RATKAISUT: 8. Momentti ja tasapaino



Samankaltaiset tiedostot
RATKAISUT: 3. Voimakuvio ja liikeyhtälö

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

RATKAISUT: 7. Gravitaatiovoima ja heittoliike

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

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

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2004

LUKION FYSIIKKAKILPAILU avoimen sarjan vast AVOIN SARJA

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

Kertaustehtäviä. Luku 1. Physica 3 Opettajan OPAS

RATKAISUT: Kertaustehtävät

rad s rad s km s km s

RATKAISUT: 13. Harmoninen värähtely

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , ratkaisut PERUSSARJA

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

4.3 Liikemäärän säilyminen

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2002

10 Suoran vektorimuotoinen yhtälö

PD-säädin PID PID-säädin

RATKAISUT: 9. Pyörimisen peruslaki ja pyörimismäärä

Äänen nopeus pitkässä tangossa

2.5 Liikeyhtälö F 3 F 1 F 2

POSITIIVISEN LINSSIN POLTTOVÄLI

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

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotuksia. Tehtäväsarja I

S Piirianalyysi 2 Tentti

Fy07 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1 / 5

Viikkotehtävät IV, ratkaisut

RATKAISUT: 5. Liikemäärä ja impulssi

MAOL-Pisteitysohjeet Fysiikka kevät 2010

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

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

12. laskuharjoituskierros, vko 16, ratkaisut

1 Magneetin ympärillä on magneettikenttä Perustehtävät

S Piirianalyysi 2 2. välikoe

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

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

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

7. Pyörivät sähkökoneet

Fysiikkakilpailu , avoimen sarjan vastaukset AVOIN SARJA

Intensiteettitaso ja Doplerin ilmiö

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Physica 5 Opettajan OPAS (1/24)

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

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

( ) ( ) 14 HARJOITUSTEHTÄVIÄ SÄHKÖISET PERUSSUUREET SÄHKÖVERKON PIIRIKOMPONENTIT

S Piirianalyysi 2 Tentti

Metallikuulan vieriminen kaltevalla tasolla

4.1 Kaksi pistettä määrää suoran

PAKONOPEUDET eli KOSMISET NOPEUDET

Viivakuormituksen potentiaalienergia saadaan summaamalla viivan pituuden yli

Luku 16 Markkinatasapaino

1 Määrittele lyhyesti seuraavat käsitteet. a) Kvantisointivirhe. b) Näytetaajuuden interpolointi. c) Adaptiivinen suodatus.

S /142 Piirianalyysi 2 1. Välikoe

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

N p Katseluavaruudessa tehtävät operaatiot. Karsinta eli takasivueliminointi. Katselutilavuus

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Suoran yhtälöt. Suoran ratkaistu ja yleinen muoto: Suoran yhtälö ratkaistussa, eli eksplisiittisessä muodossa, on

521384A RADIOTEKNIIKAN PERUSTEET Harjoitus 5

LUKION FYSIIKKAKILPAILU perussarjan vastaukset PERUSSARJA

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

Vallox TEKNINENOHJE. Vallox SILENT. Tyyppi 3510 Mallit: VALLOX 75 VALLOX 75 VKL VALLOX 95 VALLOX 95 VKL VALLOX 95 SILENT VALLOX 95 SILENT VKL

Luentomoniste: Mekaniikka Pasi Repo & Pekka Varis (päivitetty )

origo III neljännes D

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

Luvun 5 laskuesimerkit

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 21: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Lagrangen

Caring kuormanvarmistuslaskurissa käytetyt yhtälöt

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

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

Physica 7 Opettajan OPAS 1(29)

F Y S I I K K A KERTAUSTEHTÄVIÄ 1-20

S Piirianalyysi 2 Tentti

Tilastotieteen jatkokurssi 8. laskuharjoitusten ratkaisuehdotukset (viikot 13 ja 14)

7. PYÖRIVÄN SÄHKÖKONEEN SUUNNITTELUN ETENEMINEN JA KONEEN OMI- NAISUUDET

PAINOPISTE JA MASSAKESKIPISTE

Telecommunication engineering I A Exercise 3

1 x 2 1 x 2 C 1 D. 1 x 2 C 1. x 2 C 1 C x2 D x 2 C 1; x 0: x 2 C 1 C 1. x 2 x 4 C 1 ja. x 4 C 1 D.x4 1/.x 4 C 1/

LUKION FYSIIKKAKILPAILU , perussarja PERUSSARJA

Kahdeksansolmuinen levyelementti

Luvun 5 laskuesimerkit

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

BLY. Paalulaattojen suunnittelu kuitubetonista. Petri Manninen

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

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

2 Pistejoukko koordinaatistossa

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

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

DIGITAALISET PULSSIMODULAATIOT M JA PCM A Tietoliikennetekniikka I Osa 21 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Harjoituksen 1 ratkaisuehdotukset

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

s = 11 7 t = = 2 7 Sijoittamalla keskimmäiseen yhtälöön saadaan: k ( 2) = 0 2k = 8 k = 4

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Kahdeksansolmuinen levyelementti

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

LHSf5-1* Osoita, että van der Waalsin kaasun tilavuuden lämpötilakerroin on 2 γ = ( ) RV V b T 2 RTV 2 a V b. m m ( ) m m. = 1.

Transkriptio:

Phyica 9. paino (7) : 8. Voian vari r on voian vaikutuuoran etäiyy pyöriiakelita. Pyöriiakeli on todellinen tai kuviteltu akeli, jonka ypäri kappale pyörii. Voian oentti M kuvaa voian vääntövaikututa tietyn akelin uhteen. M A Fr, joa F on vääntävän voian uuruu ja r voian vari eli vaikutuuoran etäiyy akelita A. Kappale on taapainoa eteneien uhteen, kun kappaleeeen vaikuttavien voiien ua on nolla Σ F. Kappale on taapainoa pyöriien uhteen, kun kappaleeeen vaikuttavien oenttien ua on nolla, ΣM. Kappaleen painopite on painon ajateltu vaikutupite. Ykinkertainen kone on laite, jolla kappaleeeen vaikuttavan voian uuruutta ja uuntaa voidaan uuttaa. 8. a) Kiekkoon vaikuttaa voiien F ja F liäki paino G ja akelin tukivoia. Taapainoehto eteneien uhteen on dynaiikan perulain Σ F a ukaan Σ F F+ F + + G. ) Kiekkoon vaikuttavien voiien uuruudet ovat F 4, ja F 5,7. Voian F voianvari on r c. Valitaan poitiivieki pyöriiuunnaki uunta vatapäivään. Tukivoia ja paino G eivät väännä, illä ne vaikuttavat pyöriiakeliin. Moenttiehdoki aadaan Σ M Fr Fr 0, jota ratkaitaan Fr r. F Sijoitetaan tunnetut arvot. 4, c r 6,5965 c 7 c. 5, 7 Vatau: ) Vaikutuuoran etäiyy akelita on 7 c. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino (7) 8. Keinulaudan pituu on L,9 ja lapien aat 8 kg ja 5 kg. Piirretään tilannetta kuvaava voiakuvio. Lautaan vaikuttavat paino G, tukivoia ja laten painot G ja G. Koka keinulauta on taapainoa ilan itujia, laudan painon G vaikutuuora kulkee tukipiteen (pyöriiakelin) kautta, eikä aiheuta oenttia. Saoin on laita tukivoian kana. Valitaan poitiivinen pyöriiuunta vatapäivään akelin ypäri. Voian G oentti on iten poitiivinen ja voian G oentti negatiivinen. Kun lauta on taapainoa, oenttien ua on nolla. Σ M Ga G ga g. Ratkaitaan vari a 8 kg,95 5 kg,56,6. Vatau: Toinen lapi ituu,6 etrin etäiyydellä tukipiteetä. 8.4 Tuetaan tankoa jouivaa alla eri piteitä (,,, 4, 5). Mitataan piteiden etäiyy akelita ja tätä etäiyyttä vataava jouivaa an lukea. Kun tanko on taapainoa, pätee oenttiehto piteen A uhteen Σ M A 0 Fr G. Tukivoia ei väännä, illä en vaikutupite on akelilla. Eitetään taapainottava voia F graafieti voian varren käänteiarvon funktiona. Kuvaaja on origon kautta kulkeva uora ( F G ). Suoran kulakerroin on r painon oentti M G. Ueaan ittauken avulla aadaan pienennettyä ittauvirhettä. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino (7) 8.5 a) Eteenpäin kuartuneen ihien painopite iirtyy tuolin tukipinnan ulkopuolelle ja ihinen voi käyttää painon oenttia apuna noueiea. ) Voian oentti riippuu paiti voian uuruudeta yö voian varreta. Voia on iten pyrittävä pitäään kohtiuoraa akeliin nähden. Tällöin oentti on uurin ahdollinen. c) Kun tuki aetetaan ala, aadaan vääntävälle voialle pidepi vari ja voian oentti uureki. 8.6 a) Lankun aa on 5 kg ja pituu L 4,8. Henkilön aa on 45 kg. Tukien etäiyydet lankun päitä ovat a,95 ja,55. Dynaiikan perulain ukaan taapainotilanteea F + G G + G + G 60 + 45 kg 9,8 + 5 kg 9,8 64,8 60. ) Kun lankku on keikahtaaiillaan tukivoia. Kirjoitetaan oenttiehto piteen B uhteen M, joten L ( ag ) G L L ( ag ) ( ag ) G g 4,8 ( 0,95 ) 5 kg,78,. 45 kg Vatau tarkoittaa itä, että henkilö voi kävellä lankun päähän ilan, että lankku keikahtaa. Vatau: a) Tukivoia on 40. ) Henkilö voi eitä lankun päää. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 4(7) 8.7 a) Piirretään trukin voiakuvio. Trukkiin vaikuttavat paino G, taakan paino G ekä pinnan tukivoiat renkaiiin ja. a) Kun trukki kannattelee rakainta ahdollita taakkaa, on takapyöriin vaikuttava tukivoia. Takapyörät eivät paina tällöin tukipintaa. Valitaan oenttiakeliki etupyörien ja lattian koketukohtien kautta kulkeva akeli. Tällöin etupyöriin kohdituvalla tukivoialla ei ole vääntövaikututa. Valitaan poitiivinen kiertouunta ja kirjoitetaan oenttiyhtälö. Koka trukki on taapainoa, ΣM. Ga G Ga G. ga g a. Sijoitetaan tunnetut arvot 500 kg,8 50 kg., ) Kun trukki notaa kuoraa niin, että kuora on kiihtyvää liikkeeä ylöpäin, kuoran liikeyhtälö dynaiikan perulain ukaan on G + a G a. + Trukin kuoraan kohditaa tukivoia on uurepi kuin paino, ja ewtonin III lain ukaan yö taakka kohditaa trukkiin aanuuruien utta vatakkaiuuntaien voian. äin ollen trukki kaatuu eteenpäin. Vatau: Suurin kuora on 50 kg. 8.8 Lankun aa on 5 kg. Lankkuun vaikuttavat paino G ja köyien jännityvoiat T ja T. Valitaan poitiiviet uunnat. Dynaiikan perulain ukaan taapainotilanteea aadaan : T T y: T G. y Ratkaitaan näitä T T, ja T G. y Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 5(7) Valitaan poitiivinen kiertouunta ja kirjoitetaan oenttiyhtälö akelin A uhteen ag aty + T, joa L a co α ja Lin α. L G coα LT y coα + LT inα. Supitetaan L ja ijoitetaan T y G, jolloin G coα Gcoα + T inα Gcoα G T. inα tanα Tätä aadaan köyden jännityvoialle G g T T tanα tanα Sijoitetaan tunnetut arvot. 5 kg 9,8 6,970 60. T tan5 Toien jännityvoian uuruu T T + T y G + G tanα ( 6,970 ) + 5 kg 9,8 59,584 60. Voian uunta aadaan T 5 kg 9,8 y tan β T 6,970 β 4,00 4. Vatau: Voiien uuruudet ovat 60 ja 60. Toien uunta on vaakataoa ja toien 4 vaakataota ylöpäin. 8.9 Tehtävän alkuarvot näkyvät kuvata. T 48 k; L 7,5 ; a, ;, ; 750 kg α 40 ; β 70 ; G? a) Puoiin vaikuttavat taapainotilanteea kuvion ukaiet voiat: puoin paino G, taakan paino G ; vaijerin jännityvoia ja niveleen vaikuttavat tukivoiat ja y. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 6(7) Valitaan oenttiakeliki nivel A. Moenttiehdon Σ M ukaan Tr Gr Gr, joa r acoα r Lcoα r ( L )inβ T( L )inβ Ga coα GLcoα T( L )inβ gacoα G L coα 7,5 co40 46,06 0 46 k. 48 0 6, in70 750 kg 9,8, co40 ) Taapainotilanteea dynaiikan perulain ukaan F T F y + y T y G G 0 F Tco( β α) F y + y Tin( β α) G G 0 Tco( β α) 48 0 co0 4, 569 k 4 k y G + G Tin( β α) 46,06 0 + 750 kg 9,8 48 0 in0 9,678 k 0 k. ivelen tukivoian uuruu on + y ( 4,569 0 ) ( 9,679 0 ) + 5,076 k 5 k. Suunta vaakataota ylö y 9,678 0 tanδ 4,569 0 δ 5,547 6. Huo. Tukivoian uunta ei ole aa kuin puoin uunta. Vatau: a) Suurin kuora 46 k. ) Tukivoian uuruu 5 k ja uunta 6 vaakauorata ylöpäin. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät

Phyica 9. paino 7(7) 8.0 Puntarin kg:n lukeaerkin etäiyy kalan riputukohdata on a,0 c ja kg:n erkin etäiyy kalan riputukohdata on c 9,0 c c. Tarkatellaan enin kg:n kuora. Valitaan poitiivinen uunta ja poitiivinen kiertouunta. Puntarin taapainoehdot ovat Σ F Σ M. Voiaehdota aadaan F G G F G+ G. Moenttiehdota akelin A uhteen aadaan Fa + G. Yhditetään edelliet ( G + G) a+ G ( G + G) a G. Tarkatellaan euraavaki kg:n kuora. Kirjoitetaan oenttiehto. ( G + G) + G G + G G. ( ) Yhditetään lauekkeet ( G + G) ( G+ G) a G + G Ga + Ga G Ga G. a Sijoitetaan tunnetut arvot,0 kg 9,8 0,,0 kg 9,8 0, G 0, 0, 5, 6. Ratkaitaan painopiteen etäiyy ( G + ) G a G (9,8 + 5,6 ) 0, 5,6, 557 0,5. Vatau: Painopiteen etäiyy on 0,5. Tekijät ja WSOY Oppiateriaalit Oy, 007 Piirroket: Pekka Könönen ja tekijät