Tästä luettelosta löydät harjoituksia lukion 1. vuoden fysiikan pääaiheista. Harjoittele ja ratkaise epäilyksesi vaihe vaiheelta selitetyillä vastauksilla.
Kysymys 1 - Tasainen liike (kinematiikka)
Auto ajaa suoraa, autiota tietä ja kuljettaja ylläpitää vakionopeutta 80 km/h. Kun matkan alkamisesta oli kulunut 2 tuntia, kuljettaja ajoi
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
päämäärä
Määritä kuljettajan kulkema matka kilometreinä.
Data
- Liike on tasaista, eli vakionopeudella ja nollakiihtyvyydellä.
- Nopeusmoduuli on 80 km/h
- Matka-aika oli 2 tuntia.
Resoluutio
Lasketaan matka nopeuskaavalla:
Missä,
on kuljettu matka km.
on aikaväli tunteina.
Kun haluamme etäisyyttä, eristämme kaavassa.
Arvojen korvaaminen:
Johtopäätös
Ajettaessa tasaisella 80 km/h nopeudella kuljettaja ajaa 2 tunnin ajon jälkeen 160 km.
Harjoittele enemmän kinemaattiset harjoitukset.
Kysymys 2 - Tasaisesti vaihteleva liike (kinematiikka)
Autokilpailussa soikealla radalla yksi autoista kiihtyy tasaisesti tasaisella nopeudella. Ohjaaja lähtee levosta ja kiihtyy 10 sekuntia, kunnes saavuttaa 40 m/s nopeuden. Auton saavuttama kiihtyvyys oli
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
päämäärä
Määritä kiihtyvyys 10 sekunnin aikavälillä.
Data
10 s aikaväli.
Nopeusvaihtelu 0 - 40 m/s.
Resoluutio
Koska nopeudessa on vaihtelua, liiketyyppi kiihtyy. Koska kiihtyvyys on vakio, se on tasaisesti vaihteleva liike (MUV).
Kiihtyvyys tarkoittaa, kuinka paljon nopeus muuttui tietyn ajan kuluessa.
Missä,
The on kiihtyvyys, m/s².
on nopeuden vaihtelu, eli loppunopeus miinus alkunopeus.
on aikaväli, eli viimeinen aika miinus alkuaika.
Kun auto lähtee liikkeelle ja aika alkaa hidastua heti kun auto lähtee liikkeelle, alkunopeus ja aika ovat nolla.
Korvataan lausunnossa annetut tiedot:
Johtopäätös
Tällä aikavälillä auton kiihtyvyys oli 4 m/s².
Katso harjoitukset Tasaisesti vaihteleva liike
Kysymys 3 - Newtonin ensimmäinen laki (dynamiikka)
Kuvittele juna, joka kulkee Brasilian läpi. Yhtäkkiä kuljettajan on äkillisesti jarrutettava junaa raiteilla olevan esteen vuoksi. Kaikki junan esineet jatkavat liikkumistaan säilyttäen entisen nopeuden ja lentoradan. Matkustajia heitetään vaunujen ympärille, kyniä, kirjoja ja jopa lounaalle tuoma omena leijuu ilmassa.
Fysiikan periaate, joka selittää mitä junavaunun sisällä tapahtuu, on
a) painovoimalaki.
b) Toiminnan ja reaktion laki.
c) Inertialaki.
d) energiansäästölaki.
e) nopeuslaki.
Selitys
Newtonin ensimmäinen laki, jota kutsutaan myös hitauslaiksi, sanoo, että levossa oleva esine pysyy levossa ja levossa oleva esine pysyy levossa. Liikkeessä oleva esine jatkaa liikkumistaan vakionopeudella, ellei siihen vaikuta ulkoinen voima.
Tässä tapauksessa, vaikka juna hidastaisi äkillisesti nopeuttaan, esineet jatkavat liikkumista johtuen hitaudesta johtuen kappaleilla on taipumus säilyttää liiketila (suunta, moduuli ja suunta) tai levätä.
Saatat olla kiinnostunut oppimaan lisää aiheesta Newtonin ensimmäinen laki.
Kysymys 4 - Newtonin toinen laki (dynamiikka)
Kokeellisella fysiikan tunnilla tehdään koe käyttämällä eri massaisia laatikoita ja kohdistamalla kuhunkin vakiovoimaa. Tavoitteena on ymmärtää kuinka kohteen kiihtyvyys liittyy kohdistettuun voimaan ja kohteen massaan.
Kokeen aikana laatikko ylläpitää vakiokiihtyvyyttä 2 m/s². Myöhemmin massan ja lujuuden muutoksia tehdään seuraavissa tilanteissa:
I - Massa pysyy samana, mutta voimamoduuli on kaksi kertaa suurempi kuin alkuperäinen.
