FYS01: Fysiikka luonnontieteenä
|
|
- Aarno Katajakoski
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 FYS01: Fysiikka luonnontieteenä kurssin muistiinpanot Rami Nuotio päivitetty
2 Sisältö 1. Johdanto Mitä fysiikka on? Miksi fysiikkaa? 3 2. Mittaaminen Suure Yksikönmuunnoksia Likiarvoilla laskeminen Mittaaminen Graafinen esitys 5 3. Liike Vauhti ja nopeus Tasainen liike Kiihtyvyys Putoaminen 8 4. Vuorovaikutus ja voima Voima ja liikkeen muutos 9 5. Maailmankaikkeuden rakenne Perusvuorovaikutukset ja -hiukkaset Makrokosmos ja maailmankaikkeuden synty Energia Säteily Ionisoimaton säteily Ionisoiva säteily 13 1 Alkusanat Tämä moniste sisältää Seinäjoen lukion II jaksossa pitämieni fysiikan ykköskurssien muistiinpanoja, mutta ei kuitenkaan (ainakaan vielä) piirrettyjä kuvia tai kuvaajia eikä tehtyjä mittaustöitä/tuloksia! Moniste on tarkoitettu (1) OPISKELIJALLE: Käsin kirjoitettujen muistiinpanojen TUEKSI. Jos olet ollut poissa tunnilta tai et ole ehtinyt kirjoittaa/saada selvää joistain merkinnöistä, voit kopioida muistiinpanot täältä. Muista kopioida kuvat ja kuvaajat kaverilta!) (2) Opettajalle: Kurssimuistiinpanojen tallentamiseksi pysyvämpään muotoon. Muistiinpanot EIVÄT KORVAA OPPIKIRJAA, vaan tukevat ja pyrkivät selkeyttämään kirjassa käytyjä asioita. Kaikki tehtävät ovat oppikirjasta ja viittaan monisteessa myös kirjan esimerkkeihin. Kirjan tekstiä ja esimerkkejä KANNATTAA LUKEA kurssin edetessä tehtävien tekemisen lisäksi, sillä etenemme useimmiten vain todella vähän kerrallaan sivumääräisesti ja asia on helpompi omaksua vähän kerrallaan kuin juuri ennen koetta. Vielä varoitus: Monisteessa saattaa helposti olla painovirheitä! Jos jokin näyttää kummalliselta tai väärältä, se voi hyvinkin olla väärin. Vertaa silloin
3 2kaverin kanssa tunnilla kirjoitettuun ja ilmoittakaa virheestä, niin korjaan sen tekstiin.
4 1.1. Mitä fysiikka on? 1. Johdanto Fysiikka on kokeellinen luonnontiede. Fysiikassa tieto pohjautuu havaintoihin ja mittauksiin. Fysiikka etsii matemaattisia lainalaisuuksia kuvaamaan luonnonilmiöitä Miksi fysiikkaa? Luonnonilmiöiden ymmärtäminen Yleissivistys Ongelmanratkaisutaidot Tekniset sovellukset Jatko-opinnot ja työelämä (luonnontieteen alat, tekniikka, lääketiede, koulutus, tutkimus, liike-elämä, julkishallinto) Lue itsenäisesti oppikirjan sivut Suure. 2. Mittaaminen Suure on ilmiön, kappaleen tai aineen mitattavissa oleva ominaisuus. Vektorisuureella on suuruus ja suunta, esim. nopeus, voima. Skalaarisuureella on vain suuruus, esim. massa, aika. Suureita mitataan vertaamalla sovittuun mittayksikköön, esim. sekunti, metri, jalka, kyynärä... Standardisointi johti SI-järjestelmään (ks. MAOL s. 66). Perussuure Tunnus Yksikkö pituus l,s m massa m kg aika. t s Johdannaissuure Tunnus Yksikkö tiheys ρ kg/m 3 nopeus v m/s kiihtyvyys a m/s 2 voima. F kgm/s 2 = N Suureen yksikkö voidaan merkitä hakasulkeiden avulla, esim. [m] = 1 kg. 3
5 4 Pienille ja suurille luvuille käytetään kymmenpotenssiesitystä tai kerrannaisyksiköitä (ks. MAOL s. 67). Esim. punaisen valon aallonpituus on 700 nanometriä. Metreinä 700nm = m = 0, m. Tehtäväsarja 1. s : 2 2, 2 9, 2 10, 2 11, 2 12, 2 13, Yksikönmuunnoksia. Yksikönmuunnos km/h m/s suoritetaan kertomalla lukuarvo luvulla 3,6. Esimerkiksi 50 km h 1000 m 1000 m = 50 = s 3600 s = 50 3,6 = 13,888...m/s 14m/s. Yksikönmuunnos km/h m/s suoritetaan jakamalla lukuarvo luvulla 3, Likiarvoilla laskeminen. Mittaustulokset ovat aina likiarvoja. Merkitsevät numerot kertovat lukuarvon tarkkuuden. Yleissääntö: Merkitseviä numeroita ovat kaikki muut paitsi kokonaisluvun loppunollat desimaaliluvun alkunollat Jos lukuja kerrotaan, jaetaan tai korotetaan potenssiin, niin tulokseen tulee niin monta merkitsevää numeroa kuin epätarkimmassa lähtöarvossa. Esim. 9,81 }{{} 3 merkitsevää 1200 }{{} 2 merkitsevää m s = } {{ }. 2 merkitsevää Jos lukuja lasketaan yhteen tai vähennetään, niin tulokseen tulee yhtä monta desimaalia kuin epätarkimmassa lähtöarvossa. Esim. 80 cm + 2,4 cm + 0,198 cm = 82,598 cm 83 cm. Välivaiheissa ei saa pyöristää liikaa! On otettava mukaan vähintään 2 merkitsevää numeroa enemmän kuin lopputuloksen tarkkuuteen. Tehtäväsarja 2. s. 27: 2 15, 2 16, 2 17, Mittaaminen. Mittaustulos on aina likiarvo. Mittausvirhe johtuu mittausvälineistä mittaajasta mitattavasta kohteesta
