Šajā sarakstā jūs atradīsiet vingrinājumus par galvenajām fizikas tēmām, kuras aplūkotas vidusskolas 1. kursā. Praktizējiet un atrisiniet savas šaubas, izmantojot soli pa solim izskaidrotās atbildes.
1. jautājums — vienveidīga kustība (kinemātika)
Automašīna brauc pa taisnu, pamestu ceļu, un vadītājs uztur nemainīgu ātrumu 80 km/h. Kad kopš brauciena sākuma bija pagājušas 2 stundas, vadītājs brauca
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
mērķis
Nosakiet vadītāja nobraukto attālumu kilometros.
Dati
- Kustība ir vienmērīga, tas ir, ar nemainīgu ātrumu un nulles paātrinājumu.
- Ātruma modulis ir 80 km/h
- Ceļojuma laiks bija 2 stundas.
Izšķirtspēja
Aprēķināsim attālumu, izmantojot ātruma formulu:
kur,
ir nobrauktais attālums km.
ir laika intervāls stundās.
Kā mēs vēlamies attālumu, mēs izolējamies formulā.
Vērtību aizstāšana:
Secinājums
Braucot ar nemainīgu ātrumu 80 km/h, pēc 2 stundu brauciena vadītājs veic 160 km.
Trenējies vairāk kinemātikas vingrinājumi.
2. jautājums — vienmērīgi daudzveidīga kustība (kinemātika)
Automašīnu sacīkstēs ovālā trasē viena no automašīnām vienmērīgi paātrinās ar nemainīgu ātrumu. Pilots sāk miera stāvoklī un paātrina 10 sekundes, līdz sasniedz ātrumu 40 m/s. Automašīnas sasniegtais paātrinājums bija
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
mērķis
Nosakiet paātrinājumu 10 sekunžu laika intervālā.
Dati
10 s laika intervāls.
Ātruma izmaiņas no 0 līdz 40 m/s.
Izšķirtspēja
Tā kā ir atšķirības ātrumā, kustības veids tiek paātrināts. Tā kā paātrinājuma ātrums ir nemainīgs, tā ir vienmērīgi mainīga kustība (MUV).
Paātrinājums ir ātrums, kas laika periodā ir mainījies.
kur,
The ir paātrinājums m/s².
ir ātruma izmaiņas, tas ir, gala ātrums mīnus sākotnējais ātrums.
ir laika intervāls, tas ir, pēdējais laiks mīnus sākotnējais laiks.
Tā kā automašīna sāk darboties no atpūtas un laiks sāk palēnināties, tiklīdz automašīna sāk kustēties, sākotnējais ātrums un laiks ir vienādi ar nulli.
Aizstājot paziņojumā sniegtos datus:
Secinājums
Šajā laika intervālā automašīnas paātrinājums bija 4 m/s².
Skatīt vingrinājumus Vienmērīgi daudzveidīga kustība
3. jautājums — Ņūtona pirmais likums (dinamika)
Iedomājieties vilcienu, kas brauc cauri Brazīlijai. Pēkšņi mašīnistam ir pēkšņi jābremzē vilciens, jo uz sliedēm ir kāds šķērslis. Visi vilcienā esošie objekti turpina kustēties, saglabājot tādu ātrumu un trajektoriju, kāds tiem bija iepriekš. Ap karieti mētājas pasažieri, gaisā lidinās pildspalvas, grāmatas un pat tas ābols, ko kāds atnesis pusdienās.
Fizikas princips, kas izskaidro, kas notiek vilciena vagonā, ir
a) gravitācijas likums.
b) Rīcības un reakcijas likums.
c) inerces likums.
d) Enerģijas saglabāšanas likums.
e) Ātruma likums.
Paskaidrojums
Ņūtona 1. likums, saukts arī par inerces likumu, nosaka, ka miera stāvoklī esošs objekts paliks miera stāvoklī, un objekts miera stāvoklī paliks miera stāvoklī. Kustībā esošs objekts turpinās kustēties ar nemainīgu ātrumu, ja vien uz to neiedarbosies ārējs spēks.
Šajā gadījumā, pat vilcienam strauji samazinot ātrumu, objekti turpina kustēties dēļ inerces dēļ ķermeņiem ir tendence saglabāt savu kustības stāvokli (virziens, modulis un virziens) vai atpūta.
Iespējams, jūs interesēs uzzināt vairāk par Ņūtona pirmais likums.
4. jautājums — Ņūtona otrais likums (dinamika)
Eksperimentālajā fizikas klasē tiek veikts eksperiments, izmantojot kastes ar dažādu masu un pieliekot katrai konstantu spēku. Mērķis ir saprast, kā objekta paātrinājums ir saistīts ar pielikto spēku un objekta masu.
