Elektrivälja töö Mehaanika võrdub töö jõu nihke , ning nendevahelise nurga koosinuse korrutisega: Elektriväli teeb tööd laengute ümberpaigutamisel. Ümberpaigutamisel tehtav töö ei olene trajektoori kujust, vaid välja suunas käidud teepikkusest ehk pikki välja tugevuse joont. Samanimeliste laengute vahel mõjub tõukejõud ja seega süsteemi potentsiaalne energia väheneb ja mida suuremad on kaugused laengute vahel , seda väiksem on kogu süsteemi energia
LIHTMEHHANISMID JA ENERGIA JÄÄVUSE SEADUS MIS ON LIHTMEHHANISMID? • Lihtmehhanism on lihtmehhanism, mis võimaldab kasutada vähem jõudu aga selle võrra kaotatakse ka sama palju teepikkusest. • Ühegi lihtmehhanismiga ei ole võimalik võita töös. Nii palju, kui VÕIDAME jõus, nii palju KAOTAME teepikkuses. Nii palju, kui VÕIDAME teepikkuses, nii palju KAOTAME jõus. • Lihtmehhanismiks võib olla näiteks: kaldpind, tali, pöör, hammasratasülekanne. TALI • Koosneb kahest plokist. • Üks liikumatu plokk ja teine liikuv plokk KALDPIND • Kaldpinda kasutades võidetakse jõus nii mitu korda, kui mitu korda on kaldpinna pikkus suurem kõrgusest
· Vaatlus · Katse · Andmetöötlus Kasutatakse rahvusvahelist mõõteühikutesüsteemi SI: · aeg (s) · pikkus (m) · mass (kg) On ka tuletatud kiirusi, nt kiirus (m/s) LIIKUMINE Liikumine on keha asukoha muutus teiste kehade suhtes mingi aja jooksul ruumis. Et liikumist kirjeldada, valitakse üks keha, mille suhtes asukoha muutust uuritakse (see keha on taustkeha) Mõnikord jäetakse arvestamata liikumisel keha mõõtmed (kui keha mõõtmed on palju väiksemad läbitud teepikkusest). Sellist keha nimetatakse punktmassiks. Tee, mida mööda keha liigub, nimetatakse trajektooriks, mis võib olla nii nähtav kui ka nähtamatu. Liikumise liigitamine: · Sirgjooneline · Kõverjooneline · Ühtlane · Mitteühtlane · Kulgev · Pöörlev · Võnkuv Liikumine on suhteline ja sõltub täiesti taustkeha valikust. Nt. sõites autoga, auto sinu jaoks ei liigu aga puud küll. LIIKUMIST ISELOOMUSTAVAD SUURUSED 1)aeg- t (s) 2)teepikkus- s (m) 3)nihe- s-> 4)kiirus- v (m/s)
molekulide vahelisi mõjujõude ega molekulide mõõtmeid. Reaalse gaasi olekuvõrrand: - väljendab gaasi siserõhku, mille tingib molekulide omavaheline tõmbumine. B see osa gaasi ruumalast, mille täidaksid lõplike mõõtmetega molekulid. Ülekandenähtus: *Difusioon. Ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele. Difusiooni kiirus sõltub: 1)molekulide liikumise keskmisest teepikkusest 2)temperatuurist 3)molekulide kontsentratsioonist 4)molekulide massist. Difusioon toimub kontsentratsiooni vähenemise suunas. Soojusjuhtivus: Soojusülekanne molekulide omavaheliste põrgete kaudu. 1) Toimub väga aeglaselt, sest gaasid on väga halva soojusjuhtivusega 2)sellel põhineb poorsete materjalide kasutamine soojusisolatsioonis. Sisehõõre: See on tingitud gaasimolekulide kaasa haaramisest gaasides liikuva keha poolt.
Mehaaniline töö Mehaaniline töö on füüsikaline suurus, mis võrdub jõu ja selle mõjul keha poolt läbitud teepikkuse korrutisega. Mehhaanilist töd tehakse siis kui keha liigub mingi jõu mõjul. Töö suurus sõltub Kehale rakendatud jõust. Jõu mõjul läbitud teepikkusest. Valem, tähised, ühikud A=F*s A-töö(J- dzaul) F-jõud (N-njuuton) s-teepikkus (m -meeter) Tehtud töö on 1J, kui jõud 1N mõjul läbib keha teepikkuse 1m. 1J=1N*1m Näited: 1. Traktor veab atra.