II - Käytetty voima on sama kuin alkuperäinen, mutta massa kaksinkertaistuu.
Uusien kiihtyvyyksien arvot suhteessa alkuperäiseen molemmissa tapauksissa ovat vastaavasti
The)
B)
w)
d)
Se on)
Voiman, massan ja kiihtyvyyden suhdetta kuvaa Newtonin toinen laki, joka sanoo: kappaleeseen vaikuttava resultanttivoima on yhtä suuri kuin sen massan ja kiihtyvyyden tulo.
Missä,
FR on resultanttivoima, kaikkien kehoon vaikuttavien voimien summa,
m on massa,
a on kiihtyvyys.
Tilanteessa I, meillä on:
Massa pysyy samana, mutta voiman suuruus kaksinkertaistuu.
Erotaaksemme käytämme 1:tä alkuperäisille määrille ja 2:ta uudelle.
Alkuperäinen:
Uusi:
Voima 2 on kaksoisvoima 1.
F2 = 2F1
Koska massat ovat yhtä suuret, eristämme ne molemmissa yhtälöissä, yhtäläisemme ne ja ratkaisemme a2:n.
Korvaa F2,
Kun siis kaksinkertaistamme voiman suuruuden, myös kiihtyvyyden suuruus kerrotaan kahdella.
Tilanteessa II:
Voimien tasaaminen ja edellisen prosessin toistaminen:
Vaihto m2,
Näin ollen kaksinkertaistamalla massa ja säilyttämällä alkuperäinen voima kiihtyvyys putoaa puoleen.
Tarvitsee vahvistusta Newtonin toinen laki? Lue sisältömme.
Kysymys 5 - Newtonin kolmas laki (dynamiikka)
Käytännön oppimisesta innostunut fysiikan opettaja päättää tehdä luokkahuoneessa erikoisen kokeen. Hän laittaa päälle rullaluistimet ja työntyy sitten seinää vasten. Tutkimme tähän tilanteeseen liittyviä fyysisiä käsitteitä.
Mitä opettajalle tapahtuu ja mitä fyysisiä käsitteitä siihen liittyy, kun työnnät luokkahuoneen seinää vasten rullaluistimilla?
a) A) Opettaja projisoituu eteenpäin seinään kohdistuvan voiman vuoksi. (Newtonin laki – Kolmas toiminnan ja reaktion laki)
b) Opettaja pysyy paikallaan, koska luistimien ja lattian välillä on kitkaa. (Newtonin laki – Lineaarisen liikkeen määrän säilyminen)
c) Opettaja pysyy paikallaan. (Newtonin laki - Kitka)
d) Opettaja heitetään taaksepäin luistimien vierimisen vuoksi seinäreaktion vuoksi. (Newtonin laki – Kolmas toiminnan ja reaktion laki)
e) Opettajan luistimet kuumenevat lattian kanssa tapahtuvan kitkan vuoksi. (Newtonin laki - Kitka)
Newtonin kolmas laki selittää, että jokainen toiminta saa aikaan saman intensiteetin, samansuuntaisen ja vastakkaisen reaktion.
Kun voimaa kohdistetaan seinää vasten, reaktio työntää opettajaa vastakkaiseen suuntaan, samalla intensiteetillä kuin kohdistettu voima.
Toiminnan ja reaktion laki vaikuttaa kappalepareihin, ei koskaan samaan kehoon.
Kun luistimet sallivat rullauksen, opettajan painopiste heitetään taaksepäin ja hän liukuu huoneen poikki.
Muista Newtonin kolmas laki.
Kysymys 6 - Universaalin gravitaatiolaki
Koulun fysiikan kerho tutkii Kuun kiertorataa Maan ympäri. He haluavat ymmärtää maan ja sen luonnollisen satelliitin välisen vetovoiman Newtonin universaalin painovoimalain periaatteita soveltaen.
Massaarviot ovat kg Maassa ja noin 80 kertaa pienempi Kuussa. Niiden keskukset sijaitsevat keskimäärin 384 000 kilometrin etäisyydellä.
Tietäen, että universaalin gravitaatiovakio (G) on N⋅m²/kg², Maan ja Kuun välinen vetovoima on noin
The)
B)
w)
d)
Se on)
Newtonin universaalin painovoiman laki sanoo: "Kahden massan (m1 ja m2) välinen vetovoimavoima on suoraan verrannollinen niiden massojen ja universaalin gravitaatiovakion tuloon ja kääntäen verrannollinen kahden neliöön etäisyys.
Sen kaava:
missä:
F on vetovoiman vetovoima,
G on universaalin gravitaatiovakio,
m1 ja m2 ovat kappaleiden massat,
d on massojen keskipisteiden välinen etäisyys metreinä.
