På denne liste finder du øvelser om de vigtigste fysikemner, der er dækket i gymnasiets 1. år. Øv og løs dine tvivlsspørgsmål med svarene forklaret trin for trin.
Spørgsmål 1 - Ensartet bevægelse (kinematik)
En bil kører ad en lige, øde vej, og føreren holder en konstant hastighed på 80 km/t. Efter at der var gået 2 timer siden starten af turen, kørte chaufføren
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
mål
Bestem den afstand, som føreren har tilbagelagt, i km.
Data
- Bevægelsen er ensartet, det vil sige med konstant hastighed og nul acceleration.
- Hastighedsmodulet er 80 km/t
- Rejsetiden var 2 timer.
Løsning
Lad os beregne afstanden ved hjælp af hastighedsformlen:
Hvor,
er den tilbagelagte afstand i km.
er tidsintervallet i timer.
Da vi ønsker afstand, isolerer vi os i formlen.
Udskiftning af værdier:
Konklusion
Ved kørsel med en konstant hastighed på 80 km/t tilbagelægger føreren efter 2 timers kørsel 160 km.
Øv mere kinematik øvelser.
Spørgsmål 2 - Ensartet varieret bevægelse (kinematik)
I et billøb på en oval bane accelererer en af bilerne ensartet med konstant hastighed. Piloten starter fra hvile og accelererer i 10 sekunder, indtil den når en hastighed på 40 m/s. Accelerationen opnået af bilen var
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
mål
Bestem accelerationen i 10 sekunders tidsinterval.
Data
10 s tidsinterval.
Hastighedsvariation fra 0 til 40 m/s.
Løsning
Da der er en variation i hastigheden, accelereres typen af bevægelse. Da accelerationshastigheden er konstant, er det en ensartet varieret bevægelse (MUV).
Acceleration er, hvor meget hastigheden ændrede sig over en periode.
Hvor,
Det er accelerationen i m/s².
er variationen i hastigheden, det vil sige sluthastigheden minus starthastigheden.
er tidsintervallet, det vil sige sidste tid minus starttid.
Da bilen starter fra hvile, og tiden begynder at aftage, så snart bilen begynder at bevæge sig, er starthastigheden og tiden lig med nul.
Erstatning af dataene i erklæringen:
Konklusion
I dette tidsinterval var bilens acceleration 4 m/s².
Se øvelser Ensartet varieret bevægelse
Spørgsmål 3 - Newtons første lov (dynamik)
Forestil dig et tog, der kører gennem Brasilien. Pludselig må chaufføren pludselig bremse toget på grund af en forhindring på skinnerne. Alle objekter på toget fortsætter med at bevæge sig og opretholder den hastighed og bane, de havde før. Passagerer bliver kastet rundt i vognen, kuglepenne, bøger og endda det æble, som nogen har medbragt til frokost, svæver i luften.
Fysikkens princip, der forklarer, hvad der sker inde i togvognen er
a) Tyngdeloven.
b) Loven om handling og reaktion.
c) Inertiens lov.
d) energispareloven.
e) hastighedsloven.
Forklaring
Newtons 1. lov, også kaldet inertiloven, siger, at et objekt i hvile vil forblive i hvile, og et objekt i hvile vil forblive i hvile. Et objekt i bevægelse vil fortsætte med at bevæge sig med konstant hastighed, medmindre en ekstern kraft virker på det.
I dette tilfælde, selv med toget, der brat reducerer sin hastighed, fortsætter objekterne med at bevæge sig pga på grund af inerti er kroppens tendens til at opretholde deres bevægelsestilstand (retning, modul og retning) eller hvile.
Du kan være interesseret i at lære mere om Newtons første lov.
Spørgsmål 4 - Newtons anden lov (dynamik)
I en eksperimentel fysiktime udføres et eksperiment ved at bruge kasser med forskellig masse og påføre en konstant kraft på hver enkelt. Målet er at forstå, hvordan et objekts acceleration er relateret til den påførte kraft og objektets masse.
Under forsøget opretholder boksen en konstant acceleration på 2 m/s². Bagefter foretages ændringer i masse og styrke i følgende situationer:
I - Massen holdes den samme, men kraftmodulet er dobbelt så stort som originalen.
II - Den påførte kraft er den samme som originalen, dog fordobles massen.
Værdierne af de nye accelerationer i forhold til originalen er i begge tilfælde hhv
Det)
B)
w)
d)
Det er)
Forholdet mellem kraft, masse og acceleration er beskrevet af Newtons anden lov, som siger: den resulterende kraft, der virker på et legeme, er lig med produktet af dets masse og dets acceleration.
Hvor,
FR er den resulterende kraft, summen af alle kræfter, der virker på kroppen,
m er massen,
a er accelerationen.
I situation I, vi har:
Massen forbliver den samme, men kraftens størrelse fordobles.
For at skelne bruger vi 1 for de oprindelige mængder og 2 for den nye.
Original:
Ny:
Kraft 2 er dobbelt kraft 1.
F2 = 2F1
Da masserne er lige store, isolerer vi dem i begge ligninger, sidestiller dem og løser for a2.
Udskiftning af F2,
Når vi altså fordobler størrelsen af kraften, ganges størrelsen af accelerationen også med 2.
I situation II:
Udligning af kræfterne og gentagelse af den foregående proces:
Udskiftning af m2,
Ved at fordoble massen og opretholde den oprindelige kraft falder accelerationen således til det halve.
Skal forstærkes med Newtons anden lov? Læs vores indhold.
Spørgsmål 5 - Newtons tredje lov (dynamik)
En fysiklærer, der er begejstret for praktisk læring, beslutter sig for at udføre et ejendommeligt eksperiment i klasseværelset. Han tager et par rulleskøjter på og skubber så mod en væg. Vi vil undersøge de fysiske begreber, der er involveret i denne situation.
Når du skubber mod klasseværelsets væg, mens du har et par rulleskøjter på, hvad vil der ske med læreren, og hvad er de fysiske begreber involveret?
a) A) Læreren vil blive projiceret frem på grund af kraften på væggen. (Newtons lov - tredje lov om handling og reaktion)
b) Læreren bliver stille, da der er friktion mellem skøjterne og gulvet. (Newtons lov - Bevarelse af mængden af lineær bevægelse)
c) Læreren forbliver stille. (Newtons lov - friktion)
d) Læreren bliver slynget baglæns på grund af rulleskøjterne på grund af påføringen af vægreaktionen. (Newtons lov - tredje lov om handling og reaktion)
e) Lærerens skøjter bliver varme på grund af friktion med gulvet. (Newtons lov - friktion)
Newtons tredje lov forklarer, at enhver handling frembringer en reaktion af samme intensitet, samme retning og modsatte retning.
Når der påføres en kraft mod væggen, skubber reaktionen læreren i den modsatte retning, med samme intensitet som den påførte kraft.
Loven om handling og reaktion virker på par af kroppe, aldrig på den samme krop.
Da skøjterne tillader at rulle, kastes lærerens massecenter bagud, og han glider hen over lokalet.
Husk Newtons tredje lov.
Spørgsmål 6 - Lov om universel gravitation
Skolens fysikklub udforsker Månens kredsløb om Jorden. De ønsker at forstå tyngdekraftens tiltrækningskraft mellem Jorden og dens naturlige satellit ved at anvende principperne i Newtons lov om universel tyngdekraft.
Massevurderinger er kg for Jorden og omkring 80 gange mindre for Månen. Deres centre ligger i en gennemsnitlig afstand på 384.000 km.
At vide, at konstanten for universel gravitation (G) er N⋅m²/kg², tyngdekraften mellem Jorden og Månen er ca
Det)
B)
w)
d)
Det er)
Newtons lov om universel tyngdekraft siger, at: "Tyngekraftens tiltrækningskraft mellem to masser (m1 og m2) er direkte proportional med produktet af deres masser og den universelle gravitationskonstant og omvendt proportional med kvadratet af to afstand.
Dens formel:
hvor:
F er tyngdekraftens tiltrækningskraft,
G er konstanten for universel gravitation,
m1 og m2 er kroppens masser,
d er afstanden mellem massernes centre i meter.
