Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

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

VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

VUOROVAIKUTUS JA VOIMA

FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka

Massa ja paino. Jaana Ohtonen Språkskolan Kielikoulu. torsdag 9 januari 14

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

Kpl 2: Vuorovaikutus ja voima

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

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

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Fysiikka 1. Dynamiikka. Voima tunnus = Liike ja sen muutosten selittäminen Physics. [F] = 1N (newton)

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

NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI

HARJOITUS 4 1. (E 5.29):

Luvun 5 laskuesimerkit

Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi

2.2 Principia: Sir Isaac Newtonin 1. ja 2. laki

Luvun 5 laskuesimerkit

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

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

Fysiikan valintakoe , vastaukset tehtäviin 1-2

FYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen

SMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET

Gravitaatio ja heittoliike. Gravitaatiovoima Numeerisen ratkaisun perusteet Heittoliike

yyyyyyyyyyyyyyyyy Tehtävä 1. PAINOSI AVARUUDESSA Testaa, paljonko painat eri taivaankappaleilla! Kuu kg Maa kg Planeetta yyy yyyyyyy yyyyyy kg Tiesitk

RAK Statiikka 4 op

Tähtitieteessä SI-yksiköissä ilmaistut luvut ovat usein hyvin isoja ja epähavainnollisia. Esimerkiksi

Kertauskysymyksiä. KPL1 Suureita ja mittauksia. KPL2 Vuorovaikutus ja voima. Avain Fysiikka KPL 1-4

Voiman ja liikemäärän yhteys: Tämä pätee kun voima F on vakio hetken

Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä

Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima

on radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1).

Kitka ja Newtonin lakien sovellukset

Harjoitellaan voimakuvion piirtämistä

Havainnoi mielikuviasi ja selitä, Panosta ajatteluun, selvitä liikkeen salat!

RTEK-2000 Statiikan perusteet. 1. välikoe ke LUENTOSALEISSA K1705 klo 11:00-14:00 sekä S4 klo 11:15-14:15 S4 on sähkötalossa

MAA1 päässälaskut. Laske ilman laskinta tälle paperille. Kirjaa myös välivaihe(et).

STATIIKKA. TF00BN89 5op

Luku 7 Työ ja energia. Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

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

RAK Statiikka 4 op

Copyright 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley.

Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ

Monissa fysiikan probleemissa vaikuttavien voimien yksityiskohtia ei tunneta

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

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

Piirrä kirjaan vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. Kaikki kappaleet ovat paikallaan

5.4.3 I-testi, impulsiivinen voima

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

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Helsingin seitsemäsluokkalaisten matematiikkakilpailu Ratkaisuita

1. Tasainen liike. Kappale liikkuu vakionopeudella niin, että suunta ei muutu

Massakeskipiste Kosketusvoimat

Luento 7: Voima ja Liikemäärä. Superpositio Newtonin lait Tasapainotehtävät Kitkatehtävät Ympyräliike Liikemäärä

Lineaarialgebra MATH.1040 / voima

ELEC-A3110 Mekaniikka (5 op)

Muunnokset ja mittayksiköt

Luento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho

Fysiikan lisäkurssin tehtävät (kurssiin I liittyvät, syksy 2013, Kaukonen)

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

Työ 5: Putoamiskiihtyvyys

766323A-02 Mekaniikan kertausharjoitukset, kl 2012

Liikemäärä ja voima 1

Kerrataan harmoninen värähtelijä Noste, nesteen ja kaasun aiheuttamat voimat Noste ja harmoninen värähtelijä (laskaria varten)

Mekaniikkan jatkokurssi

Magneettikentät. Haarto & Karhunen.

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut


VOIMA, LIIKE JA TASAPAINO

6 TARKASTELU. 6.1 Vastaukset tutkimusongelmiin

Kinematiikka -1- K09A,B&C Harjoitustehtäviä Kevät 2010 PARTIKKELI. Suoraviivainen liike

Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit

MEKANIIKAN TEHTÄVIÄ. Nostotyön suuruus ei riipu a) nopeudesta, jolla kappale nostetaan b) nostokorkeudesta c) nostettavan kappaleen massasta

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

RTEK-2000 Statiikan perusteet 4 op

Suhteellisuusteorian perusteet 2017

Luvun 8 laskuesimerkit

Luento 5: Voima ja Liikemäärä

766323A Mekaniikka, osa 2, kl 2015 Harjoitus 4

Diplomi-insino o rien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2015 Insino o rivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Derivoimalla kerran saadaan nopeus ja toisen kerran saadaan kiihtyvyys Ña r

Sovelletun fysiikan pääsykoe

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

Benji-hypyn tutkiminen

Jakso 3: Dynamiikan perusteet Näiden tehtävien viimeinen palautus- tai näyttöpäivä on keskiviikko

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Fysiikan perusteet. SI-järjestelmä. Antti Haarto

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

v = 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

dl = F k dl. dw = F dl = F cos. Kun voima vaikuttaa kaarevalla polulla P 1 P 2, polku voidaan jakaa infinitesimaalisen pieniin siirtymiin dl

BIOMEKANIIKKAA VALMENNUKSEEN

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe , malliratkaisut ja arvostelu.

Transkriptio:

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 avulla pallo lentää. Kappaleen tasainen liike (nopeus ei muutu) vaatii vakiovoiman. Liikkeen nopeus on verrannollinen liikuttavaan voimaan. Jos kappale ei liiku, siihen ei vaikuta voimia.

Jos kappaleeseen vaikuttavien voimien summa on nolla, kappale pysyy paikallaan tai tasaisessa liikkeessä Jos kappale ei vuorovaikuta muiden kappaleiden kanssa, se jatkaa tasaista liikettään. Huom! Myös suunnan muutos on liikkeen muutosta (itse asiassa silloin kyseessä on kiihtyvä liike).

Kappaleeseen kohdistuva voima F aiheuttaa kappaleelle kiihtyvyyden a. Jos kappaleen massa on m, kiihtyvyyden ja voiman välille saadaan yhteys F=m a Massa on ominaisuus, joka vastustaa nopeuden muutosta Yksiköt: 1 kg m/s 2 = 1 N

Jos kappale 1 vaikuttaa kappaleeseen 2 voimalla F, kappale 2 vaikuttaa kappaleeseen 1 samansuuruisella mutta vastakkaissuuntaisella voimalla Kumpikin kappale saa Newtonin toisen lain mukaisen kiihtyvyyden

Jokainen kappale vetää toista kappaletta puoleensa voimalla, joka on suoraan Verrannollinen massojen tuloon ja kääntäen verrannollinen kappaleiden etäisyyden neliöön. G on gravitaatiovakio, m on kappaleen massa ja r on kappaleiden välinen etäisyys Tähän lakiin palataan tarkemmin vielä tähtitieteen osuudessa, kun tarkastelemme vuoroveden syntyä.

Kun maapallon massa ja säde tunnetaan, niiden avulla voidaan laskea m-massaiseen kappaleeseen kohdistuva voima eli paino [vrt. ensimmäisen luennon viimeinen dia] G=m g, missä m kappaleen massa ja g on maapallon aiheuttama putoamiskiihtyvyys 9,81 m/s 2, meidän käyttöömme tällä kurssilla riittää pyöristetty arvo eli g = n. 10 m/s 2. Edellä olevasta seuraa, että jos kappaleen massa on esim. 50 kg, niin siihen kohdistuva paino G saadaan: G = 50 kg 10 m/s 2 = 500 N Esimerkiksi Kuussa sen massasta aiheutuva putoamiskiihtyvyys on noin kuudesosa putoamiskiihtyvyydestä Maassa ja näin ollen kappaleen paino on myös kuussa vain kuudesosan massasta Maassa. Siis esim. 50 kg:n massa painaisi Kuussa vain 83,3 N

Minkä vuoksi autossa on käytettävä turvavyötä (esim. jos sattuisi törmäämään seinään)? Minkä vuoksi rekka-auton vetäminen tuntuu raskaammalta kuin henkilöauton vetäminen? Jos ihminen nojaa seinään, vaikuttaako seinä suuremmalla voimalla ihmiseen kuin ihminen seinään? Mitä tapahtuu ruuhkabussissa seisojille kun bussi lähtee liikkeelle, entä jarrutuksessa ja entä kaarteessa? Miksi? Pöydällä on raaka kananmuna ja kypsä kananmuna: kuinka niiden liikkeen perusteella Newton perustelisi kumpi on kumpi?

1. Henkilöauton ja kuorma-auton törmätessä a) kuorma-auto vaikuttaa suuremmalla voimalla henkilöautoon kuin henkilöauto kuorma-autoon b) henkilöauto vaikuttaa kuorma-autoon suuremmalla voimalla kuin kuorma-auto henkilöautoon c) autot vaikuttavat toisiinsa yhtä suurilla voimilla Vinkki: Pohdi Newtonin III lakia tässä yhteydessä. Vertaa tätä ennakkokäsitykseen: isommalla kaverilla on enemmän voimaa kuin pienemmällä Autojen törmäyksessä nähdään seuraukset, mutta niiden perusteella ei voi päätellä voimaa. Ilmiö aiheutuu massan hitaudesta, ei voimasta!

2. Parkkipaikalla seisovaan autoon a) ei vaikuta mitään voimia b) vaikuttaa vain painovoima c) vaikuttavien voimien summa on nolla Vinkki: Mitäs Newtonin 1. laki kertoikaan

3. Jos auton A tasaisena pysyvä nopeus on kaksi kertaa niin suuri kuin auton B (tasainen) nopeus, niin a) autoon A vaikuttaa suurempi kokonaisvoima b) kappaleisiin vaikuttaa yhtä suuri nollasta poikkeava kokonaisvoima c) kappaleisiin vaikuttavien voimien summa on nolla Vinkki: Sovella Newtonin 1. lakia.

4. Kun auto kulkee ympyrärataa, siihen vaikuttavan voiman suunta a) on sama kuin auton kulkusuunta b) suuntautuu ympyrän keskipisteeseen c) suuntautuu poispäin ympyrän keskeltä Vinkki: Mieti vastaavana tilanteena moukarin pyöritystä ja siinä moukariin kohdistuvaa voimaa. Mikä voima pitää moukarin pyöritysvaiheessa radallaan ja mihin suuntaan kohdistuu moukariin radallaan pitävä voima? Piirrä kuvio.