Suoraan liikkuva materiaali
Liike on ilmiö, jota havaitsemme jatkuvasti jokapäiväisessä elämässä. Fysiikan haara, joka tutkii liikettä, on nimeltään mekaniikka. Mekaniikan haara, joka käsittelee kappaleen liikkumista ottamatta huomioon liikkeen syytä, on nimeltään kinematiikka . Kääntäen mekaniikan haara, joka käsittelee liikkeen syitä ja selittää, miksi kappaleet liikkuvat tietyllä tavalla, on nimeltään dynamiikka. Tässä aiheessa jokaista liikkuvaa kappaletta pidetään ikään kuin se olisi hiukkanen tai piste (.). Liikkuvia kappaleita pidetään pisteinä analyysimme yksinkertaistamiseksi. Kuvittele, että jos piste liikkuu suorassa linjassa, sen lentorata muodostaa suoran viivan.
Kappaleen sanotaan liikkuvan suoraviivaisesti , jos sen rata on suora. Jos sen rata on kaareva, kappale ei ole suoraviivaisessa liikkeessä. Hiukkasen liike on yksiulotteista. Yksiulotteinen liike voi tapahtua vaakasuunnassa (x-akselin suuntaisesti) tai pystysuunnassa (y-akselin suuntaisesti).
Ongelmaesimerkki
1. Vuoden 2017 kansalliset koekysymykset
Katso kuvaa!
Esineen kulkema pisin matka ajassa…
A. 0 sekunnista 10 sekunnissa
B. 10 sekunnista 20 sekunnissa
C. 20 sekunnista 30 sekunnissa
D. 30 sekunnista 50 sekunnissa
E. 50 sekunnista 70 sekunnissa
Keskustelu
Etäisyyskaava:
s = vt
Etäisyys = varjostettu alue.
Suurin etäisyys = suurin pinta-ala.
A. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100
B. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150
C. (30 - 20)(10 - 0) = (10)(10) = 100
D. (50 - 30)(10 - 0) = (20)(10) = 200
E (70-50) (10-0) + ½ (70-50) (30-10) = (20) (10) + ½ (20) (20) = 200 + (10) (20) = 200 + 200 = 400
Oikea vastaus on E.
2. Vuoden 2017 kansalliset koekysymykset
Ylöspäin liikkuva hiukkanen noudattaa yhtälöä y = 8t – t2 , jossa y ja t ovat metreinä ja sekunteina. Kappaleen nopeus hetkellä t = 2 sekuntia on…
A. 2 ms -1
B. 4 ms -1
C. 8 ms -1
D. 12 ms -1
E. 16 ms -1
Keskustelu
y = 8t – t2
v = 8 – 2t
Kappaleen nopeus hetkellä t = 2 sekuntia:
v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 m/s.
Oikea vastaus on B.
3. Vuoden 2017 kansalliset lukion/ammatillisen lukion tenttikysymykset
Katso seuraavien kolmen objektin nopeustietotaulukkoa!
Taulukon perusteella voidaan päätellä, että suurin kiihtyvyys on...
A. Kohde A ajanhetkellä t1 – t2
B. Kohde A ajanhetkillä t 2 – t 3
C. Kohde B ajanhetkillä t1 – t2
D. Kohde C ajanhetkellä t1 – t2
E. Kohde C ajanhetkellä t2 – t3
Keskustelu
Kohde A: kappaleen nopeus kasvaa 4 m/s joka toinen sekunti tai 2 m/s joka sekunti = 2 m/ s².
Kohde B: kohteen nopeus kasvaa 5 m/s joka toinen sekunti tai 2,5 m/s joka sekunti = 2,5 m/ s².
Kohde C: kappaleen nopeus hidastuu 2 m/s joka toinen sekunti tai 1 m/s joka sekunti = -1 m/ s².
Oikea vastaus on C.