Eksperimenta laikā kaste uztur nemainīgu paātrinājumu 2 m/s². Pēc tam masas un stiprības izmaiņas tiek veiktas šādās situācijās:
I - Masa paliek nemainīga, bet spēka modulis ir divreiz lielāks par oriģinālu.
II - pielietotais spēks ir tāds pats kā oriģinālam, tomēr masa tiek dubultota.
Jauno paātrinājumu vērtības attiecībā pret oriģinālo abos gadījumos ir attiecīgi
)
B)
w)
d)
Tas ir)
Sakarību starp spēku, masu un paātrinājumu apraksta Ņūtona otrais likums, kas saka: rezultējošais spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, ir vienāds ar tā masas un paātrinājuma reizinājumu.
kur,
FR ir rezultējošais spēks, visu spēku summa, kas iedarbojas uz ķermeni,
m ir masa,
a ir paātrinājums.
Situācijā I, mums ir:
Masa paliek nemainīga, bet spēka lielums tiek dubultots.
Lai atšķirtu, mēs izmantojam 1 sākotnējam daudzumam un 2 jaunajam.
Oriģināls:
Jaunums:
Spēks 2 ir dubultspēks 1.
F2 = 2F1
Tā kā masas ir vienādas, mēs tās izdalām abos vienādojumos, pielīdzinām un atrisinām a2.
F2 aizstāšana,
Tādējādi, dubultojot spēka lielumu, arī paātrinājuma lielums tiek reizināts ar 2.
Situācijā II:
Spēku izlīdzināšana un iepriekšējā procesa atkārtošana:
nomaiņa m2,
Tādējādi, dubultojot masu un saglabājot sākotnējo spēku, paātrinājums samazinās uz pusi.
Nepieciešams pastiprinājums ar Ņūtona otrais likums? Izlasiet mūsu saturu.
5. jautājums — Ņūtona trešais likums (dinamika)
Fizikas skolotājs, sajūsmā par praktisko mācīšanos, nolemj klasē veikt savdabīgu eksperimentu. Viņš uzvelk skrituļslidas un tad atspiežas pret sienu. Mēs izpētīsim šajā situācijā iesaistītos fiziskos jēdzienus.
Kas notiks ar skolotāju, spiežot pret klases sienu, valkājot skrituļslidas, un kādi ir fiziskie jēdzieni?
a) A) Skolotājs tiks izvirzīts uz priekšu sienai pieliktā spēka dēļ. (Ņūtona likums — trešais rīcības un reakcijas likums)
b) Skolotājs paliks nekustīgs, jo starp slidām un grīdu ir berze. (Ņūtona likums — lineārās kustības kvantitātes saglabāšana)
c) Skolotājs paliek nekustīgs. (Ņūtona likums — berze)
d) Skolotājs tiks nomests atmuguriski, slidu ripošanas dēļ, sienas reakcijas piemērošanas dēļ. (Ņūtona likums — trešais rīcības un reakcijas likums)
e) Skolotāja slidas uzkarsīs berzes dēļ ar grīdu. (Ņūtona likums — berze)
Trešais Ņūtona likums izskaidro, ka katra darbība rada tādas pašas intensitātes, vienāda virziena un pretēja virziena reakciju.
Pieliekot spēku pret sienu, reakcija spiež skolotāju pretējā virzienā, ar tādu pašu intensitāti kā pieliktais spēks.
Darbības un reakcijas likums iedarbojas uz ķermeņu pāriem, nevis uz vienu un to pašu ķermeni.
Tā kā slidas ļauj ripot, skolotāja masas centrs tiek atmests atpakaļ un viņš slīd pa istabu.
Atcerieties, Ņūtona trešais likums.
6. jautājums – Universālās gravitācijas likums
Skolas Fizikas klubs pēta Mēness orbītu ap Zemi. Viņi vēlas izprast gravitācijas pievilkšanās spēku starp Zemi un tās dabisko pavadoni, piemērojot Ņūtona universālās gravitācijas likuma principus.
Masu aplēses ir kg Zemei un apmēram 80 reizes mazāks Mēnesim. To centri atrodas vidēji 384 000 km attālumā.
Zinot, ka universālās gravitācijas konstante (G) ir N⋅m²/kg², gravitācijas pievilkšanās spēks starp Zemi un Mēnesi ir aptuveni
)
B)
w)
d)
Tas ir)
Ņūtona universālās gravitācijas likums saka: "Gravitācijas pievilkšanās spēks starp divām masām (m1 un m2) ir tieši saistīts proporcionāls to masu un universālās gravitācijas konstantes reizinājumam un apgriezti proporcionāls divu kvadrātam attālums.
Tās formula:
kur:
F ir gravitācijas pievilkšanas spēks,
G ir universālās gravitācijas konstante,
m1 un m2 ir ķermeņu masas,
d ir attālums starp masu centriem metros.
