3. Liike ja ympäristö
Tasainen liike - vakionopeus
Kertausvideo:
keskinopeus = siirtymä/siirtymään kulutettu aika = paikka lopussa - paikka alussa/siirtymään kulutettu aika = s/t
Kun kappale liikkuu vakionopeudella (merkitään tämän vakionopeuden suuruutta tässä v0), sen paikka (x) muuttuu jokaisen sekunnin aikana yhtä paljon. Tällöin puhutaan tasaisesta liikkeestä. Jos kappale lähtee liikkeelle paikasta x0 (paikka hetkellä t = 0 s), sen paikka hetkellä t voidaan laskea yhtälöstä:
x(t) = x0 + v0t
Tämä on suoran yhtälö, joten paikkafunktion x(t) kuvaaja (t, x)koordinaatistossa on suora (vertaa y(x) = kx + b). Tämän suoran kulmakerroin on nopeus v0 ja lähtöpaikka x0 on sama kuin suoran ja pystysuoran akselin leikkauspiste.
Kokeellisesti voimme määrittää paikkafunktion mittaamalla kappaleen paikan eri ajanhetkillä ja piirtämällä paikan kuvaajan. Tasaisessa liikkeessä tästä kuvaajasta laskettu suoran kulmakerroin on kappaleen nopeus v0 ja pystyakselin leikkauspiste on lähtöpaikka x0.
Negatiivinen nopeus tarkoittaa vastakkaiseen suuntaan liikkumista. Jos siis vertaillaan esimerkiksi kahden samalla suoralla tiellä liikkuvan auton nopeuksia.
Tehtävä 15.
Keskinopeus
keskinopeus = kokonaismatka / matkaan kulutettu aika
keskinopeuden yksikkö on
kävelijä 5 km/h = m/s (muunna)
ääni ilmassa 340 m/s = km/h (muunna)
ääni vedessä 1500 m/s
ääni alumiinissa 5000 m/s
valonnopeus 300 000 km/s
Nopeuden yksikön m/s muuntaminen muotoon km/h ja päinvastoin
=> kerro luvulla 3,6
=> jaa luvulla 3,6
Laske taulukkoon muunnokset
|
|
km/h |
m/s |
tuuliasteikolla |
|
Ajonopeus |
40 |
? |
navakkaa tuulta |
|
|
? |
13,9 |
kovaa tuulta |
|
|
60 |
? |
kovaa tuulta |
|
|
80 |
? |
myrskyä |
|
|
? |
27,8 |
myrskyä |
|
|
120 |
? |
hirmumyrskyä |
|
|
|
|
|
vrt. tuulennopeuksiin https://ilmatieteenlaitos.fi/tuulet
v=s/t; s= v=nopeus (m/s), matka (m), t=aika (s)
s=vt
Tehtävä 16. Kaverukset testasivat auton nopeusmittarin näyttämää ajamalla 40 km/h mittarinopeudella. Kahden pyväsvälin 100m matkaan kului aikaa 10 s. a) Mikä oli mittauksen mukaan todellinen nopeus? Missä ajassa auton olisi pitänyt kulkea pylväsväli, jotta mittari olisi näyttänyt oikein?
Tehtävä 17. Kaverukset näkevät salaman välähdyksen ja kuulivat jyrähdyksen 9 sekunnin kuluttua. Kuinka kaukana ukonilma on havaintopaikasta? Äänen nopeus ilmassa on 340 m/s
Esimerkki momentista M (Nm)
Voiman vääntövaikutusta sanotaan voiman momentiksi.
M = F∙d
M – voiman momentti (Nm)
F – voima (N)
d – etäisyys kiertoakselista eli voiman varsi (m)
Esimerkkitehtävä:
Kuinka suuri momentti kohdistuu pulttiin, kun sitä väännetään 280 mm pitkällä avaimella 400 N:n voimalla?
Ratkaisu: F= 400 N
d= 280 mm = 0, 28m
M- ?
M= F∙d
M= 400 N∙0,28 m = 112 Nm
Vastaus: voiman momentti on 112 Nm
Ympäristö
Katso video:
Tehtävä 18. Kerro ympäristössä tapahtuvasta säteilystä. Perehdy yhteen säteilynmuotoon mm. sen vaikutuksiin, aallonpituuksiin, käyttötarkoituksiin. Tee posteri (muista lähdeluettelo).
Tehtävä19. Pohdi, miten voit hyödyntää ja mihin tarvitset oppimaasi fysiikkaa omassa työssäsi ja arjessasi. Tee Mind Map ajatuskartta.