akende suhtes(vastasseinas). 1 tooli asukoht 1 kindla laua suhtes. 5)gravitatsioon on kõikide kehade omavaheline külgetõmbejõud, mille tugevus sõltub kehade massist ja omavahelisest kaugusest. F= * F-gravitatsioonijõud ühik:N, *mm-kehade mass ü:kg *r-kehade omavaheline kaugus ü:m,G=6,67 *10¹¹ 6)vabalangemisest võib rääkida, kui keha langemist ei takista miski nt muna kukub aknast alla. 7)liikumine on suhteline, sest keha liigub erinevate asjade suhtes erinevalt 8)nihe ei saa olla teepikkusest üle, saab olla sama pikk või lühem. Et jõuda ühest punktist teise, peab ta läbima kogu teekonna. Seega ei saa ta läbida vähem kui nighe algpunktist lõpppunkti. 9)see kui spidoka näit oli 300 km suurem, see arv näitab teepikkust, mille keha tööpäeva jooksul läbis. 10)jalgrattapedaal liigub maantee suhtes üles-alla, rattaraami suhtes ringiratast, saapa suhtes ei liigu. 11)a) teisendan. min-60s, h-3600s,24h- 86400s, a-31.536.000 s.b)arvutan mitu km
tekkida ega kaduda. Ta võib vaid muunduda ühest liigist teise või kanduda ühelt kehalt teisele. Mehhaaniliseks tööks nimetatakse füüsikalist suurust, mis võrdub jõu ja selle jõu mõjul keha poolt läbitud teepikkuse korrutisega (A=Fs, kus A on töö (J), F on jõud (N) ja teepikkus on s (m)). Mehhaanilist tööd tehakse siis, kui mingi keha liigub mingi jõu mõjul. Töö suurus sõltub kehale rakendatud jõust ja selle jõu mõjul läbitud teepikkusest. Võimsuseks nimetatakse füüsikalist suurust, mis võrdub tehtud töö ja selle tegemiseks kulunud ajavahemiku jagatisega (N=A/t, kus N on võimsus (W), A on töö (J) ja t on töö tegemiseks kulunud aeg (s)). Võimsus näitab ajaühikus tehtud töö suurust. Võimsus on üks vatt, kui keha teeb ühe sekundi jooksul tööd ühe dzauli. Mehhaaniline energia on keha võime teha tööd. Mehhaanilist energiat liigitakse potentsiaalseks ja kineetiliseks energiaks
Kui keha liigub, siis tema asukoht muutub. Muutub keha kaugus algasukohast. Kaugust algasukohast võib aga mõõta mitmeti. Kui mõõdetakse täpselt piki trajektoori, saadakse läbitud tee pikkus ehk lihtsalt teepikkus. Valemites tähistatakse teepikkust tähega l. Mõõtes kaugust algasukohast mööda sirgjoont, n.ö. linnulennul, saadakse nihe. Nihkeks nimetatakse keha algasukohast lõppasukohta suunatud sirglõiku. Erinevalt teepikkusest iseloomustab nihe ka liikumise suunda. Seega on nihe vektoriaalne suurus. Nihkevektori tähiseks valemites ja joonistel on s. Kuna keha asukoht ei saa muutuda silmapilkselt, on liikumise kirjeldamiseks vaja mõõta ka aega. Klassikalises mehaanikas vaadeldakse aega absoluutse suurusena. Keha asukoha määramiseks ja liikumise kirjeldamiseks on eelnevalt tarvis kokku leppida taustkehas. Seejärel valitakse mingid
16. Kuidas saab jaotada keha liikumist trajektoori kuju järgi? Kui trajektooriks on sirge, nimetatakse liikumist sirgjooneliseks, kui trajektoor pole sirge, siis kõverjooneliseks. Kõverjoonelise liikumise erijuhuks on näiteks ringjooneline liikumine. 17. Kuidas jaotub liikumise kiirus? Ühtlane liikumine ja mitteühtlane. 18. Mis on taustkeha? Keha, mille suhtes teiste kehade asukohta kirjeldatakse 19. Mis vahe on nihkel ja teepikkusel? Erinevalt teepikkusest iseloomustab nihe ka liikumise suunda. Seega on nihe vektoriaalne suurus 20. Kuidas vaadeldakse klassikalises mehaanikas aega? absoluutse suurusena 21. Mis on vektor? Suunaga lõik. A - alguspunkt. B lõpp-punkt. 22. Mis on kiirus? 23. Mis on kiirendus? võrdeline mõjuva jõuga ja pöördvõrdeline massiga. 24. Newtoni esimene seadu Vastastikmõju puudumisel või vastastikmõjude kompenseerumisel (tasakaalustumisel) on keha kas
Dipoolid on dielektrikus suunatud kaootiliselt. Elektriväljas pöörduvad dipoolid piki jõujooni tekivad pinglaengud ja nende vaheline elektriväli vähendab üldist elektrivälja.Elektrivälja töö: kui laeng q läbib lõigu d, on elektrivälja poolt tehtud töö A=Fd. Valemist E=F/q saame F=Eq, asendades F-i, saame A=Eqd. Kui laeng q läbib lõigu s, siis elektriväli töö A=Fscosa, ent scosa=d ning A=Fd ehk A=Eqd. Järeldus:elektrivälja töö ei sõltu läbitud teepikkusest. Pinge ja potentsiaal:pingeks nim.elektrivälja tööd 1C nihutamisel ühest punktist teise. Def. Valem U=A/q sellest on tuletatud ühik 1V. Pinget mõõdetakse voltmeetriga 2 punkti vahel. Kõrge pinge: üle 1000V-vahelduv, üle1500V-alalis pinge, 220V-madal pinge 0-50V- inimesele eluruumis ohutu pinge. Pinge seos E(vektor)ga: U=A/q=Eqd/g ---E=U/d. Seega jagades pinge lõigupikkusega saame elektrivälja tugevuse