Værdierstatning:
Se mere vedr Gravitationskraft.
Spørgsmål 7 - Frit fald (Bevægelse i et ensartet gravitationsfelt)
I en praktisk opgave til skolens Science Fair vil en gruppe afsløre effekterne af et ensartet gravitationsfelt. Efter en forklaring af begrebet tyngdekraft udfører de et praktisk eksperiment.
To stålkugler, den ene med en diameter på 5 cm og den anden med en diameter på 10 cm, frigøres fra hvile i samme øjeblik, af et af gruppens medlemmer, fra et vindue på tredje sal i skole.
På jorden registrerer en mobiltelefon, der optager i slowmotion, det nøjagtige øjeblik, hvor kuglerne støder på jorden. På et ark beder gruppen tilskuere om at vælge den mulighed, der ifølge dem forklarer forholdet mellem objekternes hastigheder, når de rører jorden.
Du, med en god forståelse af fysik, vil vælge den mulighed, der siger
a) den tungere genstand vil have en større hastighed.
b) den lettere genstand vil have en større hastighed.
c) begge objekter vil have samme hastighed.
d) hastighedsforskellen afhænger af tårnets højde.
e) forskellen i hastighed afhænger af genstandenes masse.
Når man ser bort fra luftens virkninger, falder alle objekter med den samme acceleration på grund af tyngdekraften, uanset deres masse.
Tyngdefeltet tiltrækker objekter til Jordens centrum med samme konstante acceleration på ca .
Hastighedsfunktionen er beskrevet af:
Med Vi er starthastigheden lig med nul og accelerationen er g:
Hastigheden afhænger derfor kun af værdien af accelerationen på grund af tyngdekraften og tidspunktet for faldet.
Den tilbagelagte afstand kan også måles ved:
Det er muligt at se, at hverken hastigheden eller afstanden afhænger af objektets masse.
Træn mere frit fald øvelser.
Spørgsmål 8 - Horisontal opsendelse (Bevægelse i et ensartet gravitationsfelt)
Et par elever kaster i et eksperiment en bold vandret fra en høj højde. Mens den ene kaster bolden, optager den anden på en given afstand en video af boldens bane. Forsømmer luftmodstanden, boldens bane og vandrette hastighed under bevægelse er
a) en lige nedadgående linje, og den vandrette hastighed vil stige.
b) en ret linje, og den vandrette hastighed vil stige med tiden.
c) en cirkelbue, og den vandrette hastighed vil falde med tiden.
d) en bølget linje, og den vandrette hastighed vil svinge.
e) en parabel, og den vandrette hastighed vil forblive konstant.
Vandret og lodret bevægelse er uafhængige.
Når luftmodstand ignoreres, vil den vandrette hastighed være konstant, da der ikke er friktion, og bevægelsen er ensartet.
Lodret bevægelse accelereres og afhænger af tyngdeaccelerationen.
Sammensætningen af bevægelserne danner en parabels bane.
Er du interesseret i at lære mere om Vandret lancering.
Spørgsmål 9 - Kraft og ydeevne
En elev undersøger effektiviteten af en maskine, som ifølge producentens oplysninger er 80 %. Maskinen får en effekt på 10,0 kW. Under disse forhold er den tilbudte nytteeffekt og den effekt, der afgives af maskinen, hhv
a) nytteeffekt: 6,4 kW og afledt effekt: 3,6 kW.
b) nytteeffekt: 2,0 kW og afledt effekt: 8,0 kW.
c) nytteeffekt: 10,0 kW og afledt effekt: 0,0 kW.
d) nytteeffekt: 8,0 kW og afledt effekt: 2,0 kW.
e) nytteeffekt: 5,0 kW og afledt effekt: 5,0 kW.
Effektivitet (η) er forholdet mellem nyttig effekt og modtaget effekt, udtrykt som:
Nyttig effekt er til gengæld den modtagne effekt minus den afledte effekt.
Nyttig effekt = modtaget effekt - afledt effekt
Med et udbytte på 80 % eller 0,8 har vi:
Den nyttige kraft er således:
Nyttig effekt = modtaget effekt - afledt effekt
Nyttig effekt = 10 kW - 2 W = 8 kW
Du vil måske huske om mekanisk kraft og ydeevne.