Arvon korvaava:
Katso lisää aiheesta Painovoima.
Kysymys 7 - Vapaa pudotus (Liikkuminen tasaisessa gravitaatiokentässä)
Koulun Tiedemessujen käytännön tehtävässä ryhmä paljastaa yhtenäisen gravitaatiokentän vaikutuksia. Painovoiman käsitteen selityksen jälkeen he suorittavat käytännön kokeen.
Kaksi teräspalloa, joista toinen on halkaisijaltaan 5 cm ja toinen 10 cm, vapautuu levosta samassa hetki, yksi ryhmän jäsenistä, ikkunasta kolmannessa kerroksessa koulu.
Maan päällä hidastettuna nauhoittava matkapuhelin tallentaa pallon tarkasti maahan kohdistuvan törmäyshetken. Arkilla ryhmä pyytää katsojia valitsemaan vaihtoehdon, joka heidän mukaansa selittää esineiden nopeuksien välisen suhteen niiden koskettaessa maata.
Sinä, jolla on hyvä ymmärrys fysiikasta, valitset vaihtoehdon, jossa lukee
a) raskaammalla esineellä on suurempi nopeus.
b) kevyemmällä esineellä on suurempi nopeus.
c) molemmilla kohteilla on sama nopeus.
d) nopeusero riippuu tornin korkeudesta.
e) nopeusero riippuu esineiden massasta.
Ilman vaikutukset huomioimatta, kaikki esineet putoavat samalla kiihtyvyydellä painovoiman vaikutuksesta niiden massasta riippumatta.
Gravitaatiokenttä vetää puoleensa esineitä Maan keskustaan samalla vakiokiihtyvyydellä, joka on noin .
Nopeustoimintoa kuvaa:
Kun Vi on alkunopeus nolla ja kiihtyvyys on g:
Nopeus riippuu siis vain painovoiman aiheuttaman kiihtyvyyden arvosta ja putoamisajasta.
Kuljettu matka voidaan mitata myös:
On mahdollista nähdä, että nopeus tai etäisyys eivät riipu kohteen massasta.
Treenaa enemmän vapaapudotusharjoituksia.
Kysymys 8 - Vaakasuora laukaisu (liike tasaisessa gravitaatiokentässä)
Opiskelijapari heittää kokeessa palloa vaakasuoraan korkealta. Kun toinen heittää palloa, toinen tietyllä etäisyydellä tallentaa videon pallon liikeradalta. Ilmanvastus huomioimatta, pallon lentorata ja vaakanopeus liikkeen aikana ovat
a) suora laskeva viiva, jolloin vaakanopeus kasvaa.
b) suora viiva, ja vaakanopeus kasvaa ajan myötä.
c) ympyrän kaari, ja vaakanopeus pienenee ajan myötä.
d) aaltoviiva, ja vaakasuuntainen nopeus vaihtelee.
e) paraabeli, ja vaakanopeus pysyy vakiona.
Vaaka- ja pystyliike ovat riippumattomia.
Kun ilmanvastusta ei oteta huomioon, vaakanopeus on vakio, koska kitkaa ei ole ja liike on tasaista.
Pystysuuntainen liike kiihtyy ja riippuu painovoiman kiihtyvyydestä.
Liikkeiden koostumus muodostaa paraabelin liikeradan.
Oletko kiinnostunut oppimaan lisää Vaakasuora käynnistys.
Kysymys 9 - Tehoa ja suorituskykyä
Opiskelija tutkii koneen tehokkuutta, joka valmistajan tietojen mukaan on 80 %. Kone saa 10,0 kW tehoa. Näissä olosuhteissa koneen tarjoama hyötyteho ja vastaavasti hajautettu teho ovat vastaavasti
a) hyötyteho: 6,4 kW ja hajautettu teho: 3,6 kW.
b) hyötyteho: 2,0 kW ja hajautettu teho: 8,0 kW.
c) hyötyteho: 10,0 kW ja hajautettu teho: 0,0 kW.
d) hyötyteho: 8,0 kW ja hajautettu teho: 2,0 kW.
e) hyötyteho: 5,0 kW ja hajautettu teho: 5,0 kW.
Hyötysuhde (η) on hyötytehon ja vastaanotetun tehon välinen suhde ilmaistuna:
Hyödyllinen teho puolestaan on vastaanotettu teho miinus hajallaan oleva teho.
Hyödyllinen teho = vastaanotettu teho - hajautettu teho
Kun tuotto on 80 % tai 0,8, meillä on:
Siten hyödyllinen teho on:
Hyödyllinen teho = vastaanotettu teho - hajautettu teho
Hyödyllinen teho = 10 kW - 2 W = 8 kW
Haluat ehkä muistaa mekaaninen teho ja suorituskyky.