Võrrandite süsteemist (3) saadakse: m1 a g I (4) 2m m1 r2 On näha, et a’ < a. Hõõrdejõudude arvestamine annaks veel väiksema kiirenduse väärtuse. Saadud valemist on näha, et Atwoodi masina koormised hakkavad liikuma kiirendusega, mille määrab lisakoormise mass m1. Sama lisakoormise korral ei olene süsteemi kiirendus teepikkusest ja ajast. See asjaolu annabki võimaluse kontrollida ühtlaselt kiireneva sirgliikumise teepikkuse valemit: at 2 s 2 Mõõtes erinevate teepikkuste s1 , s2 , … , sn läbimiseks kulunud ajad t1 , t2 , … , tn , peab ilmselt kehtima seos: 2s1 2s 2 2s a 2 2 ... 2n (5) t1 t2 tn
5 3 5 13,1 2 25. (2008) Kuulike lükatakse veerema mööda kaldpinda allapoole. Alates teisest sekundist veereb kuulike iga sekundiga eelmise sekundi jooksul läbitud teepikkusest ühe ja sama pikkuse võrra rohkem. Teise sekundi lõpuks oli kuulikese kaugus lähtepunktist l 2 = 9 cm ja neljanda sekuni lõpuks oli kuulike kaugusel l 4 = 30 cm. Mitmenda sekundi lõpuks jõuab kuulike kaldpinna lõppu, mis asub lähtepunktist kaugusel L = 900 cm? 24sekundiga 26. (2009) Kaks kiirabiautot alustavad üheaegselt sõitu teineteise poole – üks auto haiglast
- Suletud süsteemi koguimpulss on sinna kuuluvate kehade igasugusel vastastikmõjul jääv. Impulssi jäävuse seadusel põhineb reaktiivliikumine. — Keha liikumine jõuväljas. – Kehale mõjub igas punktis, igal ajahetkel üheselt määratud jõud. Kui jõud ei olene otseselt ajast, siis nim. seda jõuvälja statsionaarseks. Konservatiivsed ehk potentsiaalsed jõud moodustavad statsionaarset jõuvälja. Konservatiivsete jõudude korral ei sõltu töö läbitud teepikkusest ega trajektoori kujust, vaid alg- ja lõppasukohast. — Jäiga keha pöörlemise dünaamika. - Pöörlemise puhul liigub keha iga punkt mõõda ringjoont, mille keskpunktiks on pöörlemistelg. Võnkumised ja lained — Võnkumise mõiste. – Nimetatakse perioodiliselt korduvat liikumist — Võnkumisi iseloomustavad suurused (mõiste tähis, mõõtühik) hälve, amplituud, periood, sagedus. — Hälve – võnkuva keha kaugus tasakaaluasendis antud ajahetkel,
39.Millal keha hõljub vedelikus? Keha hõljub vedelikus, kui keha tihedus on vedeliku tihedusega võrdne. 40.Millal keha tõuseb vedelikus üles? Keha tõuseb vedelikus üles, kui kehale mõjuv raskusjõud on väiksem, kui kehale Mõjuv üleslükkejõud. 41.Millal tehakse mehaanilist tööd? Mehaanilist tööd tehakse siis, kui keha liigub mingi jõu mõjul. 42.Millest sõltub töö suurus? Valem. Ühik. Töö suurus sõltub kehale rakendatud jõust ja keha poolt läbitud teepikkusest. Valem: Ühik: 43.Mida näitab võimsus? Valem .Ühik. Võimsus näitab ajaühikus tehtud töö suurust. Valem: Ühik: 44.Milliseid kehad omavad energiat? Energiat omavad kehad, mis teevad tööd. 45.Millistel kehadel on kineetilist energiat? Kineetilist ehk liikuva keha energiat omavad liikuvad kehad. 46.Millistel kehadel on potentsiaalset energiat? Potentsiaalset ehk, vastastikmõju energiat omavad ülestõstetud kehad ja
Kapillaarnähtusteks nimetatakse märgamisega seotud nähtusi peentes torudes (märgav aine tõuseb, mittemärgav langeb). Kapillaarideks nimetatakse peeni torusid, milles tuleb arvestada kapillaarnähtustega (ka taimede vartes). Mida peenem toru on, seda enam püüab vedelik saada toru seintega kokkupuudet ja seda suurem on kapillaarsus. Difusioon leiab aset tunduvalt aeglasemalt kui gaasides, sõltub temperatuurist, tihedusest ja põrgete vahelisest teepikkusest. Soojusjuhtivus on vedelikel tänu tihedusele ja erisoojusele suurem kui gaasidel. Sisehõõre on vedelikes tänu molekulivahelistele tõmbejõududele tunduvalt suurem kui gaasides, temperatuuri tõustes soojuspaisumise tõttu väheneb. Sõltub keha kujust. Hüdrodünaamikaks nimetatakse teadust, mis tegeleb kehade liikumise uurimisega vedelikes ja voolamise uurimisega. Tahkisteks nimetatakse aineid, millel on kristallstruktuur. Molekulid paiknevad tihedalt, kindla korra järgi
Filtratsiooni põhiseadus ehk Darcy seadus on eksperimentaalselt tuletatud võrrand, mis kirjeldab vedelike voolamist läbi poorse keskkonna. Seda kasutatakse peamiselt põhjavee liikumise uurimisel ja kirjeldamisel. Darcy seadus kehtib selle avastamisest saadik kõikide newtonlike vedelike puhul. Darcy seadus on lihtne vee vooluhulga sõltuvus poorse kihi hüdraulilisest läbitavusest, ristlõikepindalast, rõhu langusest ning veevoolu teepikkusest, nagu eelnevas valemis näidatud. Mida tähistab Reynoldsi arv? Reynoldsi arv (lühendatult Re) on vedelike ja gaaside voolamise laadi (laminaarne või turbulentne) määrav dimensioonita suurus. Arv saadakse vedelikuosakesele mõjuva inertsjõu jagamisel kujumuutust takistavate jõududega. Arv on nimetatud Osborne Reynoldsi järgi, kes esitas selle 1883. aastal. Reynoldsi arvu valem: Laminaarne ja turbulentne voolamine.
