Esimerkki lineaarisen liikkeen kuvaajakysymyksestä

13 esimerkkiä lineaarisen liikkeen kuvaajakysymyksistä

1. Yllä olevasta kaaviosta näkyy, että levossa oleva kappale on...
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (4)
E. (5)
Keskustelu
Lepotilassa oleva kappale on merkitty vaakasuoralla viivalla, joka on kohtisuorassa etäisyysakseliin (s) nähden. Tämä suora viiva osoittaa, että etäisyys pysyy vakiona ajan kasvaessa.
Oikea vastaus on C.

2. Kappaleen liikettä kuvaa paikka (s) ajan (t) funktiona esitetty kuvaaja alla olevan kuvan mukaisesti. Kuvaajan se osa, joka näyttää kappaleen levossa, on...
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (4)
E. (5)
Keskustelu
Vaakasuora nuoli oikealle = aika-akseli (t). Kun viiva liikkuu oikealle, aika kasvaa. Pystysuora ylöspäin suuntautuva nuoli = sijaintiakseli (s). Kun viiva liikkuu ylöspäin, sijainti kasvaa. Kappale on levossa, mikä tarkoittaa, että kappaleen sijainti on kiinteä eli ei muutu.
(1) Kuvaaja 1 osoittaa, että kohteen sijainti kasvaa ajan myötä (kohde liikkuu eteenpäin).
(2) Kuvaaja 2 näyttää kiinteän kohteen sijainnin ajan kuluessa (kohde on paikallaan tai ei liiku).
(3) Kuvaaja 3 osoittaa, että kohteen sijainti kasvaa ajan myötä (kohde liikkuu eteenpäin).
(4) Kuvaaja 4 näyttää kohteen sijainnin pienenevän ajan kuluessa (kohde liikkuu taaksepäin).
(5) Kuvaaja 5 osoittaa, että kohteen sijainti kasvaa ajan myötä (kohde liikkuu eteenpäin).
Oikea vastaus on B.

3. Alla oleva kuvaaja on GLBB-kuvaaja, jossa v edustaa nopeutta ja t aikaa. Kuvaajassa kappaleen kiihtyvyyden suuruus on...
A. 50 ms^-2
B. 25 ms^-2
C. 10 ms^-2
D. 5 ms^-2
E. 2,5 ms^-2
Keskustelu

4. Henkilö matkustaa autolla kaupungista A kaupunkiin B, kuten alla olevassa kaaviossa on esitetty, Y-akseli on nopeuskomponentti ja X-akseli on aikakomponentti, joten ajoneuvon kulkema matka 30. minuutista 60. minuuttiin on...
A. 10 km
B. 15 km
Noin 20 km
D. 30 km
40 km itään
Keskustelu
Tiedetään, että:
Nopeus (v) = 40 km/h
Aikaväli (t) = 60 – 30 = 30 minuuttia = 0,5 tuntia
Kysytty: Kuljettu matka
Vastaus:
30. minuutista 60. minuuttiin ajoneuvotasainen lineaarinen liike.
Matka = nopeus x aika
Matka = (40 km/h)(0,5 tuntia)
Etäisyys = 20 km
Oikea vastaus on C.

5. Kaavio (vt) näyttää auton liikkeen pysähdyksestä ja sitten liikkumisen, kunnes se pysähtyy kahdeksaksi sekunniksi, kuten kuvassa näkyy.
Auton kulkema matka ajan t = 5 s ja ajan t = 8 s välillä on…
A. 60 m
B. 50 metriä
Noin 35 metriä
D. 20 m
15 m itä
Keskustelu
Tässä kysymyksessä kysytään aikavälillä t = 5 sekuntia ja t = 8 sekuntia kuljettua matkaa.
Tason 1 pinta-ala = kolmion CD pinta-ala = ½ (6-5)(40-20) = ½ (1)(20) = 10
Tason 2 pinta-ala = kolmion DE pinta-ala = ½ (8-6)(20-0) = ½ (2)(20) = 20
Tason 3 pinta-ala = neliön pinta-ala = (6-5)(20-0) = (1)(20) = 20

Aikavälin t = 5 sekuntia ja t = 8 sekuntia välillä kuljettu matka:
10 + 20 + 20 = 50 metriä
Oikea vastaus on B.

6. Öljypisaroiden havaitseminen autossa suoralla tiellä on esitetty kuvan mukaisesti.