Vērtības aizstāšana:
Skatīt vairāk par Gravitācijas spēks.
7. jautājums — brīvais kritiens (kustība vienmērīgā gravitācijas laukā)
Praktiskajā uzdevumā skolas Zinātnes gadatirgū grupa atklās vienota gravitācijas lauka ietekmi. Pēc gravitācijas jēdziena skaidrojuma viņi veic praktisku eksperimentu.
Divas tērauda sfēras, viena ar diametru 5 cm un otra ar diametru 10 cm, tiek atbrīvotas no miera, tajā pašā mirklī viens no grupas dalībniekiem no loga trešajā stāvā skola.
Uz zemes mobilais tālrunis, kas ieraksta palēninājumā, fiksē precīzu sfēru trieciena brīdi pret zemi. Uz lapas grupa lūdz skatītājus izvēlēties opciju, kas, pēc viņu domām, izskaidro saistību starp objektu ātrumiem, kad tie pieskaras zemei.
Jūs, labi izprotot fiziku, atlasīsit opciju, kas saka
a) smagākam objektam būs lielāks ātrums.
b) vieglākam objektam būs lielāks ātrums.
c) abiem objektiem būs vienāds ātrums.
d) ātruma starpība ir atkarīga no torņa augstuma.
e) ātruma atšķirība ir atkarīga no objektu masas.
Neņemot vērā gaisa ietekmi, visi objekti nokrīt ar vienādu paātrinājumu gravitācijas dēļ neatkarīgi no to masas.
Gravitācijas lauks piesaista objektus Zemes centram ar tādu pašu pastāvīgu paātrinājumu aptuveni .
Ātruma funkciju raksturo:
Ja Vi ir sākotnējais ātrums, kas vienāds ar nulli, un paātrinājums ir g:
Tāpēc ātrums ir atkarīgs tikai no gravitācijas izraisītā paātrinājuma vērtības un kritiena laika.
Nobraukto attālumu var izmērīt arī ar:
Var redzēt, ka ne ātrums, ne attālums nav atkarīgs no objekta masas.
Trenējies vairāk brīvā kritiena vingrinājumi.
8. jautājums. Horizontālā palaišana (kustība vienmērīgā gravitācijas laukā)
Studentu pāris eksperimentā met bumbu horizontāli no liela augstuma. Kamēr viens met bumbu, otrs noteiktā attālumā ieraksta bumbiņas trajektorijas video. Neņemot vērā gaisa pretestību, bumbiņas trajektorija un horizontālais ātrums kustības laikā ir
a) taisna lejupejoša līnija, un palielināsies horizontālais ātrums.
b) taisna līnija, un horizontālais ātrums ar laiku palielināsies.
c) apļa loka, un horizontālais ātrums ar laiku samazināsies.
d) viļņota līnija, un horizontālais ātrums svārstīsies.
e) parabolu, un horizontālais ātrums paliks nemainīgs.
Horizontālā un vertikālā kustība ir neatkarīga.
Ja gaisa pretestība tiek ignorēta, horizontālais ātrums būs nemainīgs, jo nav berzes un kustība ir vienmērīga.
Vertikālā kustība ir paātrināta un atkarīga no gravitācijas paātrinājuma.
Kustību kompozīcija veido parabolas trajektoriju.
Vai jūs interesē uzzināt vairāk par Horizontālā palaišana.
9. jautājums - Jauda un veiktspēja
Students pēta mašīnas efektivitāti, kas pēc ražotāja informācijas ir 80%. Mašīna saņem 10,0 kW jaudu. Šādos apstākļos ir attiecīgi piedāvātā lietderīgā jauda un mašīnas izkliedētā jauda
a) lietderīgā jauda: 6,4 kW un izkliedētā jauda: 3,6 kW.
b) lietderīgā jauda: 2,0 kW un izkliedētā jauda: 8,0 kW.
c) lietderīgā jauda: 10,0 kW un izkliedētā jauda: 0,0 kW.
d) lietderīgā jauda: 8,0 kW un izkliedētā jauda: 2,0 kW.
e) lietderīgā jauda: 5,0 kW un izkliedētā jauda: 5,0 kW.
Efektivitāte (η) ir attiecība starp lietderīgo jaudu un saņemto jaudu, kas izteikta kā:
Savukārt lietderīgā jauda ir saņemtā jauda mīnus izkliedētā jauda.
Noderīgā jauda = saņemtā jauda - izkliedētā jauda
Ja ienesīgums ir 80% jeb 0,8, mums ir:
Tādējādi lietderīgā jauda ir:
Noderīgā jauda = saņemtā jauda - izkliedētā jauda
Lietderīgā jauda = 10 kW - 2 W = 8 kW
Jūs varētu vēlēties atcerēties par mehāniskā jauda un veiktspēja.
10. jautājums - Konservatīva mehāniskā sistēma
Fizikas laboratorijā trase ar ratiem imitē amerikāņu kalniņus. Viņi pamet ratus no atpūtas takas augstākajā punktā. Pēc tam rati nolaižas lejā, samazinot augstumu, savukārt nolaišanās laikā tā ātrums palielinās.
Ja berzes vai gaisa pretestības dēļ nav enerģijas zudumu, kā mehāniskās enerģijas saglabāšana attiecas uz šo konservatīvo sistēmu?
a) Kopējā mehāniskā enerģija palielinās, ratiem uzņemot ātrumu.
b) Kopējā mehāniskā enerģija samazinās, jo daļa enerģijas berzes ietekmē pārvēršas siltumā.
c) Kopējā mehāniskā enerģija paliek nemainīga, jo nedarbojas izkliedējoši spēki.
d) Kopējā mehāniskā enerģija ir atkarīga no ratu masas, jo tā ietekmē gravitācijas spēku.
e) Kopējā mehāniskā enerģija mainās atkarībā no apkārtējās vides temperatūras, jo tā ietekmē gaisa pretestību.
Mehāniskā enerģija ir tās daļu summa, piemēram, gravitācijas potenciālā enerģija un kinētiskā enerģija.
Ņemot vērā konservatīvo sistēmu, tas ir, bez enerģijas zudumiem, galīgajai enerģijai jābūt vienādai ar sākotnējo.
Sākumā rati bija nekustīgi, tā kinētiskā enerģija bija vienāda ar nulli, savukārt potenciālā enerģija bija maksimālā, tāpat kā augstākajā punktā.
Nolaižoties, tas sāk kustēties, un tā kinētiskā enerģija palielinās, samazinoties augstumam, samazinot arī potenciālo enerģiju.
Kamēr viena daļa samazinās, otra palielinās tādā pašā proporcijā, saglabājot nemainīgu mehānisko enerģiju.
Atcerieties jēdzienus par mehāniskā enerģija.
11. jautājums - Īpatnējā masa vai absolūtais blīvums
Vielas īpašību izpētē tiek izmantoti trīs dažāda tilpuma un materiālu kubi, lai izveidotu šo materiālu īpatnējās masas skalu.
Ar skalas un lineāla palīdzību kubiem iegūst:
- Tērauds: masa = 500 g, tilpums = 80 cm³
- Koka: masa = 300 g, tilpums = 400 cm³
- Alumīnijs: masa = 270 g, tilpums = 100 cm³
No lielākās īpatnējās masas līdz mazākajai atrastās vērtības ir šādas:
a) tērauds: 6,25 g/cm³, alumīnijs: 2,7 g/cm³, koks: 0,75 g/cm³
b) Koksne: 1,25 g/cm³, tērauds: 0,75 g/cm³, alumīnijs: 0,5 g/cm³
c) tērauds: 2 g/cm³, koks: 1,25 g/cm³, alumīnijs: 0,5 g/cm³
d) Alumīnijs: 2 g/cm³, tērauds: 0,75 g/cm³, koks: 0,5 g/cm³
e) Alumīnijs: 2 g/cm³, tērauds: 1,25 g/cm³, koks: 0,75 g/cm³
Materiāla īpatnējo masu definē kā masu uz tilpuma vienību un aprēķina pēc formulas:
Priekš tērauda:
Uz koka:
Priekš alumīnija:
Uzziniet vairāk vietnē:
- Īpaša masa
- Blīvums
12. jautājums - Spiediens, ko rada šķidruma kolonna
Students nirst ezerā jūras līmenī un sasniedz 2 metru dziļumu. Kāds ir ūdens spiediens uz to šajā dziļumā? Apsveriet gravitācijas izraisīto paātrinājumu kā un ūdens blīvums kā
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121 000 Pa
e) 200 000 Pa
Spiedienu šķidrumā miera stāvoklī nosaka pēc formulas:
P=ρ⋅g⋅h + atmosfēras P
kur:
P ir spiediens,
ρ ir šķidruma blīvums,
g ir gravitācijas paātrinājums,
h ir šķidruma dziļums.
Trenējies vairāk hidrostatiskie vingrinājumi.
ASTH, Rafaels. Fizikas vingrinājumi (risināti) vidusskolas 1.kursam.Visa Matter, [n.d.]. Pieejams: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Piekļuve:
Skaties arī
- Vingrinājumi par potenciālo un kinētisko enerģiju
- Fizikas formulas
- Ņūtona likumu vingrinājumi komentēti un atrisināti
- Darbs fizikā
- Hidrostatiskie vingrinājumi
- Fizika Enemā
- Vingrinājumi uz kinētisko enerģiju
- Gravitācija