r2 v2 s2 r1 v1 s1 O Järelikult pole erinevalt kulgliikumisest pöördliikumise korral mõtet rääkida teepikkusest, kuna erinevad keha punktid läbivad erinevad teepikkused. Jooniselt on näha, et läbitud teepikkused s on võrdelised kaugustega r pöörlemisteljest. Suhet s s s = 1 = 2 = , (2.1) r1 r2 r mis on kõigi punktide jaoks ühesugune, nimetatakse pöördenurgaks. Pöördenurga ühikuks on SI-s üks radiaan: [] =1rad kui selline nurk, mille kaarepikkus võrdub raadiusega
Jättes arvestamata niidi ja ploki massid ning hõõrdejõu, võib lugeda niidi pinged vasakul ja paremal pool plokki võrdseiks. Kiirenduse täpsemal määramisel tuleks arvestada ka ploki inertsmomendist tingitud niidi pinge erinevust kummalgi pool plokki. Võrrandi süsteemi tuleb sel juhul juurde ploki pöördliikumise dünaamika võrrand. Atwoodi masina koormised hakkavad liikuma kiirendusega, mille määrab lisakoormise mass m1. Sama lisakoormise korral ei olene süsteemi kiirendus teepikkusest ja ajast. See asjaolu annabki võimaluse kontrollida ühtlaselt kiireneva sirgliikumise teepikkuse valemit s=a*t2/2. 3.3. Newtoni teine seaduse kontrollimine Newtoni teise seaduse kontrollimine toimub põhimõtteliselt järgmiselt. Kui paigutada osa koormisel C asetsenud lisakoormistest üle koormisele C ', siis süsteemi mass ei muutu. Muutub aga süsteemi liikumist põhjustav jõud ja seega ka tema kiirendus. 4. Töö käik
4. TÖÖ, VÕIMSUS, ENERGIA Töö Töö on skalaarne suurus, mis võrdub kehale mõjuva jõu ja selle jõu mõjul sooritatud nihke korrutisega Arvutades kehale mõjuva jõu poolt nihke sooritamisel tehtavat tööd, on olulised jõud ja nihe. Kui jõud ja nihe on samasuunalised, võrdub töö nende vektorite skalaarkorrutisega Jõud peab olema muutumatu Keha on punktmass Konservatiivsete jõudude korral ei sõltu töö läbitud teepikkusest ega trajektoori kujust, vaid alg- ja lõppasukohast. (raskusjõud, elastsusjõud) Töö on energia, mis antaks kehale või viiakse kehalt ära kehale rakendatud jõu abil. Kui keha energia suureneb, on töö positiivne, kui keha energia väheneb, on töö negatiivne Energia Võime teha tööd Kineetiline ja potentsiaalne energia Keha energia muut võrdub tehtud tööga Mehaanilise energia jäävus
hõrendustel(molekulidevaheline kaugus on suurusjärgus kümme molekuli läbimõõtu) · Väiksematel kaugustel tuleb arvestada nii molekulide läbimõõtu kui molekulidevahelist vastastikmõju · Erinevalt ideaalsest gaasist, saame reaalse gaasi puhul rääkida ülekandenähtustest. Ülekandenähtused gaasides · Difusioon. Ühe aine molekulide tungimine teise aine molekulide vahele. Difusiooni kiirus sõltub Molekulide liikumise keskmisest teepikkusest Temperatuurist Molekulide kontsentratsioonist Molekulide massist Ülekandenähtused gaasides · Soojusjuhtivus. Soojusülekanne molekulide omavaheliste põrgete kaudu. Toimub väga aeglaselt, sest gaasid on väga halva soojusjuhtivusega. Sellel põhineb poorsete materjalide kasutamine soojusisolatsioonis. Ülekandenähtused gaasides · Sisehõõre. See on tingitud gaasimolekulide kaasahaaramisest gaasis liikuva keha poolt. Osa
kauguse (r) ruuduga. Vektor (E) on suunatud piki laengut ja antud väljapunkti läbivat sirget (+) laengust eemale ja (-) laengu poole. Laengute süsteemi väljatugevus on võrdne nende väljatugevuste vektorsummaga mida tekitavad kõik süsteemi kuuluvad laengud üksikult. Elektrostaatilise välja jõudude töö, Potensiaal - Elektrostaatilise välja jõudude töö laengu transportimisel ei sõltu teepikkusest, vaid ainult selle laengu alg- ja lõppasendist (r1 ja r2) Välja potensiaal mingis punktis on võrdeline välja tekitanud laenguga ja pöördvõrdeline punkti kaugusega sellest laengust. Potensiaal on arvuliselt võrdne tööga, mida teevad elektrostaatilise välja jõud positiivse ühiklaengu eemaldamisel vaadeldavast punktist lõppmatusse. Ühikuks on volt (V). 2. Elektromotoorjõud. - Suurust mis on võrdne positiivse ühiklaengu ümberpaigutamiseks tuleva kõrvaljõudude
