RATKAISUT: 9. Pyörimisen peruslaki ja pyörimismäärä



Samankaltaiset tiedostot
RATKAISUT: 6. Pyörimisliike ja ympyräliike

rad s rad s km s km s

RATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö

RATKAISUT: 8. Momentti ja tasapaino

RATKAISUT: 7. Gravitaatiovoima ja heittoliike

1.a) f(x) = 2x(x 2 3) = 0 2x = 0 tai x 2 3 = 0 x = 0 tai x 2 = 3. Anne: Tulo on nolla, jos jokin tulon tekijöistä on nolla

1. Oheinen kuvio esittää kolmen pyöräilijän A, B ja C paikkaa ajan funktiona.

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

Painopiste. josta edelleen. x i m i. (1) m L A TEX 1 ( ) x 1... x k µ x k+1... x n. m 1 g... m n g. Kuva 1. i=1. i=k+1. i=1

järjestelmät Jatkuva-aikaiset järjestelmät muunnostason ratkaisu Lineaariset järjestelmät Risto Mikkonen

Kurssikoe, FY5 Pyöriminen ja gravitaatio,

b) Laskiessani suksilla mäkeä alas ja hypätessäni laiturilta järveen painovoima tekee työtä minulle.

Riemannin integraalista

LASKENTA laskentakaavat

Siirtojohdot. Siirtojohdot

PAKONOPEUDET eli KOSMISET NOPEUDET

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , ratkaisut PERUSSARJA

TYÖNTEKIJÄN ELÄKELAIN (TYEL) 182 :N MUKAISEN TYÖTTÖMYYSVAKUUTUSRAHASTON MAKSUN KORJAUS VUODELTA 2007

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Jäykän kappaleen tasokinetiikka harjoitustehtäviä

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

AHX640W AHX640W VOX400 VOX400 [UUSIA RATKAISUJA VALURAUTOJEN JYRSINTÄÄN] ] [UUSIA RATKAISUJA PROMOTION JYRSIMET VALURAUDOILLE

LUKION FYSIIKKAKILPAILU avoimen sarjan vast AVOIN SARJA

4.3 Liikemäärän säilyminen

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

Fysiikkakilpailu , avoimen sarjan vastaukset AVOIN SARJA

Tasogeometriassa käsiteltiin kuvioita vain yhdessä tasossa. Avaruusgeometriassa tasoon tulee kolmas ulottuvuus, jolloin saadaan kappaleen tilavuus.

Puolijohdekomponenttien perusteet A Ratkaisut 6, Kevät 2016

Luentomoniste: Mekaniikka Pasi Repo & Pekka Varis (päivitetty )

Physica 9 1. painos 1(8) 20. Varattu hiukkanen sähkö- ja magneettikentässä

Integraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO

Näytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina ylimääräisessä tapaamisessa.

2. Laske tehtävän 1 mukaiselle 320 km pitkälle johdolle nimellisen p- sijaiskytkeän impedanssit ja admittanssit, sekä piirrä sijaiskytkennän kuva.

Äänen nopeus pitkässä tangossa

8.4 Gaussin lause Edellä laskettiin vektorikentän v = rf(r) vuo R-säteisen pallon pinnan läpi, tuloksella

Jakso 4: Dynamiikan perusteet jatkuu, työ ja energia Näiden tehtävien viimeinen palautus- tai näyttöpäivä on maanantaina

θ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö

Vastaa tehtäviin 1-4 ja valitse toinen tehtävistä 5 ja 6. Vastaat siis enintään viiteen tehtävään.

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

(0 1) 0 (0 1) 01 = (0 1) (0 01) = (0 1 ) (0 01)

VEKTOREILLA LASKEMINEN

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

Kuva 1. n i n v. (2 p.) b) Laske avaimiesi etäisyys x altaan seinämästä. (4 p.) c) Kuinka paljon lunta voi sulaa enintään Lassen suksien alla?

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

Neliömatriisin A determinantti on luku, jota merkitään det(a) tai A. Se lasketaan seuraavasti: determinantti on

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 7 / Kapasitanssi ja eristeaineet

VEKTOREILLA LASKEMINEN

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2010

( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

Physica 5 Opettajan OPAS (1/24)

Viikkotehtävät IV, ratkaisut

2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä

C B A. Kolmessa ensimmäisessä laskussa sovelletaan Newtonin 2. ja 3. lakia.

Kertausosa. 2. Kuvaan merkityt kulmat ovat samankohtaisia kulmia. Koska suorat s ja t ovat yhdensuuntaisia, kulmat ovat yhtä suuria.

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE Ratkaisut ja arvostelu

Teoriaa tähän jaksoon on talvikurssin luentomonisteessa luvussa 10. Siihen on linkki sivulta

Pintaintegraali. i j k cos(θ) sin(θ) 1. = r cos(θ)i r sin(θ)j + rk, r sin(θ) r cos(θ) 0 joten

Tee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Välivaiheet perustelevat vastauksesi!

766319A Sähkömagnetismi, 7 op Kertaustehtäviä, 1. välikokeen alue Vastaukset tehtävien jälkeen

Sosiaali- ja terveysministeriön vahvistamissa vastuunjakoperusteissa esiintyvien tasauskertoimien arvot vuodelle 2011 = 0, = 0,036947

olevat ansiot vuonna v ja

b) (max 3p) Värähtelijän jaksonajan ja taajuuden välinen yhteys on T = 1/ f, eli missä k on jousen jousivakio. Neliöimällä yllä oleva yhtälö saadaan

Luento 6: Liikemäärä ja impulssi

S if b then S else S S s. (b) Muodosta (a)-kohdan kieliopin kanssa ekvivalentti, so. saman kielen tuottava yksiselitteinen.

PD-säädin PID PID-säädin

763333A KIINTEÄN AINEEN FYSIIKKA Ratkaisut 1 Kevät 2014

SATE2140 Dynaaminen kenttäteoria syksy / 6 Laskuharjoitus 0: Siirrosvirta ja indusoitunut sähkömotorinen voima

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 7 / Kapasitanssi ja eristeaineet

TYÖNTEKIJÄN ELÄKELAIN (TYEL) 182 :N MUKAINEN TYÖTTÖMYYSVAKUUTUSRAHASTON MAKSU VUODELTA 2008

VESIPATTERIN ASENNUS TBLA Thermo Guard-jäätymissuojalla GOLD koko 11-32, versio B

KERTAUSTEHTÄVIÄ. LUKU v k = 12 m/s, x = 3,0 km, t =? x. LUKU v = 90 km/h = (90/3,6) m/s = 25 m/s, t = 1 s, s =? Kuljettu matka on m s

.) (b) Vertaa p :tä vastaavaa kineettistä energiaa perustilan kokonaisenergiaan. ( ) ( ) = = Ek

Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä

2. Laske tehtävän 1 mukaiselle 320 km pitkälle johdolle nimellisen p- sijaiskytkennän impedanssit ja admittanssit, sekä piirrä sijaiskytkennän kuva.

RATKAISUT: 5. Liikemäärä ja impulssi

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

SATE.10xx Staattisen kenttäteorian laajentaminen Sähkömagneettiseksi kenttäteoriaksi

Tuote LVI-numero Pikakoodi KAULUS PURISTETTU HST DN 100/114,3/3,0 EN Puristettu putkikaulus;en ;Todistukset EN 10204:2004/3.

6 Kertausosa. 6 Kertausosa

Vedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen

Suorakaidekanavat. lindab suorakaidekanavat

6 Integraalilaskentaa

Tampereen teknillinen yliopisto hum Konstruktiotekniikan laitos. MEC-2430 Elementtimenetelmän perusteet. Luento vk 1 Syksy 2012.