Spørgsmål 10 - Konservativt mekanisk system
I et fysiklaboratorium simulerer en bane med vogne en rutsjebane. De forlader vognen fra hvile på det højeste punkt af stien. Vognen sænker sig derefter, falder i højden, mens dens hastighed stiger under nedstigningen.
Hvis der ikke er noget energitab på grund af friktion eller luftmodstand, hvordan gælder bevaring af mekanisk energi for dette konservative system?
a) Den samlede mekaniske energi stiger, når vognen tager fart.
b) Den samlede mekaniske energi falder, da en del af energien omdannes til varme på grund af friktion.
c) Den samlede mekaniske energi forbliver konstant, da der ikke er nogen dissipative kræfter, der virker.
d) Den samlede mekaniske energi afhænger af vognens masse, da den påvirker tyngdekraften.
e) Den samlede mekaniske energi varierer afhængig af omgivelsestemperaturen, da den påvirker luftmodstanden.
Mekanisk energi er summen af dens dele, såsom gravitationel potentiel energi og kinetisk energi.
I betragtning af det konservative system, det vil sige uden energitab, skal den endelige energi være lig med den oprindelige.
I begyndelsen var vognen stationær, med dens kinetiske energi lig med nul, mens dens potentielle energi var den maksimale, da den var på det højeste punkt.
Når den går ned, begynder den at bevæge sig, og dens kinetiske energi stiger, når højden falder, hvilket også mindsker dens potentielle energi.
Mens den ene del aftager, stiger den anden i samme forhold, hvilket holder den mekaniske energi konstant.
Husk begreberne vedr mekanisk energi.
Spørgsmål 11 - Specifik masse eller absolut massefylde
I en undersøgelse af stoffets egenskaber bruges tre terninger af forskellige volumener og materialer til at skabe en skala over disse materialers specifikke masse.
Ved hjælp af en skala og en lineal fås følgende til kuberne:
- Stål: Masse = 500 g, volumen = 80 cm³
- Træ: Masse = 300 g, Volume = 400 cm³
- Aluminium: Masse = 270 g, volumen = 100 cm³
Fra den højeste specifikke masse til den laveste er de fundne værdier:
a) Stål: 6,25 g/cm³, Aluminium: 2,7 g/cm³, Træ: 0,75 g/cm³
b) Træ: 1,25 g/cm³, Stål: 0,75 g/cm³, Aluminium: 0,5 g/cm³
c) Stål: 2 g/cm³, Træ: 1,25 g/cm³, Aluminium: 0,5 g/cm³
d) Aluminium: 2 g/cm³, Stål: 0,75 g/cm³, Træ: 0,5 g/cm³
e) Aluminium: 2 g/cm³, Stål: 1,25 g/cm³, Træ: 0,75 g/cm³
Den specifikke masse af et materiale er defineret som massen pr. volumenenhed og beregnes med formlen:
For stål:
Til træ:
For aluminium:
Lær mere på:
- Especifik masse
- Massefylde
Spørgsmål 12 - Tryk udøvet af en væskesøjle
En elev dykker ned i en sø ved havoverfladen og når en dybde på 2 meter. Hvad er trykket, som vandet udøver på den i denne dybde? Betragt accelerationen på grund af tyngdekraften som og densiteten af vand som
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121.000 Pa
e) 200.000 Pa
Trykket i en væske i hvile er givet ved formlen:
P=ρ⋅g⋅h + atmosfærisk P
hvor:
P er trykket,
ρ er væskens massefylde,
g er accelerationen på grund af tyngdekraften,
h er væskens dybde.
Øv mere hydrostatiske øvelser.
ASTH, Rafael. Fysikøvelser (løst) for 1. år på gymnasiet.Alt betyder noget, [n.d.]. Tilgængelig i: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Adgang på:
Se også
- Øvelser om potentiel og kinetisk energi
- Fysik formler
- Newtons love Øvelser kommenteret og løst
- Arbejde i fysik
- Hydrostatiske øvelser
- Fysik hos Enem
- Øvelser om kinetisk energi
- Tyngdekraft