(a=const);Vt=V0+at;S=V0t+at2/2; v=√2as. Vt tegelik kiirus , v - kiirus, a kiirendus, t - aeg, s - pindala . Kulgliikumisel jääb iga kehaga jäigalt ühendatud sirge paralleelseks iseendaga. Punktmassiks loetakse keha, mille Jôumoment.Impulssmoment.Inertsimoment: mõõtmed on palju väiksemad tema poolt läbitud tee teepikkusest. Massikese on punkt, mida läbivat mistahes Jõumoment - on jõud mida rakendatakse pöördliikumises. Jõumoment on suurus, mis on jõu ja selle sirget mööda mõjuv jõud kutsub esile selle keha kulgliikumise. Trajektoor on joon mida mööda punktmass liigub. rakenduspunkti ning teljevahelise kauguse korrutis. M=FI M=Iε Momendi vektor on aksiaalvektor. Nihe on vektor, mis ühendab keha algasukohta lõppasukohaga
parema käe kruvi reegliga. 2.Ühtlaselt muutuv kulgliigumine-Ühtlaselt muutuva kulgliikumise korral on konstandiks kiirendus (a=const);Vt=V0+at;S=V0t+at2/2; v= 2as . Vt tegelik kiirus , v - kiirus, a kiirendus, t - aeg, s pindala.Kulgliikumisel jääb iga kehaga jäigalt ühendatud sirge paralleelseks iseendaga. Punktmassiks loetakse keha, mille mõõtmed on palju väiksemad tema poolt läbitud tee teepikkusest. Massikese on punkt, mida läbivat mistahes sirget mööda mõjuv jõud kutsub esile selle keha kulgliikumise. Trajektoor on joon mida mööda punktmass liigub. Nihe on vektor, mis ühendab keha algasukohta lõppasukohaga. 3.Ühtlane ringliikumine-Ühtlase ringliikumise korral on nii joonkiirus kui nurkkiirus konstantsed.-nurkkiirus =' =/t f-sagedus T-periood f=l/T=/2 V=R a n=v2/R an- normaalkiirendus. 4.Ühtlaselt muutuv ringliikumine-v(joonkiirus) ei ole const
läbi kinnise pinna on võrdne selle pinna sees olevate laengute qi algebralise summaga ja 1 q q 1 q elektrilise konstandi 0 jagatisega. F = 1 2 2 ; E= 2 : 0 -elektrivälja konstant 4 0 r 40 r Elektrostaatilise välja jõudude töö, Potensiaal-Elektrostaatilise välja jõudude töö laengu transportimisel ei sõltu teepikkusest, vaid ainult selle laengu alg- ja lõppasendist (r1 ja r2) 1 q = ; W p = q ; - välja potensiaal Välja potensiaal mingis punktis on võrdeline välja 4 0 r tekitanud laenguga ja pöördvõrdeline punkti kaugusega sellest laengust.Potensiaal on arvuliselt võrdne tööga, mida teevad elektrostaatilise välja jõud positiivse ühiklaengu eemaldamisel vaadeldavast punktist lõppmatusse. Ühikuks on volt (V). 2p.ja 3p.Dielektrikud-Aatom on elektriliselt neutraalne
Lisaküsimus: kui kaua oleks sõudja teel olnud kui voolu kiirus oleks olnud 5 km/h? (Ei saabugi tagasi). 3. Kui kõrge on torn, kui sellelt kukkuv kivi langeb 3s? Valem: s=at2/2=9.8*32/2=44.1m. Kiirendusega liikudes läbitud teepikkus suureneb aja ruuduga võrdeliselt. 4. Tütarlapselt korvi saanud noormees hüppas 300 m kõrguse pilvelõhkuja katuselt alla. Kui kaua oli tal aega oma tegu kahetseda? Valem: (2s/a)=(2*300/9.81)=7.82s. Kukkumise aeg pikeneb võrdeliselt ruutjuurega läbitud teepikkusest 5. Purskkaevu düüs, millest vesi väljub, on ristlõikega 1cm . Mitu liitrit sekundis peab 2 olema pumba jõudlus, kui soovitakse, et vesi purskub 20m kõrgusele? Kui suur peab olema selles ülesandes töötava pumba poolt avaldatav rõhk? Veejoa algkiiruse arvutame pöördtehtest, kui suur oleks lõppkiirus kui vesi kukuks 20 m kõrguselt: v =2as=(29.8 20)=19.8 m/s. Et 1cm düüsist väljuks vesi kiirusega 19