Kysymys 10 - Konservatiivinen mekaaninen järjestelmä
Fysiikan laboratoriossa kärryillä varustettu rata simuloi vuoristorataa. He jättävät kärryn levosta polun korkeimmassa kohdassa. Tämän jälkeen kärry laskeutuu alas ja laskee sen korkeutta, kun taas sen nopeus kasvaa laskeutumisen aikana.
Jos kitkasta tai ilmanvastuksesta johtuvaa energiahäviötä ei tapahdu, miten mekaanisen energian säilyminen koskee tätä konservatiivista järjestelmää?
a) Kokonaismekaaninen energia kasvaa kärryn kiihtyessä.
b) Mekaaninen kokonaisenergia pienenee, kun osa energiasta muuttuu lämmöksi kitkan vaikutuksesta.
c) Mekaaninen kokonaisenergia pysyy vakiona, koska siihen ei vaikuta dissipatiivisia voimia.
d) Mekaaninen kokonaisenergia riippuu kärryn massasta, koska se vaikuttaa painovoimaan.
e) Mekaaninen kokonaisenergia vaihtelee ympäristön lämpötilan mukaan, koska se vaikuttaa ilmanvastukseen.
Mekaaninen energia on sen osien summa, kuten gravitaatiopotentiaalienergia ja liike-energia.
Kun otetaan huomioon konservatiivinen järjestelmä, eli ilman energiahäviöitä, lopullisen energian on oltava yhtä suuri kuin alkuperäinen.
Alussa kärry oli paikallaan, sen liike-energia oli nolla, kun taas sen potentiaalienergia oli suurin, kuten se oli korkeimmassa kohdassa.
Laskeutuessaan se alkaa liikkua ja sen kineettinen energia kasvaa korkeuden pienentyessä, mikä vähentää myös sen potentiaalienergiaa.
Kun yksi osa pienenee, toinen kasvaa samassa suhteessa pitäen mekaanisen energian vakiona.
Muista käsitteet aiheesta mekaaninen energia.
Kysymys 11 - Ominaismassa tai absoluuttinen tiheys
Aineiden ominaisuuksien tutkimuksessa käytetään kolmea eri tilavuudeltaan ja materiaaliltaan erilaista kuutiota luomaan asteikon näiden materiaalien ominaismassasta.
Asteikon ja viivaimen avulla kuutioille saadaan seuraavat:
- Teräs: Paino = 500 g, tilavuus = 80 cm³
- Puinen: Paino = 300 g, tilavuus = 400 cm³
- Alumiini: Paino = 270 g, tilavuus = 100 cm³
Suurimmasta ominaismassasta pienimpään, löydetyt arvot ovat:
a) Teräs: 6,25 g/cm³, alumiini: 2,7 g/cm³, puu: 0,75 g/cm³
b) Puu: 1,25 g/cm³, teräs: 0,75 g/cm³, alumiini: 0,5 g/cm³
c) Teräs: 2 g/cm³, Puu: 1,25 g/cm³, Alumiini: 0,5 g/cm³
d) Alumiini: 2 g/cm³, Teräs: 0,75 g/cm³, Puu: 0,5 g/cm³
e) Alumiini: 2 g/cm³, teräs: 1,25 g/cm³, puu: 0,75 g/cm³
Materiaalin ominaismassa määritellään massaksi tilavuusyksikköä kohti, ja se lasketaan kaavalla:
Varten teräs:
Kohteeseen puu:
Varten alumiini:
Lisätietoja osoitteessa:
- Erityinen massa
- Tiheys
Kysymys 12 - Nestekolonnin aiheuttama paine
Opiskelija sukeltaa järveen merenpinnan tasolla ja saavuttaa 2 metrin syvyys. Mikä on paine, jonka vesi kohdistaa siihen tällä syvyydellä? Tarkastellaan painovoiman aiheuttamaa kiihtyvyyttä as ja veden tiheys as
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121 000 Pa
e) 200 000 Pa
Lepotilassa olevan nesteen paine saadaan kaavasta:
P=ρ⋅g⋅h + ilmakehän P
missä:
P on paine,
ρ on nesteen tiheys,
g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys,
h on nesteen syvyys.
Harjoittele enemmän hydrostaattiset harjoitukset.
ASTH, Rafael. Fysiikan harjoitukset (ratkaistu) lukion 1. vuodelle.Kaikki väliä, [n.d.]. Saatavilla: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Pääsy osoitteessa:
Katso myös
- Harjoituksia potentiaali- ja liike-energiasta
- Fysiikan kaavat
- Newtonin lakien harjoitukset kommentoivat ja ratkaisivat
- Työskentele fysiikassa
- Hydrostaattiset harjoitukset
- Fysiikka Enemissä
- Harjoituksia liike-energiasta
- Painovoima