Yhteenveto ja itsearviointi

Yhteenveto

Paino

  • Maan pinnan läheisyydessä kappaleeseen, jonka massa on m, kohdistuvan painon G suuruus lasketaan [[$G=mg$]], jossa [[$ g=9,81 \text{ m/s}^2. $]]​

Paine

  • Paine kuvaa pintaan kohdistuvaa puristusta. Paineen (p) suuruus riippuu pinta-alasta (A) ja siihen kohdistuvasta voimasta (F) kaavan [[$P=\dfrac{F}{A}$]] mukaisesti.
  • Paineen perusyksikkö on pascal (1 Pa).
  • Yleisesti käytetään myös paineen yksikköä baari (bar). 1 bar = 100 000 Pa.

Ilmanpaine ja paine nesteessä

  • Ilmaan kohdistuva painovoima aiheuttaa ympärillämme vaikuttavan ilmanpaineen.
  • Normaali ilmanpaine merenpinnan tasolla on 103 125 Pa. Normaalin ilmanpaineen tunnus on p0.
  • Nesteessä vaikuttaa hydrostaattinen paine, joka aiheutuu niin ikään nesteeseen kohdistuvasta painovoimasta.
  • Hydrostaattinen paine (ph) riippuu syvyydestä (h), nesteen tiheydestä ([[$ \rho $]]​) ja putoamiskiihtyvyydestä (g) seuraavan kaavan mukaan: [[$ p_{\text{h}} = \rho g h $]]​
  • Kokonaispaine nesteessä on ilmanpaineen ja nesteen paineen summa, [[$p_{\text{kok}}=p_0+p_{\text{h}}$]].
  • Kaasun rakenneosat (molekyylit ja atomit) ovat jatkuvassa liikkeessä ja törmäilevät kaasua rajaaviin pintoihin. Törmäykset synnyttävät pintaan kohdistuvan voiman ja paineen kaavan [[$p=\dfrac{F}{A}$]] mukaisesti.
  • Nesteessä ja kaasussa paine vaikuttaa tasaisesti joka suuntaan.

2. Testaa osaamisesi! (Maks. 15 p.)

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Tehtävä 1a. Kuinka suuri on normaali ilmanpaine? (1 p.)





b. Ilmatiiviisti suljetussa astiassa on 1,2 barin paine. Kuinka suuri ylipaine astiassa on? (1 p.)





c. Patjatehtaalla tutkitaan patjan kokoonpuristuvuutta asettamalla patjan päälle levy ja levyn päälle erilaisia massoja. Jos patjaan kohdistuva paine halutaan nelinkertaistaa, voidaan esimerkiksi (1 p.)





d. Auton renkaan suositeltu ylipaine on 2,4 bar. Kuinka suuri on kokonaispaine renkaassa? (1 p.)





e. Minkä astian pohjalla paine on suurin? (1 p.)







Tehtävä 2a. Jalkapohja arvioidaan suorakulmioksi, jonka pituus on 25 cm ja leveys 6 cm. Kuinka suuri on jalkapohjan pinta-ala yksikössä neliömetri kahden merkitsevän numeron tarkkuudella? Kirjoita vastaus desimaalilukuna. (1 p.)
 m²

b. Henkilön massa on 55 kg ja hän seisoo kahdella jalalla lattian pinnalla. Kuinka suuri on henkilön paino? Anna vastaus kahden numeron tarkkuudella. (1 p.)
N

c. Oletetaan, että paino jakaantuu tasaisesti molempien jalkapohjien alalle. Kuinka suuri on henkilön lattiaan kohdistama paine? Ilmoita tulos kahden numeron tarkkuudella. (1 p.)
kPa

d. Mitä tapahtuu lattiaan kohdistuvalle paineelle, kun henkilö käy lattialle makuulle? (1 p.)




e. Mitä tapahtuu henkilön painolle, kun hän käy lattialle makuulle? (1 p.)




Tehtävä 3Laske tehtävä vaiheittain ja perustellen. Tämän jälkeen pisteytä ratkaisusi malliratkaisun perusteella. (5 p.)
Sukellusveneen ympyränmuotoisen ikkunan halkaisija on 45 cm. Kuinka suuri voima ikkunan tulee kestää, jotta sukellusveneellä voidaan sukeltaa Atlantin valtameren syvimpään kohtaan (8 605 m)?

Näytä ratkaisu

Ratkaisuni pistemäärä:



Tallenna vastauksesi. Maksimipistemäärä on 15 p.

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen