RATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö



Samankaltaiset tiedostot
RATKAISUT: 8. Momentti ja tasapaino

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

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

RATKAISUT: 7. Gravitaatiovoima ja heittoliike

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

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

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

RATKAISUT: Kertaustehtävät

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

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

RATKAISUT: 5. Liikemäärä ja impulssi

4.3 Liikemäärän säilyminen

Metallikuulan vieriminen kaltevalla tasolla

LUKION FYSIIKKAKILPAILU avoimen sarjan vast AVOIN SARJA

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2

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

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

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , ratkaisut PERUSSARJA

RATKAISUT: 9. Pyörimisen peruslaki ja pyörimismäärä

RATKAISUT: 13. Harmoninen värähtely

Kertaustehtäviä. Luku 1. Physica 3 Opettajan OPAS

PD-säädin PID PID-säädin

7. Pyörivät sähkökoneet

RATKAISUT: 4. Mekaaninen energia

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2002

5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =

Luentomoniste: Mekaniikka Pasi Repo & Pekka Varis (päivitetty )

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2010

rad s rad s km s km s

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

RATKAISUT: 6. Pyörimisliike ja ympyräliike

1 Magneetin ympärillä on magneettikenttä Perustehtävät

= 2 1,2 m/s 55 m 11 m/s. 18 m 72 m v v0

Viikkotehtävät IV, ratkaisut

Fy07 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1 / 5

7.lk matematiikka. Geometria 1. Janne Koponen versio 2.0

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

X 2 = k 21X 1 + U 2 s + k 02 + k 12. (s + k 02 + k 12 )U 1 + k 12 U 2. s 2 + (k 01 + k 21 + k 02 + k 12 ) s + k

F Y S I I K K A KERTAUSTEHTÄVIÄ 1-20

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

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

Äänen nopeus pitkässä tangossa

SYNKRONIKONEET RELUKTANS- SIKONEET RM RM RM + >>L q. L d >>L q. Harjalliset -pyörivä PMSM upotetu magneetit

KUINKA PALJON VAROISTA OSAKKEISIIN? Mika Vaihekoski, professori. Lappeenrannan teknillinen yliopisto

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

gallup gallup potentiaali ja voima potentiaali ja voima potentiaali ja voima potentiaali ja voima

S Piirianalyysi 2 Tentti

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI

a) Oletetaan, että happi on ideaalikaasu. Säiliön seinämiin osuvien hiukkasten lukumäärä saadaan molekyylivuon lausekkeesta = kaava (1p) dta n =

Viivakuormituksen potentiaalienergia saadaan summaamalla viivan pituuden yli

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2011

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Harjoituksen 1 ratkaisuehdotukset

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

Kuva 22: Fraktaalinen kukkakaali. pituus on siis 4 AB. On selvää, että käyrän pituus kasvaa n:n kasvaessa,

Physica 7 Opettajan OPAS 1(29)

Rak Rakenteiden mekaniikka C, RM C (4 ov) Tentti

POSITIIVISEN LINSSIN POLTTOVÄLI

Luvun 5 laskuesimerkit

Physica 5 Opettajan OPAS (1/24)

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

S Piirianalyysi 2 2. välikoe

TEHTÄVIEN RATKAISUT. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 712 p m 105 kg

Luvun 5 laskuesimerkit

Luvun 10 laskuesimerkit

METSÄNTUTKIMUSLAITOS. tutkimusosasto. Metsäteknologian WÄRTSILA. Kenttäkoe. Tutkimusselostus

Valuma-aluetason kuormituksen hallintataulukon vaatimusmäärittely

Pinta-alan variaatio. Rakenteiden Mekaniikka Vol. 44, Nro 1, 2011, s Eero-Matti Salonen ja Mika Reivinen

S Piirianalyysi 2 Tentti

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 21: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Lagrangen

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Kitka ja Newtonin lakien sovellukset

OPINTOJAKSO FYSIIKKA 1 OV OPINTOKOKONAISUUTEEN FYSIIKKA JA KEMIA 2 OV. Isto Jokinen Mekaniikka 2

S Fysiikka III (Est) Tentti

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku. Tilastolliset testit. Avainsanat:

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen

Telecommunication engineering I A Exercise 3

MAY1 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Julkaiseminen sallittu vain koulun suljetussa verkossa.

Pythagoraan polku

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

S /142 Piirianalyysi 2 1. Välikoe

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , perussarja PERUSSARJA

( ) ( ) 14 HARJOITUSTEHTÄVIÄ SÄHKÖISET PERUSSUUREET SÄHKÖVERKON PIIRIKOMPONENTIT

Fysiikkakilpailu , avoimen sarjan vastaukset AVOIN SARJA

6.1 LTY Juha Pyrhönen

Matriisit ja vektorit Matriisin käsite Matriisialgebra. Olkoon A = , B = Laske A + B, , 1 3 3

HARJOITUS 4 1. (E 5.29):

ellipsirata II LAKI eli PINTA-ALALAKI: Planeetan liikkuessa sitä Aurinkoon yhdistävä jana pyyhkii yhtä pitkissä ajoissa yhtä suuret pinta-alat.

