Kinematikk: Kommenterte og løste øvelser

DE kinematikk det er fysikkområdet som studerer bevegelse uten å ta hensyn til årsakene til denne bevegelsen.

I dette feltet studerer vi hovedsakelig ensartet rettlinjet bevegelse, jevnt akselerert rettlinjet bevegelse og ensartet sirkelbevegelse.

Benytt deg av de kommenterte spørsmålene for å fjerne all tvil om dette innholdet.

Løste øvelser

Spørsmål 1

(IFPR - 2018) Et kjøretøy kjører i 108 km / t på en motorvei, der den maksimale tillatte hastigheten er 110 km / t. Ved å tappe på sjåførens mobiltelefon, avleder han hensynsløst oppmerksomheten mot telefonen over 4-årene. Avstanden som ble tilbakelagt av kjøretøyet i løpet av 4 s der den beveget seg uten førerens oppmerksomhet, i m, var lik:

a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.

Se Svar

Riktig alternativ: d) 120

Tatt i betraktning at kjøretøyets hastighet holdt seg konstant i løpet av 4-årene, vil vi bruke timeligningen for den ensartede bevegelsen, det vil si:

y = y₀ + v.t

Før vi erstatter verdiene, må vi transformere hastighetsenheten fra km / t til m / s. For å gjøre dette er det bare å dele på 3,6:

v = 108: 3,6 = 30 m / s

Ved å erstatte verdiene finner vi:

y - y₀ = 30. 4 = 120 m

For å lære mer, se også: Ensartet bevegelse

spørsmål 2

(PUC / SP - 2018) Gjennom en PVC-reduksjonshanske, som vil være en del av et rør, vil det gå 180 liter vann i minuttet. De indre diameterene på denne hylsen er 100 mm for vanninntaket og 60 mm for vannutløpet.

Bestem i m / s den omtrentlige hastigheten der vannet forlater hansken.

a) 0,8
b) 1.1
c) 1.8
d) 4.1

Se Svar

Riktig alternativ: b) 1.1

Vi kan beregne strømmen i rørledningen ved å dele væskevolumet med tiden. Vi må imidlertid overføre enhetene til det internasjonale målesystemet.

Dermed må vi forvandle minutter til sekunder og liter til kubikkmeter. For dette vil vi bruke følgende forhold:

• 1 minutt = 60 s
• 1 l = 1 dm³ = 0,001 m³⇒ 180 l = 0,18 m³

Nå kan vi beregne flyten (Z):

For å finne verdien av utslippsvannhastigheten, la oss bruke det faktum at strømningen er lik rørets areal ganget med hastigheten, det vil si:

Z = A. v

For å gjøre denne beregningen, må vi først kjenne verdien for utgangsområdet, og for det vil vi bruke formelen for sirkelområdet:

A = π. R²

Vi vet at utgangsdiameteren er lik 60 mm, så radiusen vil være 30 mm = 0,03 m. Tatt i betraktning den omtrentlige verdien av π = 3.1 og erstatter disse verdiene, har vi:

A = 3.1. (0,03)² = 0,00279 m²

Nå kan vi finne hastighetsverdien ved å erstatte strømnings- og arealverdien:

For å lære mer, se også: Fysikkformler

spørsmål 3

(PUC / RJ - 2017) Fra bakken blir en ball lansert vertikalt med hastighet v og når maksimal høyde h. Hvis kastehastigheten økes med 3v, vil den nye maksimale endelige høyden nådd av ballen være: (Forsømmelse av luftmotstand)

a) 2t
b) 4t
c) 8 am
d) 9 am
e) 16t

Se Svar

Riktig alternativ: e) 16h

Høyden du når ballen kan beregnes ved hjelp av Torricelli-ligningen, dvs.

v² = v₀² - 2.g.h

Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften er negativ ettersom ballen stiger. Også hastigheten når ballen når sin maksimale høyde er lik null.

I den første situasjonen vil verdien av h således bli funnet ved å gjøre:

I den andre situasjonen ble hastigheten økt med 3v, det vil si at lanseringshastigheten ble endret til:

v₂ = v + 3v = 4v

I den andre situasjonen vil høyden nås av ballen være:

Alternativ: e) 16t

For å lære mer, se også: Ensartet variert rettlinjet bevegelse

spørsmål 4

(UECE - 2016 - 2. fase) Vurder en stein i fritt fall og et barn på en karusell som roterer med konstant vinkelhastighet. Om bevegelsen av steinen og barnet er det riktig å si det

a) akselerasjonen til steinen varierer og barnet roterer uten akselerasjon.
b) steinen faller med null akselerasjon og barnet roterer med konstant akselerasjon.
c) akselerasjonen i begge er null.
d) begge gjennomgår konstant modulusakselerasjoner.

Se Svar

Riktig alternativ: d) begge gjennomgår konstante modulo-akselerasjoner.

Både hastighet og akselerasjon er vektormengder, det vil si at de er preget av størrelse, retning og retning.

For at en mengde av denne typen skal gjennomgå en variasjon, er det nødvendig at minst ett av disse attributtene gjennomgår modifikasjoner.

Når et legeme er i fritt fall, varierer hastighetsmodulen jevnt, med konstant akselerasjon lik 9,8 m / s² (tyngdeakselerasjon).