Jõu mõju liikuvale kehale oleneb jõu suunast. Näiteks liikumisel horisontaalsel teel ei ole vertikaalsel raskusjõul mingit mõju, kui hõõrdumist mitte arvestada. Seevastu on mõju oluline, kui jõud mõjub horisontaalselt. Mõju tulemuseks on kiiruse muutumine. Muutumise suurus oleneb jõu mõjumise ajast või tee pikkusest, millel mõju esineb. Seetõttu on füüsikas kasutusele võetud suurus, mis oleneks nii jõu suurusest, selle mõjumissuunast kui ka teepikkusest. See kannab töö nime. Mehaaniline töö on seda suurem, mida suurem on kehale mõjuv jõud ja mida rohkem keha selle jõu mõjul nihkub � = � ∙ � ∙ cos alfa mehaaniline töö on kehale nihke suunas mõjuva jõu ja nihke suuruse korrutis. F) Kineetiline energia Kineetiliseks energiaks nimetatakse energiat, mis kehal on tema liikumise tõttu. Liikuva keha kineetiline energia Ek võrdub keha massi m ja kiiruse ruudu v2 poole korrutisega: Ek = mv2/2
See võime sõltub keha massist ning kiirusest p=mv Ühik [p]=kg*m/s Omab suunda, mis ühtib kiiruse suunaga . Liikumishulga jäävseadus: Suletud süsteemis on kehade summaarne liikumishulk jääv suurus. Kui 2 keha üksteist mõjutavad, siis kogu impulss sellest ei muutu. Töö näitab mehaanilise oleku muutumise protsessi. Kehade vastastikmõju tõttu võib muutuda kehade kuju või asend. Töö sõltub vastastikmõju tugevusest ehk jõust ja läbitud teepikkusest (keha peab muutma asukohta) Ühik: J, N*m 1 J on töö, mida teeb jõud suurusega 1 N kui ta mõjub 1 Mehaaniline energia (E) Iseloomustab keha võimet teha tööd (avaldada teisele kehale jõudu ja muuta selle asendit) E = Ek + Ep • Kineetiline energia: keha liikumisest tulenev energia. • Potentsiaalne energia: keha asetsusest tulenev energia. Energia ühik on J Võimsus kirjeldab ajaühikus tehtud tööd. Ühik: W Võnkumised
valguse polarisatsioonitasapinda. Kui polarisatsioonitasand pöördub kellaosuti liikumise suunas, tähistatakse seda ,,+" märgiga (paremalepöörav, D) ja kui kellaosuti liikumise vastassuunas, siis ,,-" märgiga (vasakulepöörav, L). Polarisatsioonitasandi kõrvalekalde nurka algtasemest nimetatakse pöördenurgaks ja seda tähistatakse -ga. Pöördenurga suurus sõltub 1) optiliselt aktiivse aine omadustest ehk aine aktiivsusest, 2) polariseeritud valguse lainepikkusest, 3) teepikkusest (mida pikem tee, seda suurem on pöördenurk) ja 4) lahustist teatud määral. Enamasti tegu vesilahusega. Kuna erinevatel ainetel on erinevad omadused, siis ühtlustamiseks on sisse toodud eripöörangu mõiste ([]). Eripöörang näitab, kui aktiivselt, kui tugevalt muudab antud aine polarisatsioonitasapinda. Eripöörang on arvutuslik suurus, mis väljendab monokroomse valguse pöördenurga muutust, kui see on läbinud teepikkuse 1 dm keskkonnas (s.o. lahusekihi paksus), mis
t. jõududega, mille puhul võib kasutusele võtta potentsiaalse energia mõiste. Energia jäävuse seaduse rakendamise näiteks on künkast laskuv jalgrattur, kelle potentsiaalne ja kineetiline energia muutub künka jalamil liikumise energiaks (hõõrdumisega ei arvesta). Reaalsetes tingimustes mõjuvad liikuvale kehale peaaegu alati konservatiivsete jõudude kõrval veel hõõrdejõud ja keskkonna takistusjõud. Hõõrdejõud ei ole konservatiivne. Hõõrdejõu töö sõltub teepikkusest. Kui suletud süsteemi moodustavate kehade vahel mõjuvad hõõrdejõud, siis mehaaniline energia ei säili. Osa mehaanilisest energiast muundub kehade siseenergiaks (soojenemine). Mis tahes vastastikmõjude korral energia ei teki ega kao, see üksnes muundub ühest vormist teise. See katseliselt kindlaks tehtud fakt väljendab fundamentaalset loodusseadust - energia jäävuse ja muundumise seadust.
