I denne listen finner du øvelser om hovedtemaene i fysikk som dekkes i 1. året på videregående. Øv deg og løs tvilen din med svarene forklart trinn for trinn.
Spørsmål 1 - Ensartet bevegelse (kinematikk)
En bil kjører langs en rett, øde vei og sjåføren holder en konstant hastighet på 80 km/t. Etter at det var gått 2 timer siden starten av turen kjørte sjåføren
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
mål
Bestem avstanden tilbakelagt av sjåføren, i km.
Data
- Bevegelsen er jevn, det vil si med konstant hastighet og null akselerasjon.
- Hastighetsmodulen er 80 km/t
- Reisetiden var 2 timer.
Vedtak
La oss beregne avstanden ved å bruke hastighetsformelen:
Hvor,
er tilbakelagt avstand i km.
er tidsintervallet i timer.
Ettersom vi ønsker avstand, isolerer vi oss i formelen.
Bytter ut verdiene:
Konklusjon
Ved kjøring med konstant hastighet på 80 km/t tilbakelegger sjåføren 160 km etter 2 timers kjøring.
Øv mer kinematikkøvelser.
Spørsmål 2 - Jevnt variert bevegelse (kinematikk)
I et billøp på en oval bane akselererer en av bilene jevnt med konstant hastighet. Piloten starter fra hvile og akselererer i 10 sekunder til den når en hastighet på 40 m/s. Akselerasjonen oppnådd av bilen var
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
mål
Bestem akselerasjonen i 10 sekunders tidsintervall.
Data
10 s tidsintervall.
Hastighetsvariasjon fra 0 til 40 m/s.
Vedtak
Ettersom det er en variasjon i hastighet, akselereres bevegelsestypen. Siden akselerasjonshastigheten er konstant, er det en jevnt variert bevegelse (MUV).
Akselerasjon er hvor mye hastigheten endret seg over en periode.
Hvor,
De er akselerasjonen, i m/s².
er variasjonen i hastighet, det vil si slutthastighet minus starthastighet.
er tidsintervallet, det vil si siste tid minus starttid.
Ettersom bilen starter fra hvile og tiden begynner å avta så snart bilen begynner å bevege seg, er starthastigheten og tiden lik null.
Erstatter dataene i erklæringen:
Konklusjon
I dette tidsintervallet var bilens akselerasjon 4 m/s².
Se øvelser Ensartet variert bevegelse
Spørsmål 3 - Newtons første lov (dynamikk)
Se for deg et tog som reiser gjennom Brasil. Plutselig må sjåføren plutselig bremse toget på grunn av en hindring på skinnene. Alle gjenstander på toget fortsetter å bevege seg, og opprettholder hastigheten og banen de hadde før. Passasjerer blir kastet rundt vognen, penner, bøker og til og med det eplet noen har med seg til lunsj svever i luften.
Prinsippet i fysikk som forklarer hva som skjer inne i togvognen er
a) Tyngdeloven.
b) Loven om handling og reaksjon.
c) Treghetsloven.
d) energispareloven.
e) hastighetsloven.
Forklaring
Newtons 1. lov, også kalt treghetsloven, sier at et objekt i hvile vil forbli i ro, og et objekt i hvile vil forbli i ro. Et objekt i bevegelse vil fortsette å bevege seg med konstant hastighet med mindre en ekstern kraft virker på det.
I dette tilfellet, selv med toget som brått reduserer hastigheten, fortsetter gjenstandene å bevege seg pga på grunn av treghet er kroppens tendens til å opprettholde bevegelsestilstanden (retning, modul og retning) eller hvile.
Du kan være interessert i å lære mer om Newtons første lov.
Spørsmål 4 - Newtons andre lov (dynamikk)
I en eksperimentell fysikktime utføres et eksperiment ved å bruke bokser med forskjellige masser og påføre en konstant kraft på hver enkelt. Målet er å forstå hvordan akselerasjonen til et objekt er relatert til den påførte kraften og massen til objektet.
Under eksperimentet opprettholder boksen en konstant akselerasjon på 2 m/s². Etterpå gjøres endringer i masse og styrke i følgende situasjoner:
I - Massen holdes den samme, men kraftmodulen er dobbelt så stor som originalen.
