul) ei muutu. Liikumissuuna muutust põhjustavat kiirenduse (a) komponenti
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 SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s -2). Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at = r. Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel > 0, ühtlaselt aeglustuval < 0. Nurkkiirus muutub sel juhul ajas seaduse = 0 + t järgi. Läbitud pöördenurk on leitav seosest = 0 t + t2/ 2 . Nurkkiiruse algväärtus 0 , lõppväärtus ja liikumisel läbitud pöördenurk
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 SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s -2). Kiiruse suuruse muutumist näitab tangentsiaalkiirendus at . Kuna v = r , siis at = r. Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel > 0, ühtlaselt aeglustuval < 0. Nurkkiirus muutub sel juhul ajas seaduse = 0 + t järgi. Läbitud pöördenurk on leitav seosest = 0 t + t2/ 2 . Nurkkiiruse algväärtus 0 , lõppväärtus ja liikumisel läbitud pöördenurk
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. Nurkkiirendus näitab, kui palju muutub nurkkiirus ajaühiku jooksul. = ( 0) / t . Nurkkiirenduse SI-ühik on üks radiaan sekundi ruudu kohta (1 rad /s2 ehk 1 s -2). Nurkkiirendus näitab keha liikumisoleku muutumist pöörleval liikumisel. Ühtlaselt kiireneval või aeglustuval ringliikumisel või pöördliikumisel on nurkkiirendus konstantne. Ühtlaselt kiireneval ring- või pöördliikumisel > 0, ühtlaselt aeglustuval < 0
r (1.3) põhjal on pöörleva punkti kiirusvektor v . Võtame veel arvesse valemit (2.24), siis saame pöörleva keha punkti kiirendusvektori jaoks järgmise avaldise: r r r r r r a = ε × r + ω × (ω × r ) . (2.27) Esimene liidetav paremal pool on tingitud punkti kiirusvektori mooduli muutumisest, seega on esimene liidetav tangentsiaalkiirendus. Teine liidetav on tingitud kiirusvektori suuna muutumisest, seega on teine liidetav normaalkiirendus. Märkus. Valem (2.27) kehtib ainult sellise r liikumise korral, kui vaadeldava punkti kaugus pöörlemisteljest ei muutu – s.t. vektori r moodul ei muutu. Vastasel korral tuleb arvestada ka punkti kauguse muutumist pöörlemisteljest ja valemisse (2.27) tekivad seetõttu täiendavad liidetavad.
annaabi.ee 