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

1 LAMMIMUURIN RAKENNE JA OMINAISUUDET 2 2 KÄYTTÖKOHTEET 2 3 MUURITYYPIT 2 4 LASKENTAOTAKSUMAT Materiaalien ominaisuudet Maanpaine 3 4.

Matematiikan tukikurssi

Kertaustehtävien ratkaisut

RATKAISUT: 21. Induktio

Matematiikan tukikurssi

Suhteellinen nopeus. Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 5: Taylor-polynomi ja sarja

RATKAISUT: 10. Lämpötila ja paine

7. PYÖRIVÄN SÄHKÖKONEEN SUUNNITTELUN ETENEMINEN JA KONEEN OMI- NAISUUDET

Transkriptio:

Phyica 9. paino (8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö : 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3. a) Newtonin I laki on nieltään jatkavuuden laki. Kappale jatkaa liikettään uoraviivaieti uuttuattoalla nopeudella tai pyyy levoa, jo e ei ole vuorovaikutukea uiden kappaleiden kana. b) Newtonin II lakia kututaan dynaiikan perulaiki. Kappaleeeen vaikuttava Σ kokonaivoia Σ antaa kappaleelle kiihtyvyyden a iten, että a, joa on kappaleen aa. c) Newtonin III laki on nieltään voian ja vatavoian laki. Kahden kappaleen välinen vuorovaikutu aiheuttaa yhtä uuret utta vatakkaiuuntaiet kappaleiiin kohdituvat voiat, joita kututaan toitena vatavoiiki. d) Kun dynaiikan perulakia (Newtonin II laki) ovelletaan tiettyyn tilanteeeen, aadaan tarkateltavan kappaleen liikeyhtälö. e) Voiavektori voidaan jakaa tiettyjen uuntien uuntaiiin koponentteihin. Yleenä koponentit ovat toiiaan vataan kohtiuoraa. Koponenttivektoreiden ua on alkuperäinen vektori. 3. a) Leikkiauton aa on 0,5 kg, ja iihen kohdituu,7 N:n uuruinen vaakauora voia ja,5 N:n kitkavoia. Leikkiautoon vaikuttavat paino G, tukivoina N, vetävävoia ja kitkavoia μ. b) Dynaiikanperulain Σ a ukaan μ G N a. Koka tukivoia ja paino ovat yhtä uuria utta vatakkaiuuntaiia, aadaan kalaariuodoa μ a, jota ratkaitaa kiihtyvyy μ a. Sijoitetaan tunnetut arvot,7 N,5 N a,3333,3. 0,5 kg Vatau: b) Leikkiauton kiihtyvyy on,3. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino (8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3.3 a) G on paino N on tukivoia b) i on ilanvatu G on paino c) μ on kitkavoia G on paino N ja N ovat tukivoiia d) T on langan tukivoia G on paino i on ilanvatu e) G on paino G on painon vatavoia N on tukivoia N on tukivoian vatavoia Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 3(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3.4 Laatikon aa on 55 kg ja lavan kaltevuukula 5. Laatikkoon vaikuttavat voiat ovat paino G, pinnan tukivoia N ja vetävä voia. Koka tao on liuka on μ 0 N. Koka laatikon on oltava levoa, dynaiikan perulain ukaan on G N 0. Piirretään voiakolio. Voiakoliota voidaan lakea trigonoetrian avulla kyytty voia inα G Ginα ginα 55 kg 9,8 in5 39, 646 N 40 N. Vatau: Laatikkoa on vedettävä 40 N:n voialla. 3.5 a) Kuvaa on eitetty kappaleiiin vaikuttavat voiat, painot G B, G C, narujen jännityvoiat T B ja TC, ekä tukivoia A. Liäki on valittu poitiivinen uunta. Newtonin II liikelain ja pyöriien perulain ukaan aadaan yhtälöt kappale C: GC TC Ca kappale B: TB GB Ba Kappaleilla on aan uuruinen kiihtyvyy a, illä lanka on venyätön. Myö jännityvoiat ovat yhtä uuret T B T C T, illä lanka on kevyt. Näin aadaan g T a C C T g a. B B Ratkaitaan yllä olevita yhtälöitä kiihtyvyy a. Laketaan yhtälöt puolittain yhteen, jolloin aadaan Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 4(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö g g