6 mittausolosuhteista. Mittaustarkkuus kertoo mittauksen luotettavuuden. Mitattu suure voidaan ilmoittaa muodossa 5 x = x m ± x, missä x m on mittaustulos ja x virhe. Mittaustulosta voi tarkentaa toistamalla mittaus useasti ja laskemalla mittausten keskiarvo. Virhettä voidaan arvioida laskemalla kunkin mittauksen poikkeama keskiarvosta ja sitten näiden poikkeamien keskiarvo. Esim. Jos mittaustulos t 1 = 14,05 s ja kaikkien mittaustulosten keskiarvo on 14,161 s, niin tuloksen t 1 poikkeama keskiarvosta on t 1 = 14,05 s 14,161 s = 0,111 s = 0,111 s. x i t i /s t i /s Tehtäväsarja 3. s. 31: 2 22, 2 25, 2 26, Graafinen esitys. Esitetään suureiden (x ja y) mittaustulokset (x,y)-koordinaatistossa. Suure x on vaaka-akselilla ja y pystyakselilla. Suureen tunnus merkitään akselien positiiviselle puolelle. Yksikkö sekä mitta-asteikko merkitään akselien negatiiviselle puolelle. Tavoite on löytää matemaattinen malli suureiden riippuvuudelle. Piirretään kuvaaja, joka istuu mahdollisimman hyvin mittaustuloksiin (esim. suora, paraabeli, hyperbeli...). Pisteitä EI saa yhdistää murtoviivalla, vaan on tehtävä graafinen tasoitus, joka vähentää satunnaisvirheiden vaikutusta. Jos kuvaaja on suora, on kyseessä lineaarinen malli: x ja y ovat suoraan verrannollisia eli x y tai y = kx missä k on suoran fysikaalinen kulmakerroin. Mitä jyrkempi suora, sitä suurempi on kulmakerroin. Kulmakerroin voidaan laskea k = y x = y 2 y 1 x 2 x 1
7 6 Huom! Ota pisteet (x 1,y 1 ) ja (x 2,y 2 ) tasoitetulta suoralta, sillä mittauspisteet eivät välttämättä ole suoralla! Interpolointi tarkoittaa arvojen määritystä mittaustulosten väliltä ja ekstrapolointi mittaustulosten ulkopuolelta. Esimerkiksi tiheys ρ = m V voidaan määrittää fysikaalisena kulmakertoimena. 3. Liike Liikkeen lajeja ovat etenemisliike pyörimisliike värähtelyliike aaltoliike Liike on suhteellista Esim. Maa pyörii, mutta emme tunne sitä, koska pyörimme sen mukana. Laiva purjehtii rantaviivan suuntaan nopeudella 6 m/s. Kannella matruusi heittää pallon kaverilleen nopeudella 10 m/s laivan kulkusuuntaan. Maalta katsoen pallon nopeus on 16 m/s. Tässä luvussa tutkitaan suoraviivaista liikettä: eteen/taakse tai ylös/alas Vauhti ja nopeus. Nopeus on vektorisuure, eli sillä on suuruus ja suunta. Esimerkiksi v 1 = 3 m/s länteen ja v 2 = 2 m/s kaakkoon. Nopeuden suuruutta sanotaan vauhdiksi. Vauhtia käytetään, jos suunta on epäoleellinen. Esim. Auton vauhti oli 78 km/h. Usein nopeus (suuruus ja/tai suunta) vaihtelee matkan aikana. Keskivauhti on v = s t = kuljettu matka matkaan kulunut aika Ylläolevasta yhtälöstä voidaan ratkaista myös aika tai matka: t = s v s = vt Katso kirjan esimerkit s Tehtäväsarja 4. s. 46: 3 1, 3 2, 3 3, 3 5, 3 9. Siirtymä x on kahden pisteen välinen etäisyys Keskinopeus on
8 7 v k = x t = x 2 x 1 = siirtymä t 2 t 1 liikkeen kesto Huomaa, että muutos on aina loppuarvo - alkuarvo. Jos liike on suoraviivaista ja tapahtuu vain yhteen suuntaan, niin siirtymä = kokonaismatka eli x = s ja keskinopeus = keskivauhti, ts. v k = v. Siis mitä eroa on keskinopeudella ja keskivauhdilla? Jos uimari ui 25 m altaan päästä päähän ajassa 45 s, niin mutta v = s t = 50 m 45 s v k = x t = x 2 x 1 t 2 t 1 1,1 m/s, = 0 m 0 m 45 s 0 s = 0 m/s, koska alku- ja loppupaikka on sama! Kun liike on suoraviivaista, niin nopeuden etumerkki kertoo liikkeen suunnan. Hetkellinen nopeus ajan hetkellä t saadaan x(t)-kuvaajasta piirtämällä kuvaajalle tangenttisuora kohtaan t ja laskemalla sen kulmakerroin. Tehtäväsarja 5. s. 53: 3 11, 3 12, 3 13, 3 15, Tasainen liike. Liike on tasaista, jos kappaleen vauhti on vakio (eli ei muutu) ja liikkeen suunta ei muutu. Kappaleen lähtöpaikka voi olla muukin kuin x = 0. Aika yleensä aloitetaan nollasta. Liike voi tapahtua myös negatiiviseen suuntaan. Jälkimmäisessä tilanteessa kuvaaja on laskeva suora, jonka kulmakerroin on negatiivinen, ts. v < 0. Kappale liikkuu taaksepäin. Yhtälöstä v = x t voidaan ratkaista x = v t. Jos lähtöpaikka on x 0 ja sitten kuljetaan nopeudella v ajan t verran, niin paikka on x = x 0 + vt. Kappaleen siirtymä x saadaan (t,v)-koordinaatistossa fysikaalisena pinta-alana. Erityisesti tasaisessa liikkeessä Katso kirjan esimerkki 1, s. 57. x = v t Tehtäväsarja , 3 20, 3 21, 3 22, 3 23, 3 24, 3 25.
9 83.3. Kiihtyvyys. Liike on usein muuttuvaa: Nopeuden suuruus, suunta tai molemmat muuttuvat. Kiihtyvyys a on nopeuden muutosnopeus : a = v t = v 2 v 1 t 2 t 1 Kiihtyvyyden yksikkö [a] = [v] m [t] = s s = m s 1 s = m s 2 Tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä kiihtyvyys on vakio eli kuvaaja (t,v)- koordinaatistossa on suora ja (t,x)-koordinaatistossa paraabeli. Keskikiihtyvyys kuvaa nopeuden keskimääräistä muutosta aikavälillä t 1... t 2. a k = v t = v 2 v 1 t 2 t Putoaminen. Jos ilmanvastus on pieni, niin (Maassa) kaikilla kappaleilla on massasta riippumatta sama kiihtyvyys, putoamiskiihtyvyys g 9,81 m/s 2. Putoamisen alussa liike on likimain tasaisesti kiihtyvää. Ilmanvastus kasvaa nopeuden kasvaessa, jolloin kappaleen kiihtyvyys pienenee kunnes lopulta nopeus ei enää kasva. Tehtäväsarja , 3 33, 3 35, 3 37, Tee myös kirjan kappaleen 3 lopussa oleva testi sivulta Vuorovaikutus ja voima Kappaleet vuorovaikuttavat keskenään. Esim. Maa vetää omenaa puoleensa. Käsi tukee omenaa ja estää sitä putoamasta. Vuorovaikutuksia ilmentävät voimat. Voima F on vektorisuure ja sen yksikkö [F ] = N (newton). Kosketusvoimia ovat mm. Tukivoima N Langan jännitysvoima T Kitka F µ Väliaineen (ilman-, veden-) vastus F v Jousivoima Etävoimia (kappaleet eivät ole kosketuksissa) ovat mm.
10 9 paino eli painovoima eli gravitaatiovoima Ḡ sähköinen voima magneettinen voima jne. Voimat esiintyvät aina pareittain: Voiman ja vastavoiman laki eli Newtonin III laki: Kahden kappaleen A ja B kohdistama voima F AB on yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen B:n A:han kohdistamaan voimaan F BA nähden. Esim. Maa vetää omenaa puoleensa yhtä suurella mutta vastakkaissuuntaisella voimalla kuin omena vetää Maata. Kokonaisvoimalla tarkoitetaan kaikkien (merkityksellisten) kappaleeseen vaikuttavien voimien yhteisvaikutusta. Esim. Jäällä liukuvaan kiekkoon vaikuttavat gravitaatio alaspäin pinnan tukivoima ylöspäin kitka liikettä vastaan ilmanvastus liikettä vastaan Huom. Ei liikkeen suuntaista voimaa, jos mikään ei työnnä kiekkoa! Voimakuvio (vapaakappalekuvio) esittää kappaleeseen vaikuttavat voimat (suunnat ja voimakkuudet). Esim. Liukuva kiekko (kopioi kuvio kaverilta!) Huom! Kiekkoon vaikuttavat N ja Ḡ yhtä suuret (yhtä pitkät vektorit) ja vastakkaissuuntaiset, joten ne kumoavat toisensa. F µ ja F v hidastavat liikettä. Entä jos ei olisi ollenkaan vastusvoimia? Tai entä jos kiekkoa työnnetään eteenpäin yhtäsuurella voimalla kuin F µ ja F v yhteensä? Jatkavuuden laki eli Newtonin I laki: Kappale, johon vaikuttava kokonaisvoima on nolla, on levossa (ellei se liiku) tai jatkaa suoraviivaista etenemistä nopeuden muuttumatta. Tehtäväsarja ,4 4,4 5,4 6, Voima ja liikkeen muutos. Kappaleen liike muuttuu, kun sen nopeus kasvaa tai suunta muuttuu eli sillä on kiihtyvyyttä. Liikkeen muutokseen tarvitaan aina ulkoinen voima Esim. Kitka auton renkaiden ja tien välissä. Dynamiikan peruslaki eli Newtonin II laki: Kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima F antaa m-massaiselle kappaleelle kiihtyvyyden ā siten,
11 10 että ā = F m, toisin sanoen F = mā. Yhtälöä F = mā sanotaan kappaleen liikeyhtälöksi. ā:n suunta on sama kuin F :n suunta. Mitä suurempi F, sitä suurempi a. Mitä suurempi m, sitä pienempi a eli raskaamman kappaleen liiketilaa on vaikeampi muuttaa! Kahden kappaleen vuorovaikutuksessa massa ilmenee hitautena eli inertiana, kappaleen ominaisuutena vastustaa liiketilan muutosta. Kevyt kiekko pysähtyy maalivahtiin, mies liikahtaa tuskin ollenkaan. Voimatehtävissä tilanteesta kannattaa piirtää kuva. Tilannekuva hahmottelee kokonaisuuden. Voimakuvio (= vapaakappalekuva) rajaa tarkastelun tutkittavaan kappaleeseen. Esim. Auto vetää vaakasuoralla tiellä lavaa, jonka kyydissä on lipasto. Piirrä lavaan kohdistuvat voimat. (Oletetaan ilmanvastus pieneksi.) Tilannekuva: (kopioi kaverilta!) Etsi kuvasta lavan kanssa vuorovaikuttavat kappaleet. Vapaakappalekuva: (kopioi kaverilta!) Tehtäväsarja , 4 16, 4 7, 4 18, 4 19, Paino G on gravitaatiovuorovaikutuksen aiheuttama voima, joka kohdistuu kohti Maan keskipistettä (ja määrittää suunnan alas ). Newtonin II lain mukaan ḡ = Ḡ, eli Ḡ = mḡ. m missä g on putoamiskiihtyvyys 9,81 m/s 2. Vapaassa putoamisessa kappaleeseen kohdistuu vain G. Painoton tila johtuu siitä, että kaikki kappaleet putoavat yhtä nopeasti eli tukivoimia ei ole. Kuussa putoamiskiihtyvyys on noin 1/6 g:stä. Siis myös G on Kuussa 1/6 painosta Maassa, vaikka massa onkin sama. Tehtäväsarja , 4 13, 4 15, 4 21, 4 23, Tee myös kirjan kappaleen 4 lopussa oleva testi sivulta Maailmankaikkeuden rakenne 5.1. Perusvuorovaikutukset ja -hiukkaset.
12 Kaikki fysikaaliset vuorovaikutukset selittyvät perusvuorovaikutuksilla 11 (4 kpl): Perusvuorovaikutus suhteellinen voimakkuus välittäjähiukkanen vahva 1 gluoni sähkömagneettinen fotoni heikko välibosoni gravitaatio gravitoni 2 teoriaa: Klassisen fysiikan kenttä kuvaa etävuorovaikutusta, esim. magneettikenttä Hiukkasfysiikan malli: välittäjähiukkaset Isaac Newtonin gravitaatiolaki v. 1687: Gravitaatiovoima riippuu vuorovaikuttavien kappaleiden massoista ja etäisyydestä toisistaan. Gravitaatio on aina vetovoima ja se heikkenee etäisyyden kasvaessa Sähköinen ja magneettinen voima ovat joko vetäviä (erimerkkiset) tai hylkiviä (samanmerkkiset) Aineen kemialliset ominaisuudet sekä kosketusvoimat aiheutuvat atomien välisistä sähkömagneettisista voimista! Vahva vuorovaikutus pitää atomiytimen koossa. Atomi koostuu elektronipilvestä ja ytimestä. Elektronipilvessä ovat elektronit e ja ytimessä protonit p + sekä neutronit n. Yhteisnimeltään ytimen osat ovat nukleoneja. Kuvat atomeista ovat harhaanjohtavia. Atomin massa on 99,9% ytimessä ja atomin halkaisija on kertainen ytimen kokoon nähden. Nukleonit koostuvat kvarkeista. Kvarkkeja on 6 eri lajia: ylös u alas d outo s lumo c tosi t kaunis b Protoni koostuu kahdesta u-kvarkista ja yhdestä d-kvarkista (uud) ja neutroni kahdesta d-kvarkista ja yhdestä u-kvarkista (ddu). u-kvarkin varaus on + 2/3 e ja d-kvarkin varaus on -1/3 e, joten esim. protonin varaus on summa 2/3 + 2/3-1/3 = +1 kuten tiedämmekin. Kvarkkeja ei esiinny vapaina. Elektroni on leptoni. Leptonejakin on 6 eri lajia.