II - Den påførte kraften er den samme som originalen, men massen dobles.
Verdiene for de nye akselerasjonene i forhold til originalen er i begge tilfeller hhv
De)
B)
w)
d)
Det er)
Forholdet mellom kraft, masse og akselerasjon er beskrevet av Newtons andre lov, som sier: den resulterende kraften som virker på et legeme er lik produktet av dets masse og dets akselerasjon.
Hvor,
FR er den resulterende kraften, summen av alle krefter som virker på kroppen,
m er massen,
a er akselerasjonen.
I situasjon I, vi har:
Massen forblir den samme, men kraftens størrelse dobles.
For å skille bruker vi 1 for de opprinnelige mengdene og 2 for den nye.
Opprinnelig:
Ny:
Kraft 2 er dobbel kraft 1.
F2 = 2F1
Ettersom massene er like, isolerer vi dem i begge ligningene, likestiller dem og løser for a2.
Bytter ut F2,
Dermed, når vi dobler størrelsen på kraften, multipliseres også størrelsen på akselerasjonen med 2.
I situasjon II:
Utjevning av kreftene og gjentakelse av forrige prosess:
Bytter ut m2,
Ved å doble massen og opprettholde den opprinnelige kraften, faller altså akselerasjonen til det halve.
Trenger forsterkning med Newtons andre lov? Les innholdet vårt.
Spørsmål 5 - Newtons tredje lov (dynamikk)
En fysiklærer, begeistret for praktisk læring, bestemmer seg for å utføre et særegent eksperiment i klasserommet. Han tar på seg et par rulleskøyter og presser seg så mot en vegg. Vi vil utforske de fysiske konseptene som er involvert i denne situasjonen.
Når du dytter mot klasseromsveggen mens du har på seg et par rulleskøyter, hva vil skje med læreren og hva er de fysiske konseptene involvert?
a) A) Læreren vil bli projisert fremover på grunn av kraften som påføres veggen. (Newtons lov - tredje lov om handling og reaksjon)
b) Læreren vil være i ro, da det er friksjon mellom skøytene og gulvet. (Newtons lov - bevaring av mengden av lineær bevegelse)
c) Læreren står stille. (Newtons lov – friksjon)
d) Læreren vil bli kastet bakover, på grunn av rullende skøyter, på grunn av påføringen av veggreaksjonen. (Newtons lov - tredje lov om handling og reaksjon)
e) Lærerens skøyter blir varme på grunn av friksjon med gulvet. (Newtons lov – friksjon)
Newtons tredje lov forklarer at hver handling produserer en reaksjon med samme intensitet, samme retning og motsatt retning.
Når du påfører en kraft mot veggen, presser reaksjonen læreren i motsatt retning, med samme intensitet som den påførte kraften.
Loven om handling og reaksjon virker på par av kropper, aldri på samme kropp.
Når skøytene tillater å rulle, kastes lærerens massesenter bakover og han glir over rommet.
Husk Newtons tredje lov.
Spørsmål 6 - Loven om universell gravitasjon
Skolens fysikkklubb utforsker Månens bane rundt jorden. De ønsker å forstå gravitasjonskraften mellom jorden og dens naturlige satellitt, ved å anvende prinsippene i Newtons lov om universell gravitasjon.
Masseanslag er kg for Jorden og omtrent 80 ganger mindre for Månen. Sentrene deres ligger i en gjennomsnittlig avstand på 384 000 km.
Å vite at konstanten for universell gravitasjon (G) er N⋅m²/kg², gravitasjonskraften mellom jorden og månen er omtrentlig
De)
B)
w)
d)
Det er)
Newtons lov om universell gravitasjon sier at: "Kraften til gravitasjonsattraksjon mellom to masser (m1 og m2) er direkte proporsjonal med produktet av massene deres og den universelle gravitasjonskonstanten og omvendt proporsjonal med kvadratet av to avstand.
Dens formel:
hvor:
F er kraften til gravitasjonsattraksjonen,
G er konstanten for universell gravitasjon,
m1 og m2 er massene til kroppene,
d er avstanden mellom sentrene til massene, i meter.
Verdierstatning:
Se mer om Tyngdekraft.
Spørsmål 7 - Fritt fall (Bevegelse i et ensartet gravitasjonsfelt)
I en praktisk oppgave for skolens Vitenskapsmesse skal en gruppe eksponere effektene av et enhetlig gravitasjonsfelt. Etter en forklaring av gravitasjonsbegrepet, utfører de et praktisk eksperiment.
To stålkuler, en med en diameter på 5 cm og den andre med en diameter på 10 cm, frigjøres fra hvile, i samme øyeblikk, av et av gruppemedlemmene, fra et vindu i tredje etasje i skole.
På bakken registrerer en mobiltelefon som tar opp i sakte film det nøyaktige øyeblikket når kulene støter mot bakken. På et ark ber gruppen tilskuere velge alternativet som ifølge dem forklarer forholdet mellom hastigheten til gjenstander når de berører bakken.
Du, med en god forståelse av fysikk, vil velge alternativet som sier
a) den tyngre gjenstanden vil ha større hastighet.
b) den lettere gjenstanden vil ha større hastighet.
c) begge objektene vil ha samme hastighet.
d) forskjellen i hastighet avhenger av høyden på tårnet.
e) forskjellen i hastighet avhenger av massen til gjenstandene.
Ved å neglisjere effekten av luft, faller alle objekter med samme akselerasjon på grunn av tyngdekraften, uavhengig av massen deres.
Gravitasjonsfeltet tiltrekker objekter til jordens sentrum med samme konstante akselerasjon på ca .
Hastighetsfunksjonen er beskrevet av:
Der Vi er starthastigheten lik null og akselerasjonen er g:
Hastigheten avhenger derfor bare av verdien av akselerasjonen på grunn av tyngdekraften og tidspunktet for fall.
Tilbakelagt avstand kan også måles ved:
Det er mulig å se at verken hastigheten eller avstanden avhenger av massen til objektet.
Tren mer øvelser for fritt fall.
Spørsmål 8 - Horisontal lansering (Bevegelse i et ensartet gravitasjonsfelt)
Et par elever, i et eksperiment, kaster en ball horisontalt fra høy høyde. Mens den ene kaster ballen, tar den andre på en gitt avstand opp en video av ballens bane. Forsømmer luftmotstanden, banen og den horisontale hastigheten til ballen under bevegelse
a) en rett synkende linje, og den horisontale hastigheten vil øke.
b) en rett linje, og horisontalhastigheten vil øke med tiden.
c) en sirkelbue, og horisontalhastigheten vil avta med tiden.
d) en bølget linje, og horisontalhastigheten vil svinge.
e) en parabel, og horisontalhastigheten vil forbli konstant.
Horisontal og vertikal bevegelse er uavhengige.
Når luftmotstanden ignoreres, vil horisontalhastigheten være konstant, siden det ikke er friksjon, og bevegelsen er jevn.
Vertikal bevegelse akselereres og avhenger av tyngdeakselerasjonen.
Sammensetningen av bevegelsene danner banen til en parabel.
Er du interessert i å lære mer om Horisontal lansering.
Spørsmål 9 - Kraft og ytelse
En student undersøker effektiviteten til en maskin som ifølge produsentens opplysninger er 80 %. Maskinen får en effekt på 10,0 kW. Under disse forholdene er henholdsvis den nyttige kraften som tilbys og kraften som forsvinner av maskinen
a) nytteeffekt: 6,4 kW og tapt effekt: 3,6 kW.
b) nytteeffekt: 2,0 kW og tapt effekt: 8,0 kW.
c) nytteeffekt: 10,0 kW og tapt effekt: 0,0 kW.
d) nytteeffekt: 8,0 kW og tapt effekt: 2,0 kW.
e) nytteeffekt: 5,0 kW og tapt effekt: 5,0 kW.
Effektivitet (η) er forholdet mellom nyttig kraft og mottatt kraft, uttrykt som:
Nyttig kraft er på sin side strømmen som mottas minus strømmen som forsvinner.
Nyttig kraft = mottatt kraft - tapt kraft
Med avkastningen på 80 %, eller 0,8, har vi:
Derfor er den nyttige kraften:
Nyttig kraft = mottatt kraft - tapt kraft
Nyttig effekt = 10 kW - 2 W = 8 kW
Du vil kanskje huske om mekanisk kraft og ytelse.
Spørsmål 10 - Konservativt mekanisk system
I et fysikklaboratorium simulerer en bane med vogner en berg-og-dal-bane. De forlater vognen fra hvile på det høyeste punktet av stien. Vognen synker deretter ned og reduserer høyden, mens hastigheten øker under nedstigningen.
Hvis det ikke er energitap på grunn av friksjon eller luftmotstand, hvordan gjelder bevaring av mekanisk energi for dette konservative systemet?
a) Den totale mekaniske energien øker når vognen øker i fart.
b) Den totale mekaniske energien avtar, da en del av energien omdannes til varme på grunn av friksjon.
c) Den totale mekaniske energien forblir konstant, da det ikke er noen dissipative krefter som virker.
d) Den totale mekaniske energien avhenger av vognens masse, da den påvirker gravitasjonskraften.
e) Den totale mekaniske energien varierer avhengig av omgivelsestemperaturen, da den påvirker luftmotstanden.
Mekanisk energi er summen av dens deler, for eksempel gravitasjonspotensialenergi og kinetisk energi.
Med tanke på det konservative systemet, det vil si uten energitap, må den endelige energien være lik den opprinnelige.
I begynnelsen var vognen stasjonær, med kinetisk energi lik null, mens dens potensielle energi var maksimum, som den var på det høyeste punktet.
Når den går ned, begynner den å bevege seg og dens kinetiske energi øker når høyden minker, og reduserer også dens potensielle energi.
Mens en del avtar, øker den andre i samme proporsjon, og holder den mekaniske energien konstant.
Husk begrepene om mekanisk energi.
Spørsmål 11 - Spesifikk masse eller absolutt tetthet
I en undersøkelse av materiens egenskaper brukes tre terninger med forskjellige volum og materialer for å lage en skala av den spesifikke massen til disse materialene.
Ved hjelp av en skala og en linjal får man følgende for kubene:
- Stål: Masse = 500 g, Volum = 80 cm³
- Tre: Masse = 300 g, Volum = 400 cm³
- Aluminium: Masse = 270 g, Volum = 100 cm³
Fra den høyeste spesifikke massen til den laveste er verdiene som er funnet:
a) Stål: 6,25 g/cm³, aluminium: 2,7 g/cm³, tre: 0,75 g/cm³
b) Tre: 1,25 g/cm³, Stål: 0,75 g/cm³, Aluminium: 0,5 g/cm³
c) Stål: 2 g/cm³, tre: 1,25 g/cm³, aluminium: 0,5 g/cm³
d) Aluminium: 2 g/cm³, stål: 0,75 g/cm³, tre: 0,5 g/cm³
e) Aluminium: 2 g/cm³, stål: 1,25 g/cm³, tre: 0,75 g/cm³
Den spesifikke massen til et materiale er definert som massen per volumenhet, og beregnes med formelen:
For stål:
Til tre:
For aluminium:
Lær mer på:
- Espesifikk masse
- Tetthet
Spørsmål 12 - Trykk utøvet av en væskekolonne
En student dykker ned i en innsjø ved havnivå og når en dybde på 2 meter. Hva er trykket som vannet utøver på den på denne dybden? Betrakt akselerasjonen på grunn av tyngdekraften som og tettheten av vann 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 gitt av formelen:
P=ρ⋅g⋅h + atmosfærisk P
hvor:
P er trykket,
ρ er tettheten til væsken,
g er akselerasjonen på grunn av tyngdekraften,
h er dybden på væsken.
Øv mer hydrostatiske øvelser.
ASTH, Rafael. Fysikkøvelser (løst) for 1. år på videregående.All Matter, [n.d.]. Tilgjengelig i: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Tilgang på:
Se også
- Øvelser på potensiell og kinetisk energi
- Fysikkformler
- Newtons lover øvelser kommentert og løst
- Arbeid i fysikk
- Hydrostatiske øvelser
- Fysikk ved Enem
- Øvelser på kinetisk energi
- Tyngdekraften