a a a C B C B ( C B) ( ) C B g. Sijoitetaan tunnetut arvot yhtälöön. ( 0,30 kg 0,0 kg) 9,8 4, 905 ( 0,30 kg 0,0 kg) a a 4,9. b) Voiat ovat TC Cg Ca 0,30 kg (9,8 4,905 ),475 N,5 N. TB Bg Ba 0,0 kg (9,8 4, 905 ),475 N,5 N. Vatau: a) Kiihtyvyy on 4,9. b) Voiat ovat,5 N ja,5 N. 3.6 Lapun aa on 3,7 kg. Kuviota aadaan kulien uuruudeki β 90 63 7 γ 90 5 65. Lappuun vaikuttavat voiat ovat paino G, ketjujen tukivoiat T ja T. Koka lappu on levoa, dynaiikan perulain ukaan on G T T 0. Piirretään voiakolio α 80 65 7 88. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 5(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö Sinilaueella aadaan G T inα in β G in β T inα 3,7 kg 9,8 in 7 in88 6,4885 N 6 N. Vataavati aadaan G T inα in γ G inγ T inα 3,7 kg 9,8 in 65 in88 3,963 N 33 N. Vatau: Voiien uuruudet ovat 6 N ja 33 N. 3.7 Auton aa on 030 kg, vaunun aa 550 kg ja yhditelän kiihtyvyy a 0,98. Kiihdyttävän kitkavoian uuruu on 3, 6 kn ja liikevatuvoian uuruu on k v 0, 5 kn. Tarkatellaan ekä autoon että vaunuun kohdituvia voiia. Dynaiikan perulain ukaan Auto k v N G T a Vaunu v T G N a Koka tie on vaakauora, N G 0 ja N G 0 Newtonin III euraa T T ja T T T. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 6(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö Poitiivinen uunta liikkeen uuntaan huoioiden k v T a T v a v T a ( ) a v k v 3 3 3,6 0 N 0, 5 0 N (030 550)kg 0,98 80, 6 N,8 kn. Vetokoukkuun kohdituva voia T a v 550 kg 0,98 80,6 N 340,6 N,3 kn. Vatau: Voiien uuruudet ovat 8 kn ja,3 kn. 3.8 Voiien ja uuruu on aa. Piirretään vektorikolio köyteen vaikuttavita voiita. Kuviota aadaan inα in α, iä on köyden jännityvoian vatavoia. Dynaiikan perulain ukaan Σ a. G 0 x μ G. x μ Sijoitetaan, jolloin aadaan ( gin α μ )in α. 430kg 9,8 in0 30 N in0 36,0565 N 360 N. Vatau: Voian on oltava uurepi kuin 360 N. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 7(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3.9 a) Sohvaan vaikuttaa kitkavoia μ, paino G, tukivoia N ja vetävä voia. b) Dynaiikan perulain ukaan Σ a. Koka tukivoia N ja paino G ovat yhtä uuria utta vatakkaiuuntaiia, aadaan kalaariuodoa μ a μ a. Vetävän voian uuruu on 50 N. Kuviota aadaan välillä 0 4 μ 50 N 75 N 75 N, joten 75 N a 0,50. 50 kg välillä 4 6 Vetävä voia pienenee nollaan, joten uavoia uuttuu arvota 50 N arvoon 75 N. Kiihtyvyy pienenee ii aalla arvota 0,50 arvoon 0,50. Kiihtyvyydelle aadaan euraava kuvaaja. c) Nopeu aadaan ta-kuviota pinta-alan avulla. Koka alkunopeu oli v 0 0 /, pintaalan avulla aadaan uoraan loppunopeu v. v 4 0,5 0,5,5. Vatau: c) Sohvan nopeu on,5. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 8(8) 3. Voiakuvio ja liikeyhtälö 3.0 Kappaleen aa on,4 kg ja laatikon ja pinnan välinen lepokitkakerroin on 0,39. Taon kaltevuukula on 33. Kappale ei aa lähteä liikkuaan alapäin eikä ylöpäin, joten tilanteet on tutkittava erikeen. Kappale pyrkii liikkuaan ala (kuva ): Kappale pyrkii liikkuaan ylö (kuva ): Kuva Kuva ALAS: Koka kappale on paikallaan, on dynaiikan perulain ukaan x: j μ Gx 0 ja y: N Gy 0 Jälkiäietä aadaan kalaariyhtälö N gco α, joten kitkavoia on μ μ N μgcoα 0,39,4 kg 9,8 co33 4,49 N 4,5 N. x-uuntaieta yhtälötä aadaan kalaariyhtälö j μ ginα 0 j ginα μ, 4 kg 9,8 in 33 4, 49 N,9880 N 3,0 N. YLÖS: j μ ginα 0 j ginα μ, 4 kg 9,8 in 33 4, 49 N,97 N N. Vatau: Jouivaa an lukea vaihtelee välillä 3,0 N N. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät