Sellest loendist leiate harjutusi põhikooli 1. klassis käsitletavatel füüsika teemadel. Harjutage ja lahendage oma kahtlused samm-sammult selgitatud vastuste abil.
1. küsimus – ühtlane liikumine (kinemaatika)
Auto sõidab mööda sirget inimtühja teed ja juht hoiab konstantset kiirust 80 km/h. Kui reisi algusest oli möödunud 2 tundi, sõitis juht
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
eesmärk
Määrake juhi läbitud vahemaa kilomeetrites.
Andmed
- Liikumine on ühtlane, st püsiva kiirusega ja nullkiirendusega.
- Kiirusmoodul on 80 km/h
- Reisi aeg oli 2 tundi.
Resolutsioon
Arvutame vahemaa kiiruse valemi abil:
kus,
on läbitud vahemaa kilomeetrites.
on ajavahemik tundides.
Kui tahame distantsi, isoleerime valemis.
Väärtuste asendamine:
Järeldus
Püsikiirusel 80 km/h sõites läbib juht pärast 2 tundi sõitu 160 km.
Harjuta rohkem kinemaatika harjutused.
2. küsimus – ühtlaselt mitmekesine liikumine (kinemaatika)
Autode võidusõidul ovaalsel rajal kiirendab üks autodest ühtlaselt ühtlase kiirusega. Piloot alustab puhkeolekust ja kiirendab 10 sekundit, kuni saavutab kiiruse 40 m/s. Auto saavutatud kiirendus oli
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
eesmärk
Määrake kiirendus 10-sekundilise ajavahemiku jooksul.
Andmed
10 s ajavahemik.
Kiiruse kõikumine 0 kuni 40 m/s.
Resolutsioon
Kuna kiirus varieerub, kiirendatakse liikumisviisi. Kuna kiirendus on konstantne, on tegemist ühtlaselt varieeruva liikumisega (MUV).
Kiirendus on see, kui palju kiirus teatud aja jooksul muutus.
kus,
The on kiirendus, m/s².
on kiiruse kõikumine, st lõppkiirus miinus algkiirus.
on ajavahemik, st viimane aeg miinus algaeg.
Kuna auto alustab puhkeolekust ja aeg hakkab aeglustuma niipea, kui auto hakkab liikuma, on algkiirus ja aeg võrdne nulliga.
Avalduses esitatud andmete asendamine:
Järeldus
Sellel ajavahemikul oli auto kiirendus 4 m/s².
Vaata harjutusi Ühtlaselt vaheldusrikas liikumine
3. küsimus – Newtoni esimene seadus (dünaamika)
Kujutage ette rongi, mis sõidab läbi Brasiilia. Järsku peab juht rööbastele sattunud takistuse tõttu rongi ootamatult pidurdama. Kõik rongis olevad objektid jätkavad liikumist, säilitades kiiruse ja trajektoori, mis neil varem oli. Reisijaid loobitakse vankri ümber, õhus hõljuvad pastakad, raamatud ja isegi see õun, mille keegi lõunale tõi.
Füüsika põhimõte, mis selgitab rongivagunis toimuvat, on
a) gravitatsiooniseadus.
b) tegutsemise ja reaktsiooni seadus.
c) inertsiseadus.
d) energiasäästuseadus.
e) kiirusseadus.
Selgitus
Newtoni 1. seadus, mida nimetatakse ka inertsiseaduseks, väidab, et puhkeasendis olev objekt jääb puhkeolekusse ja puhkeasendis olev objekt jääb puhkeolekusse. Liikuv objekt jätkab liikumist konstantse kiirusega, välja arvatud juhul, kui sellele mõjub välisjõud.
Sellisel juhul jätkavad objektide liikumist isegi siis, kui rong järsult kiirust vähendab inertsi tõttu on kehade kalduvus säilitada oma liikumisseisund (suund, moodul ja suund) või puhata.
Teil võib olla huvi selle kohta rohkem teada saada Newtoni esimene seadus.
4. küsimus – Newtoni teine seadus (dünaamika)
Eksperimentaalfüüsika tunnis tehakse katse, kus kasutatakse erineva massiga kaste ja rakendatakse igaühele konstantset jõudu. Eesmärk on mõista, kuidas on objekti kiirendus seotud rakendatava jõu ja objekti massiga.
Katse ajal säilitab kast pideva kiirenduse 2 m/s². Seejärel muudetakse massi ja tugevust järgmistes olukordades:
I - Mass jääb samaks, kuid jõumoodul on kaks korda suurem kui originaal.
II - Rakendatud jõud on sama, mis originaal, kuid mass kahekordistub.
Uute kiirenduste väärtused originaaliga võrreldes on mõlemal juhul vastavalt
)
B)
w)
d)
See on)
Jõu, massi ja kiirenduse suhet kirjeldab Newtoni teine seadus, mis ütleb: kehale mõjuv resultantjõud on võrdne selle massi ja kiirenduse korrutisega.
kus,
FR on resultantjõud, kõigi kehale mõjuvate jõudude summa,
m on mass,
a on kiirendus.
Olukorras I, meil on:
Mass jääb samaks, kuid jõu suurus kahekordistub.
Eristamiseks kasutame algsete koguste jaoks 1 ja uue jaoks 2.
Originaal:
Uus:
Jõud 2 on topeltjõud 1.
F2 = 2F1
Kuna massid on võrdsed, isoleerime need mõlemas võrrandis, võrdsustame ja lahendame a2.
F2 asendamine,
Seega, kui kahekordistame jõu suuruse, korrutatakse ka kiirenduse suurus 2-ga.
II olukorras:
Jõudude võrdsustamine ja eelmise protsessi kordamine:
m2 vahetamine,
Seega, kahekordistades massi ja säilitades algjõu, väheneb kiirendus poole võrra.
Vajab tugevdamist Newtoni teine seadus? Lugege meie sisu.
5. küsimus – Newtoni kolmas seadus (dünaamika)
Praktilisest õppimisest õhinal füüsikaõpetaja otsustab klassiruumis läbi viia omapärase katse. Ta paneb jalga rulluisud ja surub seejärel vastu seina. Uurime selle olukorraga seotud füüsilisi mõisteid.
Kui surute rulluiske kandes vastu klassiruumi seina, siis mis juhtub õpetajaga ja millised on sellega seotud füüsilised mõisted?
a) A) Õpetaja projitseerub seinale rakendatava jõu tõttu ettepoole. (Newtoni seadus – kolmas tegevuse ja reaktsiooni seadus)
b) Õpetaja jääb paigale, kuna uiskude ja põranda vahel on hõõrdumine. (Newtoni seadus – lineaarse liikumise kvantiteedi säilimine)
c) Õpetaja jääb paigale. (Newtoni seadus – hõõrdumine)
d) Õpetaja visatakse tahapoole, uiskude veeremise tõttu, seinareaktsiooni rakendamise tõttu. (Newtoni seadus – kolmas tegevuse ja reaktsiooni seadus)
e) Õpetaja uisud kuumenevad põrandaga hõõrdumise tõttu. (Newtoni seadus – hõõrdumine)
Newtoni kolmas seadus selgitab, et iga tegevus tekitab sama intensiivsusega, samasuunalise ja vastupidise reaktsiooni.
Vastu seina jõudu rakendades surub reaktsioon õpetajat vastupidises suunas, sama intensiivsusega kui rakendatud jõud.
Tegevuse ja reaktsiooni seadus toimib kehade paaridele, mitte kunagi samale kehale.
Kuna uisud võimaldavad veereda, visatakse õpetaja massikese tagurpidi ja ta libiseb mööda tuba.
Pea meeles Newtoni kolmas seadus.
6. küsimus – universaalse gravitatsiooni seadus
Kooli füüsikaklubi uurib Kuu orbiiti ümber Maa. Nad soovivad mõista Maa ja selle loodusliku satelliidi vahelise gravitatsioonijõu tõmbejõudu, rakendades Newtoni universaalse gravitatsiooniseaduse põhimõtteid.
Massihinnangud on kg Maa puhul ja umbes 80 korda väiksem Kuu puhul. Nende keskused asuvad keskmiselt 384 000 km kaugusel.
Teades, et universaalse gravitatsiooni konstant (G) on N⋅m²/kg², on Maa ja Kuu vaheline gravitatsiooniline külgetõmbejõud ligikaudu
)
B)
w)
d)
See on)
Newtoni universaalse gravitatsiooni seadus ütleb: "Kahe massi (m1 ja m2) vaheline gravitatsioonitõmbejõud on otseselt võrdeline nende massi ja universaalse gravitatsioonikonstandi korrutisega ning pöördvõrdeline kahe ruuduga vahemaa.
Selle valem:
kus:
F on gravitatsiooni tõmbejõud,
G on universaalse gravitatsiooni konstant,
m1 ja m2 on kehade massid,
d on masside keskpunktide vaheline kaugus meetrites.