Mikä osoittaa, että auto liikkuu jatkuva kiihtyvyys on….
A. 1 ja 2
B. 1 ja 3
C. 1 ja 4
D. 2 ja 3
E. 2 ja 4
Keskustelu
(1) Vakiokiihtyvyys (positiivinen kiihtyvyys)
(2) Jatkuva hidastuvuus (negatiivinen kiihtyvyys)
(3) Vakiokiihtyvyys ja sitten vakionopeus
(4) Jatkuva kiihtyvyys ja sitten jatkuva hidastuvuus
Oikea vastaus on A.

7. Seuraava kuvaaja nopeudesta (v) ajan (t) funktiona antaa tietoa kappaleen liikkeestä.
Kohteen kulkema matka viimeisen 5 sekunnin aikana on….
A. 100 m
B. 120 metriä
Noin 130 metriä
D. 140 m
150 m itä
Keskustelu
Tässä kysymyksessä kysytään viimeisen viiden sekunnin aikana kuljettua matkaa.
Tason 1 pinta-ala = kolmion pinta-ala = ½ (6⁻⁹)(40⁻¹) = ½ (1)(20) = 10
Tason 2 pinta-ala = suorakulmion pinta-ala = (9-5)(20-0) = (4)(20) = 80
Tason 3 pinta-ala = kolmion pinta-ala = ½ (10⁻⁹)(20⁻¹) = ½ (1)(20) = 10

Viimeisen 5 sekunnin aikana kuljettu matka:
10 + 80 + 10 = 100 metriä
Oikea vastaus on A.

8. Kuvassa näkyy v – t-kuvaaja nopeudella GLBB liikkuvasta autosta!

Sama kiihtyvyys tapahtuu…
A. A – B ja B – C
B. A – B ja C – D
C. B – C ja C – D
D. C – D ja D – E
E. D – E ja E – F
Keskustelu
Kiihtyvyys on skalaarisuure, kun taas nopeus on vektorisuure. Kiihtyvyys on aina positiivinen, kun taas kiihtyvyys voi olla positiivinen tai negatiivinen. Kiihtyvyys on positiivinen, jos nopeus kasvaa (nopeuden suunta = kiihtyvyyden suunta), ja kiihtyvyys on negatiivinen, jos nopeus pienenee (nopeuden suunta on vastakkainen kiihtyvyyden suuntaan nähden).
Yksi GLBB-kaavoista:
v_t = v_o + kohdassa —-> v_t - v_o = kohdassa —-> a = v_t - v_o /t
Käytä tätä kaavaa kiihtyvyyden laskemiseen. Koska laskemme kiihtyvyyttä, emme kiihtyvyyttä, jätä negatiivinen etumerkki huomiotta.
AB:n nopeus = (25 – 20) / (20 – 0) = 5 / 20 = 1/4 = 0,25 m/s²
BC-nopeus = (45 – 25) / (40 – 20) = 20 / 20 = 1 m/s²
Nopeus CD = (35 – 45) / (50 – 40) = 10 / 10 = 1 m/s²
Nopeus DE = (25 – 35) / (70 – 50) = 10 / 20 = 1/2 = 0,5 m/s²
Nopeus EF = (0 – 25) / (90 – 70) = 25 / 20 = 5/4 = 1,25 m/s²
Oikea vastaus on C.

9. Suoraan liikkuvan kappaleen nopeus (v) on verrannollinen aikaan (t), kuten v-t-kuvaaja osoittaa. Kappaleen 10 sekunnissa kulkema matka on…
A. 5 m
B. 24 metriä
Noin 80 metriä
D. 250 m
500 m itä
Keskustelu
Tiedetään (tiedot perustuvat kaavioon):
Alkunopeus (v_o) = 0
Loppunopeus (v_t) = 20 m/s
Aikaväli (t) = 4 sekuntia
Kysytty:
10 sekunnissa kuljettu matka?
Vastaus:
Kolme kaavaa tasaisesti kiihtyvälle lineaariliikkeelle (GLBB):
v_t = v_o + klo
s = v_o t + ½ kohdassa²
v_t² = v_o² + 2 akselia
Kaavan kuvaus: v_t = loppunopeus, v_o = alkunopeus, a = kiihtyvyys, t = aikaväli, s = kuljettu matka
Laske kiihtyvyys (a):
v_t = v_o + klo
20 = 0 + a(4)
20 = 4 a
a = 20 / 4
a = 5 m/s²
Laske 10 sekunnissa kuljettu matka:
s = v_o t + ½ kohdassa²
s = (0)(10) + ½ (5)(10)²
s = ½ (5)(100)
s = (5)(50)
s = 250 metriä
Oikea vastaus on D.

10. Jos kappale sinkoutuu ylöspäin maan pinnalta, kappaleen kokeman kiihtyvyyden suuruutta kuvaava kuvaaja on...
Keskustelu
Kun kappale sinkoutuu ylöspäin maan pinnalta, kappaleen kokema kiihtyvyys on Maan gravitaatiokiihtyvyys. Maan gravitaatiokiihtyvyys on vakioarvo 9,8 m/s2.² ja Maan painovoimakiihtyvyyden suunta on aina kohti Maan keskustaa.
Vakiokiihtyvyydelle on tunnusomaista suora, joka on yhdensuuntainen t-akselin kanssa ja kohtisuorassa a-akselin kanssa.
Oikea vastaus on D.

11. Esine liikkuu alla olevassa kaaviossa esitetyllä nopeudella. Esineen 20 sekunnissa kulkema matka on….

1. 600 m
2. 500 m
3. 200 m
4. 100 m

Keskustelu
0–10 sekunnin aikana kuljettu matka = neliön pinta-ala + kolmion pinta-ala
Neliön pinta-ala = (20-0)(10-0) = (20)(10) = 200 metriä
Kolmion pinta-ala = (1/2)(10-0)(40-20) = (1/2)(10)(20) = (5)(20) = 100 metriä
0–10 sekunnin aikana kuljettu matka = 200 metriä + 100 metriä = 300 metriä
 
10–20 sekunnissa kuljettu matka = kolmion pinta-ala
Kolmion pinta-ala = (1/2)(20-10)(40-0) = (1/2)(10)(40) = (5)(40) = 200 metriä

Kohteen kulkema matka 0–20 sekunnin aikana:
300 metriä + 200 metriä = 500 metriä

Oikea vastaus on B.

12. Kolmen kappaleen liike, joita kutakin on kuvattu alla olevalla kuvaajalla.
Oikea lause kolmen kappaleen liikkeelle on….
Keskustelu
Kohdekaavio 1 = Kiihtyvyyden (a) ja ajan (t) kuvaaja
Kuvaajan perusteella kohde liikkuu vakiokiihtyvyydellä tai kohde liikkuu vakiokiihtyvyydellä. liikkuu suorassa linjassa vakiokiihtyvyydelläVakiokiihtyvyys on esitetty suoralla viivalla, joka leikkaa kiihtyvyysakselin (a).

Objektikaavio 2 = Nopeuden (v) ja ajan (a) kuvaaja
Kuvaajan perusteella kappale liikkuu vakionopeudella tai suoraviivaisesti vakionopeudella. Vakionopeus ilmaistaan ​​suoralla viivalla, joka leikkaa nopeusakselin (v).

Objektikaavio 3 = Siirtymän (x) ja ajan (a) kuvaaja
Kuvaajan perusteella näyttää siltä, ​​että kappaleen siirtymä pysyy vakiona. Tämä tarkoittaa, että kappale ei liiku tai on levossa. Paikallaan oleva kappale on merkitty suoralla viivalla, joka leikkaa siirtymäakselin (x).

Oikea vastaus on A.

13. Seuraava kuvaaja esittää x-akselia pitkin liikkuvan kappaleen sijaintia.
Kaavio osoittaa, että kohde liikkuu vakionopeudella aikavälillä….

1. 5–15 sekuntia ja 25–35 sekuntia
2. 0–5 sekuntia ja 35–40 sekuntia
3. 15–25 sekuntia
4. 0–5 sekuntia, 15–25 sekuntia ja 35–40 sekuntia

Keskustelu
5–15 sekuntia ja 25–35 sekuntia = esineiden välinen etäisyys pysyy vakiona tai esine on edelleen
0–5 sekuntia, 15–25 sekuntia ja 35–40 sekuntia = kohteen etäisyys muuttuu aina säännöllisesti samalla aikavälillä tai kohde liikkuu vakionopeudella.
Oikea vastaus on D.

Kysymyksen lähde:

Fysiikan kansalliset tenttikysymykset lukiolle/ammatilliseen lukioon

Yläasteen fysiikan OSN-kysymykset