THE kinematika je to oblasť fyziky, ktorá študuje pohyb bez ohľadu na príčiny tohto pohybu.
V tejto oblasti študujeme hlavne rovnomerný priamočiary pohyb, rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb a rovnomerný kruhový pohyb.
Využite komentované otázky a zbavte sa všetkých svojich pochybností o tomto obsahu.
Vyriešené cvičenia
Otázka 1
(IFPR - 2018) Vozidlo ide rýchlosťou 108 km / h po diaľnici, kde je maximálna povolená rýchlosť 110 km / h. Klepnutím na mobilný telefón vodiča bezohľadne odvádza svoju pozornosť na telefón na viac ako 4 s. Vzdialenosť, ktorú vozidlo absolvovalo počas 4 s, v ktorých sa pohybovalo bez pozornosti vodiča, vm, sa rovná:
a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.
Správna alternatíva: d) 120
Vzhľadom na to, že rýchlosť vozidla zostala počas 4 s konštantná, použijeme hodinovú rovnicu rovnomerného pohybu, to znamená:
y = y0 + v.t.
Pred nahradením hodnôt musíme transformovať jednotku rýchlosti z km / h na m / s. Ak to chcete urobiť, stačí vydeliť 3,6:
v = 108: 3,6 = 30 m / s
Nahradením hodnôt nájdeme:
y - y0 = 30. 4 = 120 m
Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si tiež: Jednotný pohyb
otázka 2
(PUC / SP - 2018) Cez PVC redukčné rukavice, ktoré budú súčasťou potrubia, za minútu prejde 180 litrov vody. Vnútorné priemery tohto puzdra sú 100 mm pre prívod vody a 60 mm pre výstup vody.
Určte v m / s približnú rýchlosť, akou voda opúšťa túto rukavicu.
a) 0,8
b) 1.1
c) 1.8
d) 4.1
Správna alternatíva: b) 1.1
Prietok v potrubí môžeme vypočítať tak, že objem kvapaliny vydelíme časom. Musíme však jednotky previesť do medzinárodného systému meraní.
Budeme teda musieť transformovať minúty na sekundy a litre na kubické metre. K tomu použijeme nasledujúce vzťahy:
- 1 minúta = 60 s
- 1 l = 1 dm3 = 0,001 m3⇒ 180 l = 0,18 m3
Teraz môžeme vypočítať prietok (Z):
Na zistenie hodnoty rýchlosti výstupnej vody využime skutočnosť, že prietok sa rovná ploche potrubia vynásobenej rýchlosťou, ktorá je:
Z = A. v
Aby sme mohli urobiť tento výpočet, musíme najskôr poznať hodnotu výstupnej oblasti a na to použijeme vzorec pre plochu kruhu:
A = π. R2
Vieme, že výstupný priemer sa rovná 60 mm, takže polomer sa bude rovnať 30 mm = 0,03 m. Ak vezmeme do úvahy približnú hodnotu π = 3,1 a nahradením týchto hodnôt, máme:
A = 3,1. (0,03)2 = 0,00279 m2
Teraz môžeme nájsť hodnotu rýchlosti nahradením hodnoty prietoku a plochy:
Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si tiež: Fyzikálne vzorce
otázka 3
(PUC / RJ - 2017) Zo zeme sa guľka spúšťa vertikálne rýchlosťou v a dosahuje maximálnu výšku h. Ak sa rýchlosť hodu zvýši o 3v, nová maximálna konečná výška dosiahnutá loptou bude: (Zanedbajte odpor vzduchu)
a) 2 hodiny
b) 4 hodiny
c) 8:00
d) 9:00
e) 16 hodín
Správna alternatíva: e) 16h
Výška dosiahnutá guľou sa dá vypočítať pomocou Torricelliho rovnice, tj:
v2 = v02 - 2.g.h
Gravitačné zrýchlenie je negatívne, pretože lopta stúpa. Tiež rýchlosť, keď lopta dosiahne svoju maximálnu výšku, sa rovná nule.
V prvej situácii sa teda hodnota h zistí takto:
V druhej situácii sa rýchlosť zvýšila o 3v, to znamená, že rýchlosť štartu sa zmenila na:
v2 = v + 3v = 4v
V druhej situácii bude teda výška dosiahnutá loptou:
Alternatíva: e) 16h
Ak sa chcete dozvedieť viac, prečítajte si tiež: Rovnomerne zmenené obdĺžnikové pohyby
otázka 4
(UECE - 2016 - 2. fáza) Zvážte kameň vo voľnom páde a dieťa na kolotoči, ktorý sa otáča konštantnou uhlovou rýchlosťou. O pohybe kameňa a dieťaťa je správne to uviesť
a) zrýchlenie kameňa sa líši a dieťa rotuje s nulovým zrýchlením.
b) kameň spadne s nulovým zrýchlením a dieťa rotuje s konštantným zrýchlením.
c) zrýchlenie v obidvoch prípadoch je nulové.
d) obidve podliehajú zrýchleniu s konštantným modulom.
Správna alternatíva: d) obidve podstupujú neustále modulo akcelerácie.
Rýchlosť aj zrýchlenie sú vektorové veličiny, to znamená, že sú charakterizované veľkosťou, smerom a smerom.
Aby množstvo tohto typu mohlo podstúpiť variáciu, je potrebné, aby aspoň jeden z týchto atribútov prešiel zmenami.
Keď je teleso vo voľnom páde, jeho modul rýchlosti sa mení rovnomerne s konštantným zrýchlením 9,8 m / s.2 (gravitačné zrýchlenie).
V karuseli je modul rýchlosti konštantný, jeho smer sa však mení. V takom prípade bude mať telo neustále zrýchlenie a smeruje do stredu kruhovej dráhy (dostredivo).
Pozri tiež: Cviky jednotného kruhového pohybu
otázka 5
(UFLA - 2016) Kameň bol hodený kolmo hore. Ako stúpa,
a) rýchlosť klesá a akcelerácia klesá
b) rýchlosť klesá a zrýchlenie sa zvyšuje
c) rýchlosť je konštantná a zrýchlenie klesá
d) rýchlosť klesá a zrýchlenie je konštantné
Správna alternatíva: d) rýchlosť klesá a zrýchlenie je konštantné
Keď je teleso vypustené kolmo nahor, blízko povrchu Zeme, trpí pôsobením gravitačnej sily.
Táto sila vám poskytne konštantné zrýchlenie modulu rovné 9,8 m / s2, vertikálny smer a smer nadol. Týmto spôsobom sa modul rýchlosti zmenšuje, až kým nedosiahne hodnotu rovnajúcu sa nule.
otázka 6
(UