FY5 - 2016-2017

Maanantai 16.1.

Tutustukaa alta löytyvään tikastehtävän (3-37) ratkaisuun.

Viime tunnilla jäi kesken pyörimisliikkeen energiaan liittyvä mittaus. Putoamisaika on teillä paremmin tallessa.

1) Täydentäkää alla oleva lasku mitatuilla arvoilla ja laskekaa sen mukaisesti punnuksen kiihtyvyya sekä ympyrälevyn kulmakiihtyvyys.

2) Verrataan tulosta pyörimisen liikeyhtälöön [[$M = J \alpha$]]. Momentti aiheutuu langan jännitysvoimasta [[$T$]](vrt. kuva, s. 84). Voiman varsi on tässä tapauksessa n. 1,0 cm. Voitte tarkastaa luokassa olevasta levystä. Laskekaa pyörimisen liikeyhtälön mukainen hitausmomentti.

3) Irrottakaa ympyrälevy statiivista, punnitkaa se, ja mitatkaa levyn säde. Lasekaa vertailuksi hitausmomentin arvo (ympyrälevy tai umpinainen sylinteri).

Opiskelkaa hyvin pyörimisen liikeyhtälö sekä pyörimisenergian (eli rotaatioenergian kaav)[[$E_r = \frac{1}{2}J \omega^2$]].

Miettikää pohdi ja etsi tehtävien 4-1 ja 4-4 vastauksia. Tehkää kaikki kirjasta tehtävät 4-7 ja 4-8. Jakakaa ryhmä 2-3- hengen ryhmiin. Kukin ryhmä valitsee yhden tehtävistä 4-11, 4-12 ja 4-16. Kukin ryhmä esittää seuraavalla tunnilla tehtävänsä atkaisun muulle ryhmälle (kaikki yhdessä mukaan pohtimaan).

Tehtävään 4-15 vinkiksi, että kitkavoima on verrannollinen pintaan kohdistuvaan puristusvoimaan. Tehtävässä b) pitää selvittää momentin aiheuttavan kitkavoiman suuruus.

Hitausmomentin määritys
Vertaa kuvaa ja kaavoja sivulla 94.

Mitattu punnus [[$m_2$]] = 50 g, punnus putosi matkan [[$s = 51 $]] cm. Narun etäisyys ympyrälevyn akselista on n. [[$r_{lanka}=1,0 $]] cm (voiman varsi).

Lisäksi hitausmomentin kaavaan tarvitaan ympyrälevyn massa ja säde. Säde on luokkaa [[$10 $]] cm ja massa [[$250 $]]g (tarkistettava punnitsemalla!).

Punnus putoaa matkan [[$s$]]. Matka tastaisesti kiihtyvässä liikkeessä on [[$s = \frac{1}{2}at^2$]]. Ratkaise mitatuista arvoista punnuksen kiihtyvyys (kaava ja lukuarvo):

[[$a = $]]

Laske ympyrälevyn kulmakiihtyvyys. (Huom! tässä säteenä on langan etäisyys akselista, koska langan ratakiihtyvyys = putoavan kppaleen kiihtyvyys)

[[$\alpha = $]]

Ratkaise jännitysvoima [[$T$]] punnuksen liikeyhtälöstä [[$G-T = ma$]].

Voima [[$T$]] aiheuttaa momentin [[$M = Tr_{lanka}$]]. Laske momentin suuruus

[[$M = $]]

Laske tästä kokeellisesti saatu arvo ympyrälevyn hitausmomentille (pyörimisen liikeyhtälö)

[[$J = $]]


Vertaa arvoa teoreettisesti saatuun ympyrälevyn hitausmomentin arvoon. Käytä todellista levyn sädettä ja punnittua massaa. (ympyrälevyn hitausmomentin kaava MAOL:sta tai kirjasta)

Kotitehtävät

  • maanantaiksi 12.12 tehtävät 2-6 ja 2-7
  • torstaiksi 15.12 tehtävät 2-11, 2-20 ja 2-22

Johdantokysymyksiä FY5 kurssille

Vastaa lomakkeeseen ja palauta vaastauksesi.

Tehtävän 3 vastaus piirretään piirtoalustalle (kokeilu)

Vastaukset alla olevaan lomakkeeseen

Vastauksesi johdantokysymyksiin

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämä lomake

1. Mainitse jokin kappale, joka on
a) pyörivä
b) vierivä

c) paikallaan oleva

d) ympyräliikkeesä oleva

2. a) Mitä pesukoneen ohjeissa oleva merkintä 1200 rpm tarkoittaa?

b) Miksi pyykin vesipitoisuus muuttuu pesukoneen linkousvaiheessa?


3. Pyörität narun päässä olevaa palloa vaakatasossa. Pyörimissuunta on piirretty piirtoalustan kuvaan. Piirrä alustalle suunta, johon pallo lähtee narun katkeamisen jälkeen.

4. a) Käännät mutteria jakoavaimella. Miksi vääntäminen on helpointa, kun pidät kiinni avaimen päästä?

b) Miksi pihdeissä ja oksasaksissa on pitkät varret?


5. Keinulauta on tuettu keskeltä. Lapsi, jonka massa on 30 kg istuu 2m päässä keskikohdasta. Kuinka kauas keinulaudan toiseen päähän massaltaan 60 kg henkilön on asetuttava, jotta lauta asettuisi tasapainoon?


6. a) Miten taitoluistelija nopeuttaa pyörimistään piruetissa?


b) Mainitse muita urheilulajeja, joissa pyörimistä nopeutetaan samalla tavoin.


7. Kumpi on helpompi saada pyörimään?



8. a) Onko maapallo täysin pyöreä?
b) Pyöriikö maapallo (luokan penkistä katsottuna) niin, että



9. a) Miksi tietokonesatelliitti voi pysyä koko ajan saman paikan yläpuolella?

b) Missä tällaisen paikan pitää sijaita?


10. Heität pallon suoraan ylöspäin. Kuinka suuri on pallon nopeus, kun pallo on korkeimmassa kohdassaan?

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämä lomake

Peda.net käyttää vain välttämättömiä evästeitä istunnon ylläpitämiseen ja anonyymiin tekniseen tilastointiin. Peda.net ei koskaan käytä evästeitä markkinointiin tai kerää yksilöityjä tilastoja. Lisää tietoa evästeistä