13 12 Kaikki maailmankaikkeuden näkyvä aine koostuu perushiukkasista = kvarkit + leptonit (ks. kirjan s. 116 taulukko). Käytännössä kaikki havaitsemamme aine koostuu u- ja d-kvarkeista ja elektroneista. Jokaisella perushiukkasella on vielä oma antihiukkasensa, esim. elektronilla positroni. Vahva vuorovaikutus aiheuttaa ydinvoiman kvarkkien välille. Sopivan lähellä toisiaan nukleonit sitoutuvat ytimeksi ydinvoiman takia. Toisaalta erittäin lähellä ydinvoima on hylkivä. Vahvan vuorovaikutuksen kantama on lyhyt eli se heikkenee nopeasti etäisyyden kasvaessa. Heikko vuorovaikutus kvarkkien välillä aiheuttaa kvarkin muutoksen toiseksi kvarkiksi (u d tai d u).silloinhan protoni muuttuu neutroniksi tai päinvastoin, ja samalla ydin säteilee beetahiukkasen eli elektronin tai positronin. Tätä sanotaan beetahajoamiseksi Makrokosmos ja maailmankaikkeuden synty. Lue näistä itsenäisesti oppikirjasta. 6. Energia Energiaa ei synny eikä häviä se vain muuttaa muotoaan. Energian muuttuminen muodosta toiseen perustuu voiman tekemään työhön. Esim. Käsi tekee palloon nostotyön, joka varastoituu pallon potentiaalienergiaksi. Kun pallo pudotetaan, potentiaalienergia muuttuu pallon liike-energiaksi. Energian SI-yksikkö on joule J, myös kaloria cal käytetään. (1 cal = 4,1868 J) Energia luokitellaan vapaisiin ja sidottuihin energialajeihin. Selvitä kirjan kappaleesta tehtävän 6 1 mukaisesti, miten energialajit poikkeavat toisistaan ja luettele muutamia energialajeja. Etsi sitten vastaus tehtävän 6 8 mukaisesti, mihin perustuu auringon energiantuotto. Massaan sisältyy energiaa E = mc 2, missä c = valonnopeus. Lue kasvihuoneilmiöstä s Säteily 2 teoriaa: sähkömagneettinen säteily on aaltoliikettä, joka koostuu sähkö- ja magneettikenttien etenemisestä valonnopeudella.
14 13 fotoneja (hiukkasia) eli kvantteja, sähkömagneettisen säteilyn energiapaketteja. Luokitellaan ionisoimattomiin ja ionisoiviin säteilylajeihin: 7.1. Ionisoimaton säteily. Radioaallot. (viestintään ym.) Mikroaallot. (mikroaaltouunit, tutkat, WLAN...) Infrapunasäteily, lämpösäteily. (lämpö; lämpökamerat, kaukosäätimet...) Näkyvä valo. Violetti 400 nm Punainen 700 nm. Aurinko tärkein lähde Välttämätöntä kasvien fotosynteesille Ultraviolettisäteily <400 nm Otsonikerros suodattaa Auringon UV-säteilyä Hyötyjä: rusketus, D-vitamiini Haittoja: syöpäriski, ihon palaminen 7.2. Ionisoiva säteily. Irrottaa atomeista elektroneja. Tästä seuraa esimerkiksi solujen mutatoitumista ja tuhoutumista. Röntgensäteily (läpivalaisu, sädehoito) lyhytaaltoista sähkömagneettista säteilyä läpäisee kevyistä alkuaineista koostuvaa ainetta, pysähtyy esim. lyijyyn Gammasäteily lyhytaaltoisinta sähkömagneettista säteilyä, röntgensäteilyäkin läpitunkevampaa Hiukkassäteilyä syntyy radioaktiivisten aineiden epästabiilien ydinten hajotessa radioaktiivisen aineen aktiivisuus A on sen hajoamisnopeus (hajoamista sekunnissa) [A] = 1Bq (becquerel). Puoliintumisaika T 1/2 on se aika, jossa radioaktiivisten ydinten määrä puolittuu. Alfasäteily on heliumatomien ( 4 2He ytimiä. Se ionisoi voimakkaasti. ei läpäise paperia tai vaatteita. etenee ilmassa vain n. 10 cm matkan. on elimistössä vaarallinen! Radon-kaasu on alfa-aktiivista ja sitä tulee maaperästä rakennusten sisäilmaan aiheuttaen keuhkosyövän riskiä. Beetasäteily koostuu elektroneista tai positroneista. Se
15 14 syntyy beetahajoamisessa. läpäisee ihon ja ionisoi atomeja. Positroni antihiukkasena annihiloi elektronin, jolloin syntyy gammasäteilyä. Neutronisäteily ei itsessään ionisoi, mutta sen seurauksena voi syntyä ionisoivaa säteilyä. on käytössä syöpähoidoissa. Lue säteilyltä suojautumisesta ja säteilyn hyötykäytöstä kirjasta s
g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen
g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure Aiheuttaa kappaleelle
LisätiedotFysiikka 1. Dynamiikka. Voima tunnus = Liike ja sen muutosten selittäminen Physics. [F] = 1N (newton)
Dynamiikka Liike ja sen muutosten selittäminen Miksi esineet liikkuvat? Physics Miksi paikallaan oleva 1 esine lähtee liikkeelle? Miksi liikkuva esine hidastaa ja pysähtyy? Dynamiikka käsittelee liiketilan
LisätiedotFysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto 21.05.2012. www.turkuamk.fi
Fysiikan perusteet SI-järjestelmä Antti Haarto 21.05.2012 Fysiikka ja muut luonnontieteet Ihminen on aina pyrkinyt selittämään havaitsemansa ilmiöt Kreikkalaiset filosofit pyrkivät selvittämään ilmiöt
LisätiedotVUOROVAIKUTUS JA VOIMA
VUOROVAIKUTUS JA VOIMA Isaac Newton 1642-1727 Voiman tunnus: F Voiman yksikkö: 1 N (newton) = 1 kgm/s 2 Vuorovaikutus=> Voima Miten Maa ja Kuu vaikuttavat toisiinsa? Pesäpallon ja Maan välinen gravitaatiovuorovaikutus
LisätiedotFysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava
Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia
LisätiedotVUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen
VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, 1.-2. luento Kari Sormunen Mitä yhteistä? Kirja pöydällä Opiskelijapari Teräskuulan liike magneetin lähellä
LisätiedotVedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen
4.3 Newtonin II laki Esim. jääkiekko märällä jäällä: pystysuuntaiset voimat kumoavat toisensa: jään kiekkoon kohdistama tukivoima n on yhtäsuuri, mutta vastakkaismerkkinen kuin kiekon paino w: n = w kitka
LisätiedotVUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen
VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen Vuorovaikutus on yksi keskeisimmistä fysiikan peruskäsitteistä
Lisätiedotv = Δs 12,5 km 5,0 km Δt 1,0 h 0,2 h 0,8 h = 9,375 km h 9 km h kaava 1p, matkanmuutos 1p, ajanmuutos 1p, sijoitus 1p, vastaus ja tarkkuus 1p
2. Pyöräilijä lähti Pietarsaaresta kohti Kokkolaa, jonne on matkaa 33 km. Hän asetti tavoitteeksi ajaa edestakaisen matkan keskinopeudella 24 km/h. Vastatuulen takia hän joutui käyttämään menomatkaan aikaa
LisätiedotNEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI
NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI eli jatkavuuden laki tai liikkeen jatkuvuuden laki (myös Newtonin I laki tai inertialaki) Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy
LisätiedotFysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto
Fysiikan perusteet Voimat ja kiihtyvyys Antti Haarto.05.01 Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure
LisätiedotKpl 2: Vuorovaikutus ja voima
Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima Jos kaksi eri kappaletta vaikuttavat toisiinsa jollain tavalla, niiden välillä on vuorovaikutus Kahden kappaleen välinen vuorovaikutus saa aikaan kaksi vastakkaista voimaa,
LisätiedotAUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,
AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t, v)-koordinaatistossa ruutumenetelmällä. Tehtävä 4 (~YO-K97-1). Tekniikan
LisätiedotMAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET
MAAILMANKAIKKEUDEN PIENET JA SUURET RAKENTEET KAIKKI HAVAITTAVA ON AINETTA TAI SÄTEILYÄ 1. Jokainen rakenne rakentuu pienemmistä rakenneosista. Luonnon rakenneosat suurimmasta pienimpään galaksijoukko
LisätiedotFysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)
Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) 1) MEKANIIKKA Vuorovaikutus vuorovaikutuksessa kaksi kappaletta vaikuttaa toisiinsa ja vaikutukset havaitaan molemmissa kappaleissa samanaikaisesti lajit: kosketus-/etä-
Lisätiedotperushiukkasista Perushiukkasia ovat nykykäsityksen mukaan kvarkit ja leptonit alkeishiukkasiksi
8. Hiukkasfysiikka Hiukkasfysiikka kuvaa luonnon toimintaa sen perimmäisellä tasolla. Hiukkasfysiikan avulla selvitetään maailmankaikkeuden syntyä ja kehitystä. Tutkimuskohteena ovat atomin ydintä pienemmät
LisätiedotSäteily ja suojautuminen Joel Nikkola
Säteily ja suojautuminen 28.10.2016 Joel Nikkola Kotitehtävät Keskustele parin kanssa aurinkokunnan mittakaavasta. Jos maa olisi kolikon kokoinen, minkä kokoinen olisi aurinko? Jos kolikko olisi luokassa
LisätiedotLeptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1
Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista Alkeishiukkaset - hiukkasten
LisätiedotKJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme
KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 16.3.2016 Susanna Hurme Päivän aihe: Translaatioliikkeen kinetiikka (Kirjan luvut 12.6, 13.1-13.3 ja 17.3) Oppimistavoitteet Ymmärtää, miten Newtonin toisen lain
LisätiedotFysiikka 1. Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava
Fysiikka 1 Fysiikka 1, Fysiikka luonnontieteenä, Tammi (2009) MAOL-taulukot, Otava 1 Fysiikan kurssitarjonta Pakollinen kurssi fysiikka luonnontieteenä (FY1) Seitsemän valtakunnallista syventävää kurssia
LisätiedotKitka ja Newtonin lakien sovellukset
Kitka ja Newtonin lakien sovellukset Haarto & Karhunen Tavallisimpia voimia: Painovoima G Normaalivoima, Tukivoima Jännitysvoimat Kitkavoimat Voimat yleisesti F f T ja s f k N Vapaakappalekuva Kuva, joka
LisätiedotLaskun vaiheet ja matemaattiset mallit
Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 28. syyskuuta 2016 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Mallit ja laskun vaiheet 28. syyskuuta 2016 1 / 22 Hieman kertausta
LisätiedotLiike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä
Liike ja voima Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä Tasainen liike Nopeus on fysiikan suure, joka kuvaa kuinka pitkän matkan kappale kulkee tietyssä ajassa. Nopeus voidaan
Lisätiedot5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =
TEHTÄVIEN RATKAISUT 5-1. a) A. Valitaan suunta vasemmalle positiiviseksi. Alustan suuntainen kokonaisvoima on ΣF = 19 N + 17 N -- 16 N = 0 N vasemmalle. B. Valitaan suunta oikealle positiiviseksi. Alustan
LisätiedotFysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012
Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 LIIKE Jos vahvempi kaveri törmää heikompaan kaveriin, vahvemmalla on enemmän voimaa. Pallon heittäjä antaa pallolle heittovoimaa, jonka
LisätiedotOhjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin
Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Kari Eloranta 2016 Jyväskylän Lyseon lukio 11. tammikuuta 2016 Kokeen rakenne Fysiikan kokeessa on 13 tehtävää, joista vastataan kahdeksaan. Tehtävät 12 ja 13 ovat
LisätiedotTEHTÄVIEN RATKAISUT. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 712 p m 105 kg
TEHTÄVIEN RATKAISUT 15-1. a) Hyökkääjän liikemäärä on p = mv = 89 kg 8,0 m/s = 71 kgm/s. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 71 p v = = s 6,8 m/s. m 105 kg 15-.
Lisätiedoton hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis
Fys1, moniste 2 Vastauksia Tehtävä 1 N ewtonin ensimmäisen lain mukaan pallo jatkaa suoraviivaista liikettä kun kourun siihen kohdistama tukivoima (tässä tapauksessa ympyräradalla pitävä voima) lakkaa
LisätiedotTeoreetikon kuva. maailmankaikkeudesta
Teoreetikon kuva Teoreetikon kuva hiukkasten hiukkasten maailmasta maailmasta ja ja maailmankaikkeudesta maailmankaikkeudesta Jukka Maalampi Fysiikan laitos Jyväskylän yliopisto Lapua 5. 5. 2012 Miten
LisätiedotPietarsaaren lukio Vesa Maanselkä
Fys 9 / Mekaniikan osio Liike ja sen kuvaaminen koordinaatistossa Newtonin lait Voimavektorit ja vapaakappalekuvat Työ, teho,työ-energiaperiaate ja energian säilymislaki Liikemäärä ja sen säilymislaki,
LisätiedotFysiikan lisäkurssin tehtävät (kurssiin I liittyvät, syksy 2013, Kaukonen)
1. Ylöspäin liikkuvan hissin, jonka massa on 480 kg, nopeus riippuu ajasta oheisen kuvion mukaisesti. Laske kannatinvaijeria jännittävä voima liikkeen eri vaiheissa. (YO, S 84) 0-4s: 4,9 kn, 4..10s: 4,7
LisätiedotPerusvuorovaikutukset. Tapio Hansson
Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria
LisätiedotHarjoitellaan voimakuvion piirtämistä
Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä Milloin ja miksi voimakuvio piirretään? Voimakuvio on keskeinen osa mekaniikan tehtävän ratkaisua, sillä sen avulla hahmotetaan tilanne, esitetään kappaleeseen kohdistuvat
LisätiedotNopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit
Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit Luento 2 https://geom.mathstat.helsinki.fi/moodle/course/view.php?id=360 Luennon tavoitteet: Vektorit tutuiksi Koordinaatiston valinta Vauhdin ja nopeuden ero
LisätiedotVoima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!
6.1 Työ Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori! Siirtymä s = r 2 r 1 Kun voiman kohteena olevaa kappaletta voidaan kuvata
LisätiedotAlkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:
Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi
LisätiedotFysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto
ysiikka 1 Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto 7.1.1 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä voi syntyä
LisätiedotKERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT
KERTAUSTEHTÄVIEN RATKAISUT 1. a) Karkea virhe on seurausta mittaamisvälineen epätarkoituksenmukaisesta ja väärästä käsittelystä tai lukemavirheestä. Mittaussarjan karkeat virheet paljastuvat usein tuloksia
LisätiedotKertauskysymyksiä. KPL1 Suureita ja mittauksia. KPL2 Vuorovaikutus ja voima. Avain Fysiikka KPL 1-4
Kertauskysymyksiä KPL1 Suureita ja mittauksia 1. Suure on kappaleen ominaisuus, joka voidaan jollain tavalla mitata 2. Mittayksiköksi, tai lyhyemmin yksiköksi 3. Si-järjestelmä on kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä
LisätiedotSuhteellinen nopeus. Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää
3.5 Suhteellinen nopeus Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää P:n nopeus junassa istuvan toisen matkustajan suhteen on v P/B-x = 1.0 m/s Intuitio :
LisätiedotFysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2
Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 1. (a) W on laatikon paino, F laatikkoon kohdistuva vetävä voima, F N on pinnan tukivoima ja F s lepokitka. Kuva 1: Laatikkoon kohdistuvat voimat,
LisätiedotFYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka
FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka Oppilaan nimi: Pisteet: / 77 p. Päiväys: Koealue: kpl 13-18, s. 91-130 1. SUUREET. Täydennä taulukon tiedot. suure suureen tunnus suureen yksikkö matka aika
LisätiedotHiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi. Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura
Hiukkasfysiikan luento 21.3.2012 Pentti Korpi Lapuan matemaattisluonnontieteellinen seura Atomi Aine koostuu molekyyleistä Atomissa on ydin ja fotonien ytimeen liittämiä elektroneja Ytimet muodostuvat
Lisätiedot= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N
t. 1 Auringon ja kuun kohdistamat painovoimat voidaan saada hyvin tarkasti laksettua Newtonin painovoimalailla, koska ne ovat pallon muotoisia. Junalle sillä saadaan selville suuruusluokka, joka riittää
LisätiedotLaskun vaiheet ja matemaattiset mallit
Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 26. syyskuuta 2016 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Mallit ja laskun vaiheet 26. syyskuuta 2016 1 / 14 Hieman kertausta
LisätiedotSTATIIKKA. TF00BN89 5op
STATIIKKA TF00BN89 5op Sisältö: Statiikan peruslait Voiman resultantti ja jako komponentteihin Voiman momentti ja voimapari Partikkelin ja jäykän kappaleen tasapainoyhtälöt Tukivoimat Ristikot, palkit
LisätiedotPerusvuorovaikutukset
Perusvuorovaikutukset Mikko Mustonen Mika Kainulainen CERN tutkielma Nurmeksen lukio Syksy 2009 Sisältö 1 Johdanto... 3 2 Perusvuorovaikutusten historia... 3 3 Teoria... 6 3.1 Gravitaatio... 6 3.2 Sähkömagneettinen
LisätiedotFysiikan kurssit. MAOL OPS-koulutus Naantali 21.11.2015 Jukka Hatakka
Fysiikan kurssit MAOL OPS-koulutus Naantali 21.11.2015 Jukka Hatakka Valtakunnalliset kurssit 1. Fysiikka luonnontieteenä 2. Lämpö 3. Sähkö 4. Voima ja liike 5. Jaksollinen liike ja aallot 6. Sähkömagnetismi
LisätiedotMekaniikkan jatkokurssi
Mekaniikkan jatkokurssi Tapio Hansson 16. joulukuuta 2018 Mekaniikan jatkokurssi Tämä materiaali on suunnattu lukion koulukohtaisen syventävän mekaniikan kurssin materiaaliksi. Kurssilla kerrataan lukion
LisätiedotAtomin ydin. Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N
Atomin ydin ytimen rakenneosia, protoneja (p + ) ja neutroneja (n) kutsutaan nukleoneiksi Z = varausluku (järjestysluku) = protonien määrä N = neutroniluku A = massaluku (nukleoniluku) A = Z + N saman
LisätiedotSähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä
Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto.5.13 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä
LisätiedotFYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!
FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 7 Harmonisen värähdysliikkeen energia Jousen potentiaalienergia on U k( x ) missä k on jousivakio ja Dx on poikkeama tasapainosta. Valitaan
LisätiedotYdinfysiikkaa. Tapio Hansson
3.36pt Ydinfysiikkaa Tapio Hansson Ydin Ydin on atomin mittakaavassa äärimmäisen pieni. Sen koko on muutaman femtometrin luokkaa (10 15 m), kun taas koko atomin halkaisija on ångströmin luokkaa (10 10
LisätiedotSÄTEILEVÄ KALLIOPERÄ OPETUSMATERIAALIN TEORIAPAKETTI
SÄTEILEVÄ KALLIOPERÄ OPETUSMATERIAALIN TEORIAPAKETTI 1 Sisällysluettelo 1. Luonnossa esiintyvä radioaktiivinen säteily... 2 1.1. Alfasäteily... 2 1.2. Beetasäteily... 3 1.3. Gammasäteily... 3 2. Radioaktiivisen
LisätiedotLuvun 5 laskuesimerkit
Luvun 5 laskuesimerkit Huom: luvun 4 kohdalla luennolla ei ollut laskuesimerkkejä, vaan koko luvun 5 voi nähdä kokoelmana sovellusesimerkkejä edellisen luvun asioihin! Esimerkki 5.1 Moottori roikkuu oheisen
LisätiedotPerusvuorovaikutukset. Tapio Hansson
Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria
Lisätiedota) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.
Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi
Lisätiedoton radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1).
H E I L U R I T 1) Matemaattinen heiluri = painottoman langan päässä heilahteleva massapiste (ks. kuva1) kuva 1. - heilurin pituus l - tasapainoasema O - ääriasemat A ja B - heilahduskulma - heilahdusaika
LisätiedotVastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.
Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol
LisätiedotLuvun 5 laskuesimerkit
Luvun 5 laskuesimerkit Esimerkki 5.1 Moottori roikkuu oheisen kuvan mukaisessa ripustuksessa. a) Mitkä ovat kahleiden jännitykset? b) Mikä kahleista uhkaa katketa ensimmäisenä? Piirretäänpä parit vapaakappalekuvat.
LisätiedotLiikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima
Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima Tämän luennon tavoitteet Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat ja binomiapproksimaatio gravitaatio jatkuu viime viikolta Jousivoima: mikä se on ja miten
LisätiedotLiikkeet. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi
Liikkeet Haarto & Karhunen Suureita Aika: tunnus t, yksikkö: sekunti = s Paikka: tunnus x, y, r, ; yksikkö: metri = m Paikka on ektorisuure Suoraiiaisessa liikkeessä kappaleen paikka (asema) oidaan ilmoittaa
LisätiedotMekaaninen energia. Energian säilymislaki Työ, teho, hyötysuhde Mekaaninen energia Sisäenergia Lämpö = siirtyvää energiaa. Suppea energian määritelmä:
Mekaaninen energia Energian säilymislaki Työ, teho, hyötysuhde Mekaaninen energia Sisäenergia Lämpö = siirtyvää energiaa Suppea energian määritelmä: Energia on kyky tehdä työtä => mekaaninen energia Ei
Lisätiedot2.3 Voiman jakaminen komponentteihin
Seuraavissa kappaleissa tarvitaan aina silloin tällöin taitoa jakaa voima komponentteihin sekä myös taitoa suorittaa sille vastakkainen operaatio eli voimien resultantin eli kokonaisvoiman laskeminen.
LisätiedotFYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen
FYSIIKKA Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille - Laskutehtävien ratkaiseminen - Nopeus ja keskinopeus - Kiihtyvyys ja painovoimakiihtyvyys - Voima - Kitka ja kitkavoima - Työ - Teho - Paine LASKUTEHTÄVIEN
LisätiedotYdin- ja hiukkasfysiikka 2014: Harjoitus 5 Ratkaisut 1
Ydin- ja hiukkasfysiikka 04: Harjoitus 5 Ratkaisut Tehtävä a) Vapautunut energia saadaan laskemalla massan muutos reaktiossa: E = mc = [4(M( H) m e ) (M( 4 He) m e ) m e ]c = [4M( H) M( 4 He) 4m e ]c =
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Kevät 2010 Jukka Maalampi LUENTO 2-3 Vääntömomentti Oletus: Voimat tasossa, joka on kohtisuorassa pyörimisakselia vastaan. Oven kääntämiseen tarvitaan eri suuruinen voima
Lisätiedot1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot
1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot 1.1 Tieteellinen esitystapa Maan ja auringon välinen etäisyys on 1 AU. AU on astronomical unit, joka määritelmänsä mukaan on maan ja auringon välinen keskimääräinen
LisätiedotLuku 7 Työ ja energia. Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia
Luku 7 Työ ja energia Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia Tavoitteet: Selittää työn käsite Mallittaa voiman tekemä työ Mallittaa liike-energian ja työn keskinäinen riippuvuus Esitiedot Newtonin lait
LisätiedotELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)
Yliopistonlehtori, tkt Sami Kujala Syksy 2016 Luento 2: Kertausta ja johdantoa Suoraviivainen liike Jumppaa Harjoituksia ja oivalluksia Ajankohtaista Presemokyselyn poimintoja Millä odotuksilla aloitat
LisätiedotKvanttifysiikan perusteet 2017
Kvanttifysiikan perusteet 207 Harjoitus 2: ratkaisut Tehtävä Osoita hyödyntäen Maxwellin yhtälöitä, että tyhjiössä magneettikenttä ja sähkökenttä toteuttavat aaltoyhtälön, missä aallon nopeus on v = c.
LisätiedotW el = W = 1 2 kx2 1
7.2 Elastinen potentiaalienergia Paitsi gravitaatioon, myös materiaalien deformaatioon (muodonmuutoksiin) liittyy systeemin rakenneosasten keskinäisiin paikkoihin liittyvää potentiaalienergiaa Elastinen
LisätiedotFysiikan perusteet. Liikkeet. Antti Haarto 22.05.2012. www.turkuamk.fi
Fysiikan perusteet Liikkeet Antti Haarto.5.1 Suureita Aika: tunnus t, yksikkö: sekunti s Paikka: tunnus x, y, r, ; yksikkö: metri m Paikka on ektorisuure Suoraiiaisessa liikkeessä kappaleen paikka (asema)
LisätiedotLuku 8. Mekaanisen energian säilyminen. Konservatiiviset ja eikonservatiiviset. Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia.
Luku 8 Mekaanisen energian säilyminen Konservatiiviset ja eikonservatiiviset voimat Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia Mekaanisen energian säilyminen Teho Tavoitteet: Erottaa konservatiivinen
LisätiedotKJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme
KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 17.3.2016 Susanna Hurme Päivän aihe: Energian, työn ja tehon käsitteet sekä energiaperiaate (Kirjan luku 14) Osaamistavoitteet: Osata tarkastella partikkelin kinetiikkaa
LisätiedotTKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.