asukoht muutub ühe meetri võrra ühe sekundi jooksul. Ülesanded • Reaktiivlennuki kiirus on kaheksa kümnemiljondikku absoluutkiirusest. Kui mitu kilomeetrit tunnis see on? • Miks Zenonil ei tekkinud küsimust, kumb suurus tuleb enne määratleda: kas kiirus või aeg? • Pange võrratusena kirja Zenoni väide, et kilpkonna algse edumaa ja tema poolt hiljem läbitud teepikkuste summa osutub alati suuremaks Achilleuse poolt läbitud teepikkusest. • Kui aeg on kõigest ühe vaatleja kujutlus, miks me siis põhikooli füüsikas kunagi ei täpsustanud, millisest vaatlejast on jutt? Põhjuslikkus ja juhuslikkus • Füüsika uurib loodusobjektidega toimuvaid nähtusi. Nähtus ehk protsess tähendab millegi muutumist. Igal muutumisel on aga mingi põhjus ja iga muutus kutsub omakorda esile uue muutumise. Nähtuste vahel esineb põhjuslik seos – üks sündmus põhjustab teise sündmuse toimumise
2 ax 2 ax 6. Tuletada valem vabalt langeva keha langemisaja arvutamiseks. Millistest suurustest sõltub keha langemisaeg? az t 2 z 1=z 0+ v 0 t + z 2 Kuna algkiirus v0=0, siis 0 z 1−z ¿ ¿ 2¿ ¿ gt2 z 1=z 0− ⇒t=√ ¿ 2 Langemisaeg sõltub keha teepikkusest ehk sellest, kui kõrgelt ta langema hakkab. 7. Tuletada valem horisontaalselt visatud keha lennukauguse arvutamiseks. 0 a⏞x t 2 x 1=x 0+ v 0 t+ 2 x 1−x 0=v 0 t −¿ ¿2 ¿ (Keha kiirus maapinnale jõudmise hektel: v20 +¿
Milline on palli poolt läbitud teepikkus ja nihe ? 3. Millist trajektoori mööda liigub jalgrattapedaal maantee , jalgrattaraami ja jalgratturi saapa suhtes ? 4. Millisel järgmistest juhtumitest võib keha vaadelda punktmassina: a) auto sõidab Tartust Tallinna. b) auto sõidab praamile. c) sateliit tiirleb ümber Maa. d) eesriie langeb. 5. Too näiteid liikumise kohta, kus nihe on a) võrdne teepikkusega b) teepikkusest lühem c) võrdne nulliga 6. Staadioni ringraja pikkus on 400 m. Milline on jooksja teepikkus ja nihe 100 ja 800 meetrilise distantsi läbimisel ? 7. Liikuvas rongis istub inimene istmel. Mille suhtes inimene liigub ja mille suhtes ta on ta paigal ? Ülesanded: 1. Teisendada järgmised ajaväärtused sekunditeks: a) 3 min ; b) 1,2 min ; c) 1/4 min ; d) 1 tund ja 20 min. 2. Teisendada järgmised pikkused meetriteks: a) 0,2 km ; b) 3 cm ; c) 4 mm ; d) 0,5 mm ; 3
Kui suur on sama vedru pikenemine venitamisel jõuga 15 N? Töö ja energia, Mehaaniline töö • Tööks nimetatakse keha või kehade süsteemi mehaanilise oleku muutmise protsessi kirjeldavat suurust. • Kuna oleku muutust põhjustab vastastikmõju, siis sõltub ka tehtava töö hulk vastastikmõju tugevusest ehk kehale mõjuvast jõust. Seejuures läheb arvesse vaid jõu liikumise sihiline komponent. Veel oleneb tehtav töö läbitud teepikkusest s. Kui töö tähiseks võtta A (sks arbeit 'töö'), saame ülaltoodut arvestades töö definitsioonivalemiks • A=Fscosα Positiivne ja negatiivne töö • Kui liikumine toimub jõuga samasuunaliselt, aitab jõud liikumisele kaasa. Sama võib öelda ka siis, kui liikumissuuna ja jõu vaheline nurk on alla 90°. Nimetatud tingimustel tehtavat tööd loetakse positiivseks. Näiteks teeb positiivset tööd atra vedav hobune.
