Kpl 13-18: Liike ja voima

Liike ja voima

13. Nopeus kuvaa liikettä

  • Nopeuden tunnus on v (englannin kielen sanasta velocity)
  • Yksikkö on m/s tai km/h
  • Nopeus lasketaan matkan ja ajan avulla seuraavasti:

[[$$ v = \frac{s}{t} $$]]
s = matka
t = aika


14. Tasaisessa liikkeessä nopeus ei muutu

  • Kappaleen liike on tasaista, kun sen nopeus ei muutu.
  • Aika-matka -kuvaajassa tasainen nopeus kuvautuu suorana.
  • Mitä jyrkempi suora on, sitä suurempi on nopeus.


15. Muuttuvassa liikkeessä nopeus muuttuu

  • Nopeuden muutosta kuvataa kiihtyvyydellä
  • Kiihtyvyyden tunnus on a (englannin kielen sanasta acceleration)
  • Kiihtyvyyden yksikkö on m/s2
  • Kiihtyvyys lasketaan nopeuden muutoksen ja muutokseen kuluneen ajan avulla seuraavasti:

[[$$ a = \frac{∆v}{∆t} $$]]

∆v = nopeuden muutos
∆t = muutokseen kulunut aika

  • Maan pinnalla putoamiskiihtyvyys on noin 10m/s2, mikä tarkoittaa sitä, että putoavan kappaleen nopeus kasvaa 10m/s jokaisen sekunnin aikana. Esim. kolmen sekunnin putoamisen jälkeen nopeus on 30 m/s.
  • Kaikilla kappaleilla massasta riippumatta on sama putoamiskiihtyvyys (jos ilmanvastusta ei oteta huomioon).

 

16. Voimat syntyvät vuorovaikutuksessa

  • Voiman tunnus on F (englannin kielen sanasta force)
  • Voiman yksikkö on N (newton)
  • Painovoima on voima, jolla Maa vetää kappaletta puoleensa.
  • Painovoima (paino) on kappaleen massa kertaa putoamiskiihtyvyys eli 1 kg:n massaisen kappaleen paino on 1kg ∙ 10m/s2 = 10 N
  • Massan tunnus on m (englannin kielen sanasta mass) ja yksikkö kg
  • HUOMAA: Fysiikassa massa ja paino ovat eri asia!



17. Kokonaisvoima on voimien summa

  • Jos voimien summa on nolla, kappale on paikallaan tai jatkaa matkaansa tasaisella nopeudella.
  • Jos kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima on liikkeen suuntaan, kappale on kiihtyvässä liikkeessä.
  • Jos kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima on liikeen suuntaa vastaan, kappale on hidastuvassa liikkeessä.


KATSO: Newton avaruudessa, osa 1

KATSO: Newton avaruudessa, osa 2


KATSO: Newton avaruudessa, osa 3



TUTKI: Simulaatio kokonaisvoiman vaikutuksesta liikkeeseen



18. Noste riippuu nesteen tiheydestä

  • Noste on ylöspäin vaikuttava voima.
  • Noste on kappaleen syrjäyttämän nesteen tai kaasun paino (esim. litran kokoinen kappale syrjäyttää noin 1 kg:n vettä, jolloin noste on veden paino eli 10N).
  • Kun kappale kelluu, noste on yhtän suuri kuin kappaleen paino.
TUTKI: Simulaatio tiheydestä
Tehtäviä simulaatioon liittyen: tiheys.docx tiheys.pdf

TUTKI: Simulaatio nosteesta ja tiheydestä
Tehtäviä simulaatioon liittyen: noste.docx noste.pdf

Tehtävälinkit

Simulaatio kiihtyvyydestä

Simulaatio

Tee simulaatiot ja vastaa kysymyksiin vihkoosi.
  • Valitse Charts-välilehti
  • Muuta ajan asteikkoa niin ,että aikaväli on 1,0s
  • Muuta kiihtyvyyden asteikoksi arvoväli 4,0
  • Laita kävelijä paikkaa -10 m
  • Laita nopeudeksi 5 m/s
  • Käynnistä
    • 1) Kuinka pitkän matkan mies kävelee
      • a) 1 sekunnissa
      • b) 2 sekunnissa
    • 2) Millaista liike on?
    • 3) Mikä on kiihtyvyys?
  • Tyhjennä
  • Laita nopeudeksi -2 m/s
    • 1) Kuinka pitkän matkan mies kulkee nyt
      • a) 1 sekunnissa
      • b) 2 sekunnissa
    • 2) Mikä on kiihtyvyys?

  • Tyhjennä

  • Laita kiihtyvyydeksi 1 m/s2 . Poista muurit ruksista.

  • 1) Kuinka paljon nopeus kasvaa 6 sekunnissa

    • 2) Entä yhdessä sekunnissa?
    • 3) Kuinka pitkän matkan mies kulkee aikavälillä
    • a) 0-2 s
    • b) 2-4 s
    • c) 4-6 s
    • Miten kuljettu matka muuttuu?
  • Tyhjennä ja muuta kiihtyvyyttä -3m/s2
  • Kerro mitä tapahtuu nopeudelle ja paikalle