Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi

Samankaltaiset tiedostot
Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Luento 5: Käyräviivainen liike. Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike

Luento 3: Käyräviivainen liike

Luento 3: Käyräviivainen liike

Fysiikan valintakoe , vastaukset tehtäviin 1-2

Luento 5: Käyräviivainen liike

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

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

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Voiman momentti M. Liikemäärä, momentti, painopiste. Momentin määritelmä. Laajennettu tasapainon käsite. Osa 4

nopeammin. Havaitaan, että kussakin tapauksessa kuvaaja (t, ϕ)-koordinaatistossa on nouseva suora.

Luento 5: Käyräviivainen liike

PAINOPISTE JA MASSAKESKIPISTE

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

STATIIKKA. TF00BN89 5op

KERTAUSTEHTÄVIÄ KURSSIIN A-01 Mekaniikka, osa 1

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

Jakso 1: Pyörimisliikkeen kinematiikkaa, hitausmomentti

Liikkeet. Haarto & Karhunen.

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

3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta

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

Lineaarialgebra MATH.1040 / voima

Luento 7: Voima ja Liikemäärä

:37:37 1/50 luentokalvot_05_combined.pdf (#38)

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

Luento 6: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia

Luento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia

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

Luvun 10 laskuesimerkit

Derivoimalla kerran saadaan nopeus ja toisen kerran saadaan kiihtyvyys Ña r

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

HARMONISEN VÄRÄHTELIJÄN JAKSONAIKA JA HEILURIEN HEILAHDUSAJAT - johtaminen 1) VAIMENEMATON HARMONINEN VÄRÄHDYSLIIKE

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

5.9 Voiman momentti (moment of force, torque)

Fysiikan perusteet. Liikkeet. Antti Haarto

766323A Mekaniikka, osa 2, kl 2015 Harjoitus 4

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

Luento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Mallit 2 (alkuviikko) / Syksy 2016

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

Luento 5: Voima ja Liikemäärä

Liike pyörivällä maapallolla

Luento 13: Periodinen liike. Johdanto Harmoninen värähtely Esimerkkejä F t F r

FY9 Fysiikan kokonaiskuva

y=-3x+2 y=2x-3 y=3x+2 x = = 6

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

Vino heittoliike ja pyörimisliike (fysiikka 5, pyöriminen ja gravitaatio) Iina Pulkkinen Iida Keränen Anna Saarela

Luento 6: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia

Pyörimisliikkeen käsittely lukion oppikirjoissa

Juuri 7 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty c) sin 50 = sin ( ) = sin 130 = 0,77

KALTEVA TASO. 1. Työn tavoitteet. 2. Teoria

Mekaniikkan jatkokurssi

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

Kvanttifysiikan perusteet 2017

4. Käyrän lokaaleja ominaisuuksia

Gravitaatio ja heittoliike. Gravitaatiovoima Numeerisen ratkaisun perusteet Heittoliike

x (t) = 2t ja y (t) = 3t 2 x (t) + + y (t) Lasketaan pari käyrän arvoa ja hahmotellaan kuvaaja: A 2 A 1

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Laajuuden merkityksestä kiekonheiton loppukierrossa

Luento 7: Pyörimisliikkeen dynamiikkaa

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 4: Taso- ja avaruuskäyrät

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

Fysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto

Jakso 6: Värähdysliikkeet Tämän jakson tehtävät on näytettävä viimeistään torstaina

4 Kaksi- ja kolmiulotteinen liike

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

Luento 11: Periodinen liike

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

x + 1 πx + 2y = 6 2y = 6 x 1 2 πx y = x 1 4 πx Ikkunan pinta-ala on suorakulmion ja puoliympyrän pinta-alojen summa, eli

Luku 8. Mekaanisen energian säilyminen. Konservatiiviset ja eikonservatiiviset. Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia.

Voimat mekanismeissa. Kari Tammi, Tommi Lintilä (Janne Ojalan kalvoista)

Ei-inertiaaliset koordinaatistot

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

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

kertausta Esimerkki I

Liikemäärä ja voima 1

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

Tehtävänä on määrittää fysikaalisen heilurin hitausmomentti heilahdusajan avulla.

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

infoa Viikon aiheet Potenssisarja a n = c n (x x 0 ) n < 1

1.4 Suhteellinen liike

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

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

Miltä työn tekeminen tuntuu

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Luvun 5 laskuesimerkit

Mekaniikka 1 Lukion fysiikan kertausta

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

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 10: Moninkertaisten integraalien sovelluksia

FYSIIKAN LABORATORIOTYÖT 2 MAGNEETTIKENTTÄTYÖ

5 Kentät ja energia (fields and energy)

Transkriptio:

Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi

Vaakasuora heittoliike Heittoliikettä voidaan tarkastella erikseen vaaka- ja pystysuunnassa v=(v x,v y ) Jos ilmanvastausta ei oteta huomioon (yleensä ei), vaakasuunnalle oletetaan tasainen liike: v 0x =v x. Kappaleen paikka ajan funktiona on sillon x(t)=v 0x t Pystysuunta: tasaisesti kiihtyvä liike v 0y =0 m/s, jolloin v y (t)=a y t=-gt (kun pos. y-suunta on ylöspäin)

Vino heittoliike Vaakasuunnassa tasaista liikettä (ilmanvastus pieni), pystysuunnassa tasaisesti kiihtyvää liikettä v x = v 0x = v 0 cos 0 v 2 = v x 2 + v y 2 v y = v 0y -gt = v 0 sin 0 - gt Sinit ja kosinit nähdään kuvasta trigonometrialla - ne eivät ole mikään hokkuspokkustemppu! Pituus ja korkeus saadaan perinteisesti: (nousuaika t n ) 2 h=v 0y t n -½gt n ja x=v 0 cos 0 2t n lentoaika on kaksinkertainen nousuaikaan verrattuna

Vino heittoliike

Nousuaika Nousuaika saadaan siitä hetkestä, jolloin nopeuden y- komponentti on nolla: v y = 0 = v 0y -gt = v 0 sin 0 - gt -> Ratkaiset vain t:n Lentoaika saadaan y-koordinaatin avulla y=v 0y t - ½gt 2 => ½gt 2 -v 0y t+y=0 (2. asteen yhtälö t:n suhteen)

Ympyräliike Ympyräliikkeen on oltava kiihtyvää, sillä kappaleen kulkusuunta vaihtuu joka hetkellä Tangenttikiihtyvyys muuttaa ratanopeutta Normaalikiihtyvyys on kohti ympyräradan keskipistettä a n =v 2 /r ja se kuvaa nopeuden suunnan muutosnopeutta. F=ma n

Muuttuvassa ympyräliikkeessä ratanopeus muuttuu Kokonaiskiihtyvyyden suuruus on a 2 2 = a n + a 2 t : kokonaiskiihtyvyys on tangenttikiihtyvyyden ja normaalikiihtyvyyden vektorisumma Kokonaisvoima aiheuttaa muuttuvan ympyräliikkeen Heilurin liike!

Gravitaatiovuorovaikutus vaikuttaa kaikkien kappaleiden välillä Kappaleen 1 gravitaatiokentäksi kutsutaan lausekkeen sitä osaa, josta kappaleen 2 massa on jätetty pois Gravitaatiokentän voimakkuus siis on kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön ja suoraan verrannollinen kappaleen massaan. G on gravitaatiovakio (kirja käyttää ) Planeettojen liikkeen kuvaamiseen hyödynnetään gravitaatiovoimaa ja ympyräliikettä

Momentti kuvaa vääntövaikutusta Momentti M A = Fr, missä F on vääntävän voiman suuruus ja r voiman varsi (kohtisuora etäisyys akselista) Tasapaino etenemisessä: vaikuttavien voimien summa on nolla ( F=0) (voimaehto) Tasapaino pyörimisessä: vaikuttavien momenttien summa on nolla ( M A =0) (momenttiehto) Täytyy päteä myös F:n komponenteittain: F x =0 ja F y =0 eli jos kappale on paikallaan, siihen vaikuttavien kokonaisvoimien summa on 0!

Painopiste ja vivut Painopiste on kappaleen painon ajateltu vaikutuspiste Tasapainot: stabiili ja labiili, eli toisin sanoen vakaa ja horjuva. Jos tasapaino ei muutu siirrettäessä, puhutaan indifferentistä eli epämääräisestä tasapainosta. Vivut ja vipujen tasapainoehto: F s a s =F k b k missä a s on syöttövoiman F s varsi ja b k kuormavoiman F k varsi.

Kulmanopeus ja kulmakiihtyvyys Kiertokulma = vastaavan kaaren ja ympyrän säteen r suhde, eli =s/r Kiertymä on kiertokulman muutos Keskikulmanopeus = / t Keskikulmakiihtyvyys = / t Rata- ja kulmanopeuden välinen yhteys v=r normaalikiihtyvyys a n = v 2 /r = r 2 Pyörimisnopeus n=n/ t, eli kierrosten lukumäärä jaettuna käytetyllä ajalla. Kulmanopeus =2 n.

Tasainen ja tasaisesti kiihtyvä pyörimisliike Tasaisessa pyörimisliikkessä kulmanopeus on vakio ja siten kiertokulma = 0 + t Tasaisesti kiihtyvässä pyörimisliikkeessä kulmanopeus on = 0 + t ja kiertokulma = 0 + 0 t + ½ t 2

Hitausmomentti Hitausmomentti J kuvaa kappaleen hitautta pyörimisliikkeessä (vrt. massa ja etenemisliike!) Hitausmomentti tietyn akselin suhteen on sama kuin laskettujen osien hitausmomenttien summa Pyörimisen peruslaki M A =J A (akseli A), kokonaismomentti on yhtä kuin hitausmomentti kertaa kulmakiihtyvyys (vrt. F=ma!) Pyörimismäärä L=J, missä J on hitausmomentti ja kulmanopeus Pyörimismäärän säilymislaki: J alku alku =J loppu loppu

Pyöriminen ja vieriminen Pyörimis- eli rotaatioenergia E r =½J 2 Vierimisehdot: v p =r (painopisteen etenemisnopeus) a p =r (painopisteen kiihtyvyys) Kokonaisenergia säilyy - muista potentiaalienergia, translaatioenergia ja rotaatioenergia Työperiaate W = Fs = Fr = M