avaldatakse selliselt saadud võrrandisüsteemist otsitavad suurused. Kaldu horisondiga visatud keha liikumine-maksimaalne lennukaugus Sellest valemist saab teha järeldused: sin a(alfa)=cos(90-alfa ) siis 1) viskenurkade ja90 korral on lennukaugused võrdsed, 2) suurim lennukaugus on viskenurga 0 45 korral. Maksimaalne lennukõrgus 3.Ühtlase pöördliikumisega seotud mõisted. erinevalt kulgliikumisest pöördliikumise korral pole mõtet rääkida teepikkusest, kuna erinevad keha punktid läbivad erinevad teepikkused. Pöördenurk- ,mis on kõigi punktide jaoks ühesugune.Ühik on 1 radiaani. Ühtlase liikumise korral on ka nende punktide joonkiirused erinevad ja seda suuremad, mida kaugemal paikneb vaadeldav punkt pöörlemisteljest. Pöörleva keha punkti joonkiirus on alati risti sellest punktist pöörlemisteljeni tõmmatud lühima sirgega. Nurkkiirus- , ühikuks on 1 rad/sek
lendu tõusta, aga läbi lohu sõites auto kaal suureneb. 5.4.Töö, võimsus, energia, impulss, 5.4.1. Töö Mis on töö? Töö on see, mida tuleb teha, et miski muutuks. Näiteks, kui tahame, et lagedale platsile kerkiks maja, tuleb teha palju tööd: saada krundi omanikuks, lasta teha projektid ning maja valmis ehitada. Siin on vaja teha nii vaimset kui füüsilist tööd. Edaspidi räägime füüsilisest tööst. Millest sellise töö hulk oleneb? Oleneb rakendatud jõust ja läbitud teepikkusest. Kui on tarvis tõsta raskemat keha, tuleb rohkem tööd teha ja kui on tarvis midagi kaugemale kanda, on tarvis jällegi rohkem tööd teha. On kokku lepitud, et tööks nimetatakse (muutumatu jõu korral /nii suurus kui suund säilivad/) liikumissuunalise jõu ja sooritatud nihke korrutist. A=F.s Töö tähis on A, ühik 1 J, mis on võrdne tööga, mida teeb jõud 1 N nihkel 1 m. Töö on skalaarne suurus, kuigi nii jõud kui nihe on vektorid. Põhjus on selles, et töö
r r2 v2 s2 r r1 v1 s1 ϕ O Järelikult pole erinevalt kulgliikumisest pöördliikumise korral mõtet rääkida teepikkusest, kuna erinevad keha punktid läbivad erinevad teepikkused. Jooniselt on näha, et mingi punkti poolt läbitud teepikkus s on võrdeline kaugusega r pöörlemisteljest. Suhet s s s ϕ= 1 = 2 = , (2.1) r1 r2 r mis on kõigi punktide jaoks ühesugune, nimetatakse pöördenurgaks. Pöördenurga ühikuks on SI-s üks radiaan: [ϕ ] = 1rad kui selline nurk, mille kaarepikkus võrdub raadiusega
ja Kuid jätkame edasi võrrandi integreerimist ja saame tulemuseks järgmist: Järgmisena proovime analoogilisel teel välja arvutada teepikkuse c: Ja teepikkuse c väärtuseks saame ligikaudu: Selleks, et teada saada, milline teepikkus on tegelikult kõige lühem, arvutame välja järgmise piirväärtuse ehk teepikkuste s ja c suhte: 50 Järelikult s ja c suhe avaldub järgmiselt: Ja seega on teepikkus s teepikkusest c lühem lausa 6 % : See tähendab seda, et ,,kõvera" teepikkuse vahemaa on peaaegu 6% lühem sirge teepikkusest. Siin enam ei kehti see, et kahe punkti vaheline kõige otsem tee on just sirge. Ei ole see enam nii. Kõveras ruumis on teepikkus isegi veelgi lühem sirgest teest. Selline ongi ,,ussiaugu" füüsikaline ja matemaatiline olemus. Kõverdades ruume muutuvad kaugused meile lähemale. ( http://www.youtube.com/watch?v=l3ZUW0LYUD0 ) 1.2.5 Teleportatsiooni füüsikalised alused
Järgmisena proovime analoogilisel teel välja arvutada teepikkuse c: = + = + + = + = + = + Ja teepikkuse c väärtuseks saame ligikaudu: = Selleks, et teada saada, milline teepikkus on tegelikult kõige lühem, arvutame välja järgmise piirväärtuse ehk teepikkuste s ja c suhte: = = = Järelikult s ja c suhe avaldub järgmiselt: = Ja seega on teepikkus s teepikkusest c lühem lausa 6 % : See tähendab seda, et „kõvera“ teepikkuse vahemaa on peaaegu 6% lühem sirge teepikkusest. Siin enam ei kehti see, et kahe punkti vaheline kõige otsem tee on just sirge. Ei ole see enam nii. Kõveras ruumis on teepikkus isegi veelgi lühem sirgest teest. Selline ongi „ussiaugu“ füüsikaline ja matemaatiline olemus. Kõverdades ruume muutuvad kaugused meile lähemale. ( http://www.youtube.com/watch?v=l3ZUW0LYUD0 )
kui seda läheb x*. Kuid mida kirjeldab või kust välja tuleb siis selline funktsioon: Viimane funktsioon avaldub järgmiselt: Kui aga x* läheneb nullile, siis saame teepikkuse s-i ligikaudu järgmiselt: ja sealjuures tuleb arvestada, et x* on nullilähedane. Lõpuks on meil valida kahe teepikkuse vahel. 131 See tähendab seda, et ,,kõvera" teepikkuse vahemaa on peaaegu 6% lühem sirge teepikkusest. Siin enam ei kehti see, et kahe punkti vaheline kõige otsem tee on just sirge. Ei ole see enam nii. Kõveras ruumis on teepikkus isegi veelgi lühem sirgest teest. Selline ongi ,,ussiaugu" füüsikaline ja matemaatiline olemus. Kõverdades ruume muutuvad kaugused meile lähemale. ( http://www.youtube.com/watch?v=l3ZUW0LYUD0 ) 132 Tulemused Antud töö tulemus on jahmatav. Seni on kõik arvanud seda, et ajamasinat on väga raskesti
annaabi.ee 
