8 kysymystä suorasta liikkeestä
1. Kiinnitä huomiota seuraavaan lauseeseen!
1. Jalankulkijat ylittävät suojatien
2. Kissa juoksi hiiren perässä
3. Kypsät mangot putoavat puusta
4. Tennispallo heitetään kaltevalla tasolla
Yllä oleva lause, joka sisältää tasaisesti kiihtyvän lineaarisen liikkeen (GLBB), on...
A. 1 ja 2
B. 1 ja 3
C. 2 ja 4
D. 3 ja 4
Keskustelu
Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike (GLBB) on liikettä, jolla on vakiokiihtyvyys. Esimerkiksi aluksi kappale on paikallaan, yhden sekunnin kuluttua kappale liikkuu nopeudella 1 m/s, kahden sekunnin kuluttua kappale liikkuu nopeudella 2 m/s ja kolmen sekunnin kuluttua kappale liikkuu nopeudella 3 m/s. Joten kappaleen nopeus kasvaa 1 m/s sekunnissa eli kappale kiihtyy 1 m/s² . Esimerkkejä tasaisesti kiihtyvästä lineaarisesta liikkeestä ovat kypsän mangon putoaminen puusta ja tennispallon heittäminen kaltevalla tasolla.
Puusta putoava kypsä mango putoaa vapaasti vakiopainovoimakiihtyvyydellä 9,8 m/s2 . Tämä tarkoittaa, että yhden sekunnin kuluttua mangon nopeus kasvaa 9,8 m/s jokaista sekuntia kohden. Yhden sekunnin putoamisen jälkeen mangon nopeus on 9,8 m/s, kahden sekunnin putoamisen jälkeen 2 x 9,8 m/s = 19,6 m/s, ja niin edelleen.
Kaltevalla tasolla heitetty tennispallo liikkuu myös vakiopainovoimakiihtyvyydellä, mutta kiihtyvyysarvo on pienempi kuin 9,8 m/s², koska se riippuu myös laudan kaltevuudesta.
Oikea vastaus on D.
2. Seuraavat ovat liikekokeesta saatuja tikkeriajastimen tyypityksen tuloksia! Kuvassa numero... on esitetty tasainen lineaarinen liike ja tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike.
A. 1 ja 2
B. 1 ja 4
C. 2 ja 3
D. 3 ja 4
Keskustelu
Tickertimer luo yhden pisteen joka sekunti siten, että pisteestä toiseen siirtyminen kestää saman ajan, eli yhden sekunnin.
Jos pisteiden välinen etäisyys on aina sama, kappaleen nopeus on vakio (tasainen suora liike).
Jos pisteiden välinen etäisyys on pienempi, kappaleen nopeus pienenee (tasaisesti muuttuva suora liike hidastuu).
Jos pisteiden välinen etäisyys on suurempi, kappaleen nopeus on suurempi (tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike).
Yllä olevan kuvan ja selityksen perusteella voidaan päätellä, että:
Kuva 1: Tasainen suora liike
Kuva 2: Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike
Kuva 3: Tasaisesti kiihtyvä ja hidastuva lineaarinen liike
Kuva 4: Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike
Joten kuvassa 1 on esitetty tasainen suora liike ja kuvassa 4 tasaisesti kiihtyvä suora liike.
Oikea vastaus on B.
3. Kiinnitä huomiota alla olevan kokeen tikkeriajastimen tuloksiin! Mikä niistä on tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike?
Keskustelu
Tickertimer luo yhden pisteen joka sekunti siten, että pisteestä toiseen siirtyminen kestää saman ajan, eli yhden sekunnin.
Jos pisteiden välinen etäisyys on aina sama, kappaleen nopeus on vakio (tasainen suora liike).
Jos pisteiden välinen etäisyys on pienempi, kappaleen nopeus pienenee (tasaisesti muuttuva suora liike hidastuu).
Jos pisteiden välinen etäisyys on suurempi, kappaleen nopeus on suurempi (tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike).
Yllä olevan kuvan ja selityksen perusteella voidaan päätellä, että:
Kuva A: Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike
Kuva B: Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike hidastuu ja sitten kiihtyy.
Kuva C: Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike
Kuva D: Tasainen suora liike
Oikea vastaus on A.
4. Lapsi rullaa eteenpäin tiellä seuraavan kuvan mukaisesti polkematta polkupyöräänsä.
Tasaisesti kiihtyvän lineaarisen liikkeen (GLBB) tyyppi, jota polkupyörällä tapahtuu sen kulkiessa rataa pitkin...
Keskustelu
AB = Polkupyörä ei liu'u siksi, että sitä poljetaan, vaan koska se kokee jatkuvan painovoimakiihtyvyyden. Polkupyörä kokee jatkuvan painovoimakiihtyvyyden, mikä tarkoittaa, että sen nopeus kasvaa säännöllisesti alaspäin vetävän painovoiman vuoksi. Tämä liike on siis esimerkki tasaisesti kiihtyvästä lineaariliikkeestä (GLBB).
CD = Siirtyessään pisteestä C pisteeseen D polkupyörä kokee jatkuvaa painovoiman hidastuvuutta. Jatkuva painovoiman hidastuvuus tarkoittaa, että polkupyörän nopeus laskee säännöllisesti alaspäin vetävän painovoiman vuoksi. Tämä liike on siis esimerkki tasaisesti kiihtyvästä lineaariliikkeestä (GLBB), jossa on hidastuvuutta.
Oikea vastaus on D.
5. Kaavio, joka näyttää etäisyyden ja ajan välisen suhteen tasaisessa suorassa liikkeessä, on...
Keskustelu
Graafin kuvaus: s = etäisyys, t = aika
Oikea vastaus on A.
6. Kappale liikkuu 60 metriä 5 minuutissa. Laske kappaleen nopeus kansainvälisessä mittayksikköjärjestelmässä!
Keskustelu
Tiedetään, että:
Kansainvälinen ajan yksikköjärjestelmä on sekunnit, ei minuutit, joten minuutit muunnetaan sekunneiksi.
Aikaväli (t) = 5 minuuttia = 5 (60 sekuntia) = 300 sekuntia
Etäisyys (s) = 60 metriä
Kysytty: Nopeus (v)
Vastaus:
Nopeuskaava:
v = s / t
v = 60 metriä / 300 sekuntia
v = 0,2 metriä/sekunti
Joten kappaleen nopeus kansainvälisessä mittayksikköjärjestelmässä on 0,2 metriä sekunnissa. Metri on etäisyyden kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä, kun taas sekunti on ajan kansainvälinen mittayksikköjärjestelmä.
7. Seuraava on eräs tasaisesti kiihtyvän lineaarisen liikkeen muoto...
A. liikkuva juna
B. pysäköity auto
C. ihmiset, jotka jatkavat juoksemista
D. puista putoavat kookospähkinät
Keskustelu
Tasaisesti kiihtyvä lineaarinen liike on liikettä, jolla on vakiosuunta siten, että liikerata on suora ja kappaleen nopeus kasvaa tasaisesti. Esimerkiksi kappaleen nopeus kasvaa 2 metriä sekunnissa joka sekunti, sitten 2 sekunnin kuluttua kappaleen nopeus on 4 m/s, 3 sekunnin kuluttua kappaleen nopeus on 6 m/s ja niin edelleen. Tässä tapauksessa kappaleen sanotaan kiihtyvän vakiona 2 m/s sekunnissa eli 2 m/ s².
A. Liikkuvalla junalla on muuttuva nopeus ja suunta, joten se ei liiku tasaisesti suoraviivaisesti.
B. Pysäköityä autoa ei pidetä liikkeessä olevana, koska auto on paikallaan.
C. Tasaisesti juoksevat ihmiset, jos heillä on kiinteä suunta ja kiinteä nopeus, ovat tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä.
D. Puusta putoavalla kookospähkinällä on kiinteä suunta ja sen nopeus kasvaa jatkuvasti painovoimakiihtyvyyden 9,8 m/s² verran . Tämä tarkoittaa, että kookospähkinän nopeus kasvaa 9,8 m/s joka sekunti, kahden sekunnin kuluttua kookospähkinän nopeus on 19,6 m/s, kolmen sekunnin kuluttua kookospähkinän nopeus on 29,4 m/s ja niin edelleen.
Oikea vastaus on D.
8. Kiinnitä huomiota seuraaviin tapahtumiin jokapäiväisessä elämässä!
1. Pallo vierii alas kaltevaa ja liukasta tasoa
2. Henkilö ajaa polkupyörällä alas mäkeä polkematta.
3. Baseball-pallo heitetään pystysuoraan ylöspäin, kunnes se saavuttaa korkeimman kohtansa.
4. Pingispallo vierii hiekalla
Tämä tapahtuma, joka on esimerkki kiihtyneestä GLBB:stä, näkyy numerolla…..
A. (1) ja (2)
B. (1) ja (3)
C. (2) ja (4)
D. (3) ja (4)
Keskustelu
1. Pallo vierii alas kaltevaa ja liukasta tasoa
Tämä on esimerkki tasaisesti kiihtyvästä lineaarisesta liikkeestä, jossa pallo vierii alas jatkuvan painovoimakiihtyvyyden vuoksi.
2. Henkilö ajaa polkupyörällä alas mäkeä polkematta.
Tämä on esimerkki tasaisesti kiihtyvästä lineaariliikkeestä, jossa polkupyörä liikkuu alaspäin jatkuvan painovoimakiihtyvyyden vuoksi.
3. Baseball-pallo heitetään pystysuoraan ylöspäin, kunnes se saavuttaa korkeimman kohtansa.
Tämä on esimerkki ylöspäin suuntautuvasta pystysuorasta liikkeestä, jossa pallo kokee jatkuvaa gravitaatiohidastuvuutta. Tämä hidastuvuus (nopeuden pieneneminen) saa pallon pysähtymään maksimikorkeuteensa ennen paluutaan maan pinnalle.
4. Pingispallo vierii hiekalla
Tämä ei ole esimerkki tasaisesti kiihtyvästä lineaarisesta liikkeestä.
Oikea vastaus on A.