1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on
LisätiedotMassa ja paino. Jaana Ohtonen Språkskolan Kielikoulu. torsdag 9 januari 14
Massa ja paino Pohdi Miten pallon heittäminen poikkeaa kuulan heittämisestä? Auto lähtee liikkeelle rajusti kiihdyttäen. Mitä tapahtuu peilistä roikkuvalle koristeelle? Pohdi Miten pallon heittäminen poikkeaa
LisätiedotELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)
ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op) Yliopistonlehtori, tkt Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Syksy 2016 1 / 21 Luento 2: Kertausta ja johdantoa Suoraviivainen liike Jumppaa Harjoituksia ja oivalluksia
LisätiedotMuunnokset ja mittayksiköt
Muunnokset ja mittayksiköt 1 a Mitä kymmenen potenssia tarkoittavat etuliitteet m, G ja n? b Mikä on massan (mass) mittayksikkö SI-järjestelmässäa? c Mikä on painon (weight) mittayksikkö SI-järjestelmässä?
Lisätiedot2.2 Principia: Sir Isaac Newtonin 1. ja 2. laki
Voima se on joka jyllää!, sanottiin ennen. Fysiikassakin voimalla tarkoitetaan jokseenkin juuri sitä, mikä ennenkin jylläsi, joskin täytyy muistaa, että voima ja teho ovat kaksi eri asiaa. Fysiikan tutkimuksen
LisätiedotKJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme
KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 23.2.2016 Susanna Hurme Tervetuloa kurssille! Mitä on statiikka? Mitä on dynamiikka? Miksi niitä opiskellaan? Päivän aihe: Voiman käsite ja partikkelin tasapaino
Lisätiedot7. Resistanssi ja Ohmin laki
Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi
LisätiedotTyö 5: Putoamiskiihtyvyys
Työ 5: Putoamiskiihtyvyys Työryhmä: Tehty (pvm): Hyväksytty (pvm): Hyväksyjä: 1. Tavoitteet Työssä määritetään putoamiskiihtyvyys kolmella eri tavalla. Ennakko-oletuksena mietitään, pitäisikö jollain tavoista
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän
Lisätiedot4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.
K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy
LisätiedotVektorit. Kertausta 12.3.2013 Seppo Lustig (Lähde: avoinoppikirja.fi)
Vektorit Kertausta 12.3.2013 Seppo Lustig (Lähde: avoinoppikirja.fi) Sisällys Vektorit Nimeäminen Vektorien kertolasku Vektorien yhteenlasku Suuntasopimus Esimerkki: laivan nopeus Vektorit Vektoreilla
Lisätiedotdl = F k dl. dw = F dl = F cos. Kun voima vaikuttaa kaarevalla polulla P 1 P 2, polku voidaan jakaa infinitesimaalisen pieniin siirtymiin dl
Kun voima vaikuttaa kaarevalla polulla P 2, polku voidaan jakaa infinitesimaalisen pieniin siirtymiin dl Kukin siirtymä dl voidaan approksimoida suoraviivaiseksi, jolloin vastaava työn elementti voidaan
LisätiedotMEKANIIKAN TEHTÄVIÄ. Nostotyön suuruus ei riipu a) nopeudesta, jolla kappale nostetaan b) nostokorkeudesta c) nostettavan kappaleen massasta
MEKANIIKAN TEHTÄVIÄ Ympyröi oikea vaihtoehto. Normaali ilmanpaine on a) 1013 kpa b) 1013 mbar c) 1 Pa Kappaleen liike on tasaista, jos a) kappaleen paikka pysyy samana b) kappaleen nopeus pysyy samana
LisätiedotIonisoiva säteily. Tapio Hansson. 20. lokakuuta 2016
Tapio Hansson 20. lokakuuta 2016 Milloin säteily on ionisoivaa? Milloin säteily on ionisoivaa? Kun säteilyllä on tarpeeksi energiaa irrottaakseen aineesta elektroneja tai rikkoakseen molekyylejä. Milloin
LisätiedotFYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ
FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ MEKANIIKKA Nopeus ja keskinopeus 6. Auto kulkee 114 km matkan tunnissa ja 13 minuutissa. Mikä on auton keskinopeus: a) Yksikössä km/h 1. Jauhemaalaamon kuljettimen nopeus on
LisätiedotLuento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho
Luento 10: Työ, energia ja teho Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 1 / 23 Luennon sisältö Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 2 / 23 Johdanto Energia suure, joka voidaan muuttaa muodosta toiseen,
Lisätiedot766334A Ydin- ja hiukkasfysiikka
1 76633A Ydin- ja hiukkasfysiikka Luentomonistetta täydentävää materiaalia: 3 5-3 Kuorimalli Juhani Lounila Oulun yliopisto, Fysiikan laitos, 011 Kuva 7-13 esittää, miten parillis-parillisten ydinten ensimmäisen
LisätiedotTarkastellaan tilannetta, jossa kappale B on levossa ennen törmäystä: v B1x = 0:
8.4 Elastiset törmäykset Liike-energia ja liikemäärä säilyvät elastisissa törmäyksissä Vain konservatiiviset voimat vaikuttavat 1D-tilanteessa kappaleiden A ja B törmäykselle: 1 2 m Av 2 A1x + 1 2 m Bv
LisätiedotHARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE
HARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE Harmoninen voima on voima, jonka suuruus on suoraan verrannollinen poikkeamaan tasapainoasemasta
LisätiedotFysiikka 8. Aine ja säteily
Fysiikka 8 Aine ja säteily Sähkömagneettinen säteily James Clerk Maxwell esitti v. 1864 sähkövarauksen ja sähkövirran sekä sähkö- ja magneettikentän välisiä riippuvuuksia kuvaavan teorian. Maxwellin teorian
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut
A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan
LisätiedotELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)
ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op) Yliopistonlehtori, tkt Sami Kujala Elektroniikan ja nanotekniikan laitos (ELE) Syksy 2017 Luento 2: Kertausta ja johdantoa Suoraviivainen liike Jumppaa Harjoituksia ja oivalluksia
LisätiedotMAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:
MAB - Harjoitustehtävien ratkaisut: Funktio. Piirretään koordinaatistoakselit ja sijoitetaan pisteet:. a) Funktioiden nollakohdat löydetään etsimällä kuvaajien ja - akselin leikkauspisteitä. Funktiolla
Lisätiedot