9 esimerkkiä Hooken lain kysymyksistä
1. Voiman (F) ja pituuden kasvun (x) välisen suhteen kuvaaja on esitetty alla olevassa kuvassa. Kuvaajaan perustuva jousivakio on…
Keskustelu
Kaava Hooken laki :
k = F / x
Tietoja:
F = voima (kansainvälinen yksikkö on Newton, lyhennettynä N)
k = jousivakio (kansainvälinen yksikkö on Newton/metri, lyhennettynä N/m)
x = pituuden kasvu (kansainvälinen yksikkö on metri, lyhennettynä m)
1. Pallot A ja B, joiden kumpikin massa on 200 grammaa, törmäävät täysin elastisesti. Jos ennen törmäystä pallo A liikkuu nopeudella 10 m/s ja pallo B on levossa, niin pallojen A ja B nopeudet törmäyksen jälkeen ovat...
Keskustelu
Se tiedetään :
Pallon A massa (mA) = 200 grammaa = 0,2 kg
Pallon B massa (mB) = 200 grammaa = 0,2 kg
Pallon A nopeus ennen törmäystä (vA) = 10 m/s
Pallon B nopeus ennen törmäystä (vB) = 0
1. 30 gramman massainen luoti, joka liikkuu nopeudella 30 m/s, osuu levossa olevaan 1 kg:n massaiseen puukappaleeseen. Määritä kappaleen nopeus, jos luoti on uponnut kappaleeseen!
Keskustelu
Se tiedetään :
Luodin massa (m1) = 30 grammaa = 0,03 kg
Lohkon massa (m2) = 1 kg
Luodin alkunopeus (v1) = 30 m/s
Lohkon alkunopeus (v2) = 0 (paikallaan oleva lohko)
Kysytty : luodin ja lohkareen nopeus törmäyksen jälkeen (v')
3 Esimerkkejä osittain elastisista törmäyksistä
1. 500 gramman kappale liikkuu nopeudella 10 m/s ja 200 gramman kappale nopeudella 12 m/s. Kappaleet liikkuvat toisiaan kohti ja törmäävät. Jos törmäyksen jälkeen 500 gramman kappaleen nopeus on 6 m/s, niin 200 gramman kappaleen nopeus on…
Keskustelu
Se tiedetään :
Kohteen 1 massa (m1) = 500 grammaa = 0,5 kg
Kohteen 2 massa (m2) = 200 grammaa = 0,2 kg
Kappaleen 1 alkunopeus (v1) = -10 m/s
Kappaleen 2 alkunopeus (v2) = 12 m/s
Kappaleen 1 loppunopeus (v1') = 6 m/s
8 esimerkkiä lineaarisesta momentumista
1. 1 kg:n massainen kappale liikkuu nopeudella 10 m/s. Vauhti kohde on…
Keskustelu
Se tiedetään :
Massa (m) = 1 kg
Nopeus (v) = 10 m/s
Kysytty lineaarinen liikemäärä (p)
Jawab :
Momentin kaava: p = mv
Kuvaus: p = liikemäärä, m = massa, v = kecepatan.
Kappaleen liikemäärä on:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
11 esimerkkiä momentumia ja impulssia koskevista kysymyksistä
1. 0,2 kg painava pallo heitetään vaakatasoon nopeudella 10 m/s ja se osuu seinään, minkä jälkeen pallo pomppii takaisin samalla nopeudella. Pallon liikemäärän muutos on...
Keskustelu
16 esimerkkiä kysymyksistä mekaanisen energian säilymislakia koskien
Mekaanisen energian säilymisen laki vapaassa pudotusliikkeessä
1. 2 kg painava kookospähkinä putoaa vapaasti 6 metrin korkeudesta. Kookospähkinän liike-energia sen osuessa maahan on… g = 10 m/s2
Keskustelu
Se tiedetään :
Kookospähkinän massa (m) = 2 kg
Korkeus (k) = 6 metriä
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Kysytty : liike-energia (EK)
2 Esimerkkejä valtakysymyksistä
Teho on työn tekemisen nopeus usaha tai tietyn aikavälin aikana tehtyjä ponnisteluja.
Metametrisesti teho on vaivannäön suhde aikaan.
P = paino / t
Kuvaus: P = teho (yksikkö joule/sekunti), W = työ (joule) ja t = aikaväli (sekunti)
Tämän yhtälön perusteella voidaan päätellä, että mitä suurempi työntekonopeus on, sitä suurempi on teho, ja päinvastoin, mitä pienempi työntekonopeus on, sitä pienempi on teho.
Teho on skalaarisuure. Kansainvälinen tehon yksikköjärjestelmä on joule/sekunti. Joule/sekunti = watti (lyhennettynä W), nimetty James Wattin mukaan.
Brittiläinen tehon yksikköjärjestelmä on 1 pauna-jalka-voima sekunnissa. Tämä yksikkö on liian pieni käytännön tarkoituksiin, joten käytetään suurempaa yksikköä, hevosvoimaa (lyhennettynä hv). 1 hevosvoima = 550 pauna-jalka-voimaa sekunnissa = 764 wattia = ¾ kilowattia.
1. Jouselle annetaan 2 kg:n kuorma ja se ripustetaan pystysuoraan telineeseen. Jos jousi pitenee 4 cm, niin muutos potentiaalienergia Jousen kimmovoima on… g = 10 m/s2
Keskustelu
Se tiedetään :
Kuorman massa (m) = 2 kg
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Kuorman paino (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonia
Jousen pituuden kasvu (x) = 4 cm = 0,04 metriä
Kysytty Jousen elastinen potentiaalienergia
1. 1 kg:n massainen kappale putoaa vapaasti 10 metrin korkeudesta maahan. Määritä:
(a) Painovoiman kappaleeseen tekemä työ
(b) Muutokset potentiaalienergia painovoima
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Keskustelu
Se tiedetään :
Kappaleen massa (m) = 1 kg
Korkeus (k) = 10 metriä
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Vastaus:
(a) Painovoiman tekemä työ
Kun kappale putoaa vapaasti, kappaleen liikesuunta on alaspäin ja kappaleeseen vaikuttavan painovoiman (kappaleen painon) suunta on myös alaspäin. Koska ne ovat samaan suuntaan, painovoimat yhtyvät eli muodostavat 0 asteen kulman.o kappaleen liikesuunnan kanssa. Cos 0 = 1 ja jokainen 1:llä kerrottu luku on sama kuin kyseinen luku, joten cos 0:aa ei tarvitse sisällyttää työkaavaan.
Työn kaava on W = Fs, jossa W = työ, F = voima ja s = siirtymä. Jos sitä mukautetaan tähän tehtävään, työkaava muuttuu muotoon W = wh = mgh, jossa W = työ, w = painovoima, h = kappaleen korkeuden muutos, m = kappaleen massa ja g = painovoiman kiihtyvyys.
Joten painovoiman tekemä työ on:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 joulea