Väärtuse asendus:
Vaata lähemalt Gravitatsioonijõud.
7. küsimus – vaba langemine (liikumine ühtlases gravitatsiooniväljas)
Kooli teadusmessi praktilises ülesandes paljastab rühm ühtlase gravitatsioonivälja mõju. Pärast gravitatsiooni mõiste selgitamist viivad nad läbi praktilise katse.
Kaks teraskera, ühe läbimõõduga 5 cm ja teise läbimõõduga 10 cm, vabastatakse paigalt, samas hetkel ühe rühmaliikme poolt kolmanda korruse aknast kool.
Maa peal salvestab aegluubis salvestav mobiiltelefon kerade maapinnale löögi täpse hetke. Rühm palub pealtvaatajatel lehel valida suvandi, mis nende sõnul selgitab objektide kiiruse seost nende maapinna puudutamisel.
Kui tunnete füüsikat hästi, valite valiku, mis ütleb
a) raskemal objektil on suurem kiirus.
b) kergemal objektil on suurem kiirus.
c) mõlemal objektil on sama kiirus.
d) kiiruste erinevus sõltub torni kõrgusest.
e) kiiruste erinevus sõltub objektide massist.
Jättes tähelepanuta õhu mõju, langevad kõik objektid raskusjõu toimel sama kiirendusega, olenemata nende massist.
Gravitatsiooniväli tõmbab objekte Maa keskmesse sama konstantse kiirendusega ligikaudu .
Kiiruse funktsiooni kirjeldatakse järgmiselt:
Kui Vi on nulliga võrdne algkiirus ja kiirendus on g:
Seetõttu sõltub kiirus ainult raskuskiirenduse väärtusest ja langemisajast.
Läbitud vahemaad saab mõõta ka:
On näha, et objekti massist ei sõltu kiirus ega kaugus.
Treeni rohkem vabalangemise harjutused.
8. küsimus – horisontaalne start (liikumine ühtlases gravitatsiooniväljas)
Paar õpilast viskavad katses palli kõrgelt horisontaalselt. Sel ajal, kui üks viskab palli, salvestab teine teatud kaugusel palli trajektoori video. Jättes tähelepanuta õhutakistuse, on palli trajektoor ja horisontaalne kiirus liikumise ajal
a) sirge laskuv joon ja horisontaalne kiirus suureneb.
b) sirgjoon ja horisontaalne kiirus aja jooksul suureneb.
c) ringi kaar ja horisontaalne kiirus aja jooksul väheneb.
d) laineline joon ja horisontaalne kiirus kõigub.
e) parabool ja horisontaalne kiirus jääb konstantseks.
Horisontaalne ja vertikaalne liikumine on sõltumatud.
Kui õhutakistust eiratakse, on horisontaalne kiirus konstantne, kuna hõõrdumine puudub ja liikumine on ühtlane.
Vertikaalne liikumine on kiirendatud ja sõltub gravitatsiooni kiirendusest.
Liikumiste koosseis moodustab parabooli trajektoori.
Kas olete huvitatud rohkem teada saada Horisontaalne käivitamine.
9. küsimus - Võimsus ja jõudlus
Üliõpilane uurib masina efektiivsust, mis tootja andmetel on 80%. Masin saab võimsust 10,0 kW. Nendel tingimustel on pakutav kasulik võimsus ja masina poolt hajutatud võimsus vastavalt
a) kasulik võimsus: 6,4 kW ja hajutatud võimsus: 3,6 kW.
b) kasulik võimsus: 2,0 kW ja hajutatud võimsus: 8,0 kW.
c) kasulik võimsus: 10,0 kW ja hajutatud võimsus: 0,0 kW.
d) kasulik võimsus: 8,0 kW ja hajutatud võimsus: 2,0 kW.
e) kasulik võimsus: 5,0 kW ja hajutatud võimsus: 5,0 kW.
Kasutegur (η) on kasuliku võimsuse ja vastuvõetud võimsuse suhe, mida väljendatakse järgmiselt:
Kasulik võimsus on omakorda saadud võimsus miinus hajutatud võimsus.
Kasulik võimsus = vastuvõetud võimsus - hajutatud võimsus
Kui tootlus on 80% ehk 0,8, on meil:
Seega on kasulik võimsus:
Kasulik võimsus = vastuvõetud võimsus - hajutatud võimsus
Kasulik võimsus = 10 kW - 2 W = 8 kW
Võib-olla soovite meeles pidada mehaaniline võimsus ja jõudlus.