I karusellen er hastighetsmodulen konstant, men retningen varierer. I dette tilfellet vil kroppen ha en konstant akselerasjon, og den peker mot sentrum av sirkelbanen (sentripetal).

Se også: Øvelser på uniform sirkulær bevegelse

spørsmål 5

(UFLA - 2016) En stein ble kastet loddrett oppover. Når den stiger, blir
a) hastigheten avtar og akselerasjonen avtar
b) hastigheten avtar og akselerasjonen øker
c) hastigheten er konstant og akselerasjonen avtar
d) hastigheten avtar og akselerasjonen er konstant

Se Svar

Riktig alternativ: d) hastigheten avtar og akselerasjonen er konstant

Når en kropp blir lansert vertikalt oppover, nær jordoverflaten, lider den av en gravitasjonskraft.

Denne kraften gir deg en konstant akselerasjon av modul lik 9,8 m / s², vertikal retning og nedretning. På denne måten reduseres hastighetsmodulen til den når verdien lik null.

spørsmål 6

(UFLA - 2016) Den skalerte figuren viser forskyvningsvektorene til en maur, som forlater punkt I nådde punkt F, etter 3 min og 20 s. Modulen til middelhastighetsvektoren for maurens bevegelse i denne banen var:

a) 0,15 cm / s
b) 0,25 cm / s
c) 0,30 cm / s
d) 0,50 cm / s

Se Svar

Riktig alternativ: b) 0,25 cm / s

Modulen til middelhastighetsvektoren er funnet ved å beregne forholdet mellom forskyvningsvektorens modul og tiden.

For å finne forskyvningsvektoren, må vi koble startpunktet til endepunktet på maurens bane, som vist på bildet nedenfor:

Merk at dens modul kan bli funnet ved å gjøre Pythagoras 'setning, siden lengden på vektoren er lik hypotenusen til den angitte trekanten.

Før vi finner hastigheten, må vi transformere tiden fra minutter til sekunder. Med ett minutt som er lik 60 sekunder, har vi:

t = 3. 60 + 20 = 180 + 20 = 200 s

Nå kan vi finne hastighetsmodulen ved å gjøre:

Se også: kinematikk

spørsmål 7

(IFMG - 2016) På grunn av en alvorlig ulykke som skjedde i en malmavskjæringsdam, invaderte en første bølge av disse avgangene, raskere, et hydrografisk basseng. Et estimat for størrelsen på denne bølgen er 20 km langt. En urban strekning av dette hydrografiske bassenget er omtrent 25 km langt. Forutsatt i dette tilfellet at gjennomsnittshastigheten som bølgen passerer gjennom elvekanalen er 0,25 m / s, er total tid for bølgen gjennom byen, regnet fra bølgen ankom i den urbane strekningen, er i:

a) 10 timer
b) 50 timer
c) 80 timer
d) 20 timer

Se Svar

Riktig alternativ: b) 50 timer

Avstanden dekket av bølgen vil være lik 45 km, det vil si mål på forlengelsen (20 km) pluss utvidelsen av byen (25 km).

For å finne den totale passeringstiden vil vi bruke formelen for gjennomsnittshastigheten, slik:

Før vi erstatter verdiene, må vi imidlertid transformere hastighetsenheten til km / t. Dermed blir resultatet funnet for tiden i timer, som angitt i alternativene.

Gjør denne transformasjonen har vi:

v_m = 0,25. 3,6 = 0,9 km / t

Ved å erstatte verdiene i gjennomsnittlig hastighetsformel finner vi:

spørsmål 8

(UFLA - 2015) Lyn er et komplekst naturfenomen, med mange aspekter fremdeles ukjente. En av disse aspektene, som knapt er synlige, oppstår i begynnelsen av utbredelsesutbredelsen. Utslippet fra skyen til bakken starter i en prosess med ionisering av luften fra skyens bunn og forplantes i trinn kalt påfølgende trinn. Et høyhastighets kamera per sekund kamera identifiserte 8 trinn, 50 m hver, for en spesifikk utladning, med tidsintervallopptak på 5,0 x 10^-4 sekunder per trinn. Den gjennomsnittlige forplantningshastigheten til utslippet, i dette innledende trinnet kalt trinnet leder, er av
a) 1,0 x 10^-4 m / s
b) 1,0 x 10⁵ m / s
c) 8,0 x 10⁵ m / s
d) 8,0 x 10^-4 m / s

Se Svar

Riktig alternativ: b) 1,0 x 10⁵ m / s

Gjennomsnittlig forplantningshastighet blir funnet ved å gjøre:

For å finne verdien av Δs, multipliser du bare 8 med 50 m, da det er 8 trinn med 50 m hver. Og dermed:

Δs = 50. 8 = 400 m.

Da intervallet mellom hvert trinn er 5,0. 10^-4 s, for 8 trinn vil tiden være lik:

t = 8. 5,0. 10^-4 = 40. 10^-4 = 4. 10^-3 s

Du kan også være interessert i:

• Torricelli ligning
• kinematikkformler
• jevnt variert bevegelse
• Ensartet rettlinjet bevegelse
• Uniform Movement - Øvelser
• Øvelser i gjennomsnittlig hastighet