Kitka ja Newtonin lakien sovellukset

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

SATE1050 Piirianalyysi II syksy kevät / 8 Laskuharjoitus 12 / Siirtojohdot taajuusalueessa, ketjumatriisi

RATKAISUT: 13. Harmoninen värähtely

NAANTALI KARJALUOTO - PIRTTILUOTO ASEMAKAAVALUONNOS

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

b) (max 3p) Värähtelijän jaksonajan ja taajuuden välinen yhteys on T = 1/ f (++), eli

KERTAUSTEHTÄVIÄ KURSSIIN A-01 Mekaniikka, osa 1

Ruiskuvalukappaleen valettavuus

Jakso 7. Lorentz-voima

RATKAISUT: Kertaustehtävät

Tapa II: Piirretään voiman F vaikutussuora ja lasketaan momentti sen avulla. Kuva 3. d r. voiman F vaikutussuora

Transkriptio:

Phyic 9. pino (9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää : 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää 9. ) Hituoentti on uue, jok kuv kppleen pyöiihitutt, toiin noen itä, iten vike kppleen pyöiitä on uutt. b) Syteein pyöiiäää äilyy, jo yteeiin vikuttv ulkoinen kokonioentti on noll ΣM = 0. c) Pyöiiliikkeen peulin ukn pyöivään kppleeeen vikuttv kokonioentti ääää kppleen kulkiihtyvyyden Σ M = J α. A A 9. Kppleen on =, kg, ylintein =,7 kg j putoitk = 0,60. Kok keli on hyvin lkeoitu, ekninen enegi äilyy. Punnuken potentilienegi lu on yhtä uui kuin punnuken liike-enegin j ylintein pyöiienegioiden u lopu Ep,lku = Et,loppu + E,loppu. Vlitn potentilienegin nollto punnuken loppukokeuden tolle. Tällöin punnu on luki kokeudell h, joten gh = v + Jω. Sylintein hituoentti kelin uhteen on J =. Kok lnk on venyätön, lngn kukin pite liikkuu ll nopeudell kuin punnu. Siten ylintein kehäpiteen tnopeu lngn itoikohd on kuin punnuken nopeu. Kok kulnopeuden ω j kehäpiteen tnopeuden v välillä on yhtey ω = v, yhtey on voi yö punnuken eteneinopeuden j ylintein kulnopeuden välillä. Sijoittll v v gh = v + ( ) ω = enegiyhtälöön dn ( ) gh = + v. 4 Rtkitn nopeu j ijoitetn lukuvot v = 4gh + = 4, kg 9,8 0,60, kg +,7 kg =,3537,4. Vtu: Kppleen nopeu on,4. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino (9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää 9.3 Voi on F = 3 N, äteet = 3 c j = 7 c. (Huo. kijn. pinoke tehtävää on vhingo nnettu F ). Ion on on =, kg j pieneän = 0,80 kg, j kulkiihtyvyy on α = 35. ) Hituoentti on ylinteeiden hituoenttien u. J = J + J = + = 0,8 kg (0,3 ) +, kg (0,7 ) = 0,00676 kg + 0,0734 kg = 0,04 kg 0,04 kg. b) Kppleeeen vikuttvt voit F j F ekä tukivoi N j pino G. Pyöiiliikkeen peuyhtälö M = Jα. Olkoon oenttien poitiivinen uunt vtpäivään. Silloin F F = Jα F Jα + F =. Sijoitetn lukuvot 0,04 kg 35 + 3 N 0,3 F = =,55 N 3 N 0,7 Vtu: ) Hituoentti on 0,04 kg. b) Voi on 3 N. 9.4 ) Kok plloon vikuttv ulkoinen oentti on häviävän pieni, pyöiinopeu j kelin uunt pyyvät likiin oin pyöiiäään äilyilin peuteell. b) Kun vuhtipyöän kelin uunt vihdetn, täytyy vuuluken kääntyä, jott pyöiiäää äilyii. c) Rekkitngoll oikkuvn uheilijn hituoentti on uuepi kuin ykkyää kieppuvn uheilijn. Jott pyöiiäää äilyii, tulee kulnopeuden kv. Vtvti kulnopeu pienene, kun uheilij uoit itenä pennolle tulle. d) Tipuin uvn niot yteein (nuollkävelijä + uv) pinopite lkeutuu, jolloin nuollkävelijän on helpopi pyyä null. Riittävän tipuin j päätä pinvn uvn vull pinopite dn nuon lpuolelle. Pitkällä uvll on uui hituoentti, jolloin yteein pyöiinen ei uutu helpoti. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 3(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää e) Pyöiiäään äilyilin ukn. Jott yteein pyöiiäää pyyii n (= noll), tulee oien liikku vtkkiiin uuntiin. Kävelijä kllit (kääntää) uv oikelle eli n uuntn, johon hän lk ktu. Tään euuken kävelijän vtlo kääntyy vtkkieen uuntn pyöiilin äilyilin kuvll tvll. lk ktu heilutt uv ktuiuuntn, jolloin heilht ite vtkkieen uuntn 9.5 Hituoentin ääittäinen voidn peut ekä pyöiien peuyhtälön että eknien enegin äilyilkien oveltieen. Tp : Kiinnitetään pyöä kelitn telineeeen. Kieetään pyöän kehälle kevyttä lnk j iputetn iihen punnu. Annetn punnuken pudot levot lähtien tietty ik. Mittn pyöän kulkiihtyvyy α, jok on vkio, kok oentti on vkio. Mittn, kuink pitkän tkn punnu puto ovitu j t. Putov punnu on tieti kiihtyvää eteneiliikkeeä j pyöä tieti kiihtyvää pyöiiliikkeeä. Newtonin II liikelin j pyöiiliikkeen peulin ukn Σ F = Σ M = Jα. Punnukeen vikutt pinovoi G j lngn tukivoi T. Kok lnk on kevyt j venyätön, lnk vikutt polkupyöän kehään yhtä uuell voill T. Kuv eitettyjen poitiiviten uuntien ukn dn yhtälöt punnuken eteneinen: g T = pyöän pyöiinen: T = Jα. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 4(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää Kok punnuken kiihtyvyy on kuin pyöän ulkoeunn piteen tngenttikiihtyvyy t j toilt t = α, kulkiihtyvyyden j punnuken kiihtyvyyden välillä on yhtey α =. Siten T = J j pyöän hituoentti on Toilt punnuken liikeyhtälötä dn T = g = ( g ), T J =. joten hituoentti on T g ( ) g J = = = ( ). Kok punnu on tieti kiihtyvää liikkeeä, j t e etenee tkn Hituoentill dn iten lueke =. t = t, joten punnuken kiihtyvyy on gt J = ( ). Kun ittn ik t, tk, j äde, hituoentti dn lketuki. Tp : Pnnn pyöä vieiään kltev to lpäin. Mekninen enegi äilyy. Ep,lku = Et,loppu + E,loppu gh = v + Jω Vieiiehdon ukn pyöän eteneinopeuden v j kulnopeuden ω välillä on yhtey v = ω, joten v gh = v + J ( ). Rtkitn pyöän hituoentti v gh v = J ( ) gh v J =. v ( ) Kok pyöä on tieti kiihtyvää eteneiliikkeeä, en kekinopeu on Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 5(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää v+ v0 v vk = = = t, jot pyöän nopeudeki dn v =. t Pyöän pytyuon kulke tk dn yhtälötä h= inθ. Kun ittn h,,, t j, voidn hituoentti lke. 9.6 ) Pyöiiäää L = Jω äilyy. Tähteä voidn pitää hoogeenien pllon, jolloin en hituoentti on J 5 Kun tähti luhituu neutonitähdeki, tähden äde voi pienentyä lle tuhnneoki. Tällöin en hituoentti pienentyy iljoonoki. Pyöiiäään äilyietä eu, että pyöiinopeu voi kv jop yli iljoonketieki. b) Hyppääjän pyöiiäää on vkio. Hyppääjään ei kohditu ulkoiten voiien oentti. Jott hyppääjä pytyii kääntäään jlkojn, hänen on käännettävä ylävtlon vtkkieen uuntn. c) Kun luoti pyöii pituukelin ypäi, e äilyttää uuntn pein kuin luoti, jok ei pyöi. Luodill on kelin uuntinen pyöiiäää. Kok pyöiiäää äilyy, äilyy ekä en uunt että uuuu. Siki pyöivän luodin uunt pyyy pein n kuin pyöiättöän luodin uunt. =. 9.7 ) Kiekon hlkiij on d = 4,7 c, ton kltevuukul α = 3 j tk =,5. Mekninen enegi äilyy, kok ton j kiekon välinen kitk ei tee työtä. Ep,lku = Et,loppu + E,loppu gh = v + Jω Vieiiehdon ukn kiekon eteneinopeuden v j kulnopeuden ω välillä on yhtey v = ω. v gh = v + ( ) 3 gh= v + ( v ) = v 4 Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 6(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää 4 9,8,5 in 3 4gh v = = =,7688 3 3,8. b) Mekninen enegi äilyy, jo liukuvn kiekkoon ei kohditu kitk. E p,lku = E t,loppu gh = v v = gh = 9,8,5 in 3 Vtu: = 3,390 3,4. ) Kiekon nopeu on,8. b) Kiekon nopeu on 3,4. 9.8 ) Kppleiden t ovt = 0,0 kg j = 0,30 kg. Sylintein on = 0,0 kg j äde = 0,0. Sylinteiin vikutt en pino G, lnkojen voit F j F ekä tukivoi F A. Kppleeeen vikutt en pino G j lngn tukivoi F. Kppleeeen vikutt en pino G j lngn tukivoi F. Kuv on eitetty kppleiiin vikuttvt voit j vlittu poitiivinen uunt. Newtonin II lin j pyöiien peulin ukn dn yhtälöt kpple : G F = eli g F = kpple : F G = eli F g = Sylintei: F F = JAα ( F F ) = J α A ( F F) = α Kppleill on nuuuinen kiihtyvyy. Sylintein kehän piteellä on tkiihtyvyy, jok on en tngenttikiihtyvyy t. Toilt t = α j iten = α. Sijoitetn kulkiihtyvyyden lueke α = ylintein liikeyhtälöön Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 7(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää ( ) F F = F F =. Lketn yhteen yhtälöt g F = F g = F F =, dn g g = + +. Siten kiihtyvyy on = g + + 0,30 kg 0,0 kg 0,30 kg + 0,0 kg + 0,0 kg = 9,8 b) Kulkiihtyvyy on 3,94 α = t = = 0,0 = 39,4 c) Voit ovt 39. = 3,94 3,9. F = g = 0, 30 kg (9,8 3, 94 ) =,7658 N,8 N. F = g + = 0,0 kg (9,8 3, 94 ) + =,3734 N,4 N. Vtu: ) Kiihtyvyy on 3,9. b) Kulkiihtyvyy on 39. c) Voit ovt,8 N j,4 N. 9.9 Veiäpäin on = kg, puutukin hlkiij d = = 8 c, tukin j ken kokonihituoentti J = 0,08 kg, kitkoentti M =,4 N j putoitk h = 3,. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 8(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää Enegipeitteen ukn kitkoentin tekeä työ on yhtä uui kuin yteein eknien enegin uuto. Kitkoentin tekeä työ on negtiivinen, kok e pienentää yteein eknit enegi. M Δ ϕ =Δ E +Δ E k Δ ϕ = + ω M v J gh p h v Puutukin kietyä on Δ ϕ = j kulnopeu ω =. Sijoitetn kietyä j kulnopeu enegiyhtälöön h v ( ) = + M v J gh J + = v v gh M h v = h gh M J ( + ) = 3, 0,08 kg ( kg + ) (0,090 ) kg 9,8 3,,4 N 0,090 = 6,5040 6,5. Vtu: Äpäin nopeu on 6,5. 9.0 Kokeueo on h = 0,95. Kun oletetn vieiivtu j ilnvtu hyvin pieniki, voidn ovelt eknien enegin äilyilki. Siten pllon ekninen enegi lähtöhetkellä j lentoonlähtöhetkellä on. gh = v + Jω Pllon hituoentti on Pllo vieii, joten v Siten = ω. v gh = v + ( ) 5 7 gh = v 0 J 5 =. 0 Pllon nopeu itoihetkellä on v = gh. 7 Tktelln euvki lento il: Kun pllo lentää il, en pyöiiellä ei ole ekitytä enegitktelu. Kok ilnvtu on häviävän pieni, ekninen enegi äilyy. Siten pllon eteneien liike-enegi itoihetkellä on yhtä uui kuin en potentilienegi yliää kohd. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät

Phyic 9. pino 9(9) 9. Pyöiien peulki j pyöiiäää v = gh Lentokokeudeki dn v 0gh 5h h = = g 7 g = = 50,95 7 7 = 0,68. Vtu: Pllo nouee kokeudelle 0,68. Tekijät j WSOY Oppiteilit Oy, 007 Piioket: Pekk Könönen j tekijät