10. küsimus - Konservatiivne mehaaniline süsteem
Füüsikalaboris simuleerib kärudega rada rullnokka. Nad jätavad käru raja kõrgeimas punktis seisma. Seejärel laskub vanker alla, vähendades oma kõrgust, samal ajal kui laskumise ajal selle kiirus suureneb.
Kui hõõrdumise või õhutakistuse tõttu pole energiakadu, siis kuidas kehtib mehaanilise energia jäävus selle konservatiivse süsteemi puhul?
a) Mehaaniline koguenergia suureneb, kui käru kogub kiirust.
b) Kogu mehaaniline energia väheneb, kuna osa energiast muutub hõõrdumise tõttu soojuseks.
c) Kogu mehaaniline energia jääb konstantseks, kuna puuduvad hajutavad jõud.
d) Kogu mehaaniline energia sõltub vankri massist, kuna see mõjutab gravitatsioonijõudu.
e) Kogu mehaaniline energia varieerub sõltuvalt ümbritseva õhu temperatuurist, kuna see mõjutab õhutakistust.
Mehaaniline energia on selle osade summa, nagu gravitatsioonipotentsiaalne energia ja kineetiline energia.
Arvestades konservatiivset süsteemi, st ilma energiakadudeta, peab lõppenergia olema võrdne esialgsega.
Alguses oli käru paigal, selle kineetiline energia oli nulliga võrdne, samas kui potentsiaalne energia oli maksimaalne, nagu ka kõrgeimas punktis.
Laskumisel hakkab ta liikuma ja selle kineetiline energia kasvab kõrguse vähenedes, vähendades ka potentsiaalset energiat.
Samal ajal kui üks osa väheneb, suureneb teine samas proportsioonis, hoides mehaanilise energia konstantsena.
Pidage meeles mõisteid selle kohta mehaaniline energia.
11. küsimus - Erimass või absoluuttihedus
Aine omaduste uurimisel kasutatakse nende materjalide erimassi skaala koostamiseks kolme erineva mahu ja materjaliga kuubikut.
Skaala ja joonlaua abil saadakse kuubikute jaoks:
- Teras: mass = 500 g, maht = 80 cm³
- Puidust: mass = 300 g, maht = 400 cm³
- Alumiinium: mass = 270 g, maht = 100 cm³
Leitud väärtused on suurimast erimassist madalaima:
a) Teras: 6,25 g/cm³, alumiinium: 2,7 g/cm³, puit: 0,75 g/cm³
b) puit: 1,25 g/cm³, teras: 0,75 g/cm³, alumiinium: 0,5 g/cm³
c) Teras: 2 g/cm³, puit: 1,25 g/cm³, alumiinium: 0,5 g/cm³
d) Alumiinium: 2 g/cm³, teras: 0,75 g/cm³, puit: 0,5 g/cm³
e) Alumiinium: 2 g/cm³, teras: 1,25 g/cm³, puit: 0,75 g/cm³
Materjali erimass määratakse massina ruumalaühiku kohta ja arvutatakse järgmise valemiga:
Jaoks terasest:
Et puit:
Jaoks alumiiniumist:
Lisateavet leiate aadressilt:
- Spetsiifiline mass
- Tihedus
12. küsimus - Vedeliku kolonni avaldatav rõhk
Õpilane sukeldub merepinnal asuvasse järve ja jõuab 2 meetri sügavusele. Kui suur on rõhk, mida vesi sellel sügavusel sellele avaldab? Kaaluge gravitatsioonist tingitud kiirendust kui ja vee tihedus as
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121 000 Pa
e) 200 000 Pa
Rõhk puhkeolekus saadakse järgmise valemiga:
P=ρ⋅g⋅h + atmosfääriline P
kus:
P on rõhk,
ρ on vedeliku tihedus,
g on raskuskiirendus,
h on vedeliku sügavus.
Harjuta rohkem hüdrostaatilised harjutused.
ASTH, Rafael. Füüsikaharjutused (lahendatud) gümnaasiumi 1. klassile.Kõik oluline, [n.d.]. Saadaval: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Juurdepääs aadressil:
Vaata ka
- Potentsiaalse ja kineetilise energia harjutused
- Füüsika valemid
- Newtoni seaduste harjutused kommenteerisid ja lahendasid
- Töö füüsikas
- Hüdrostaatilised harjutused
- Füüsika Enemis
- Harjutused kineetilise energia alal
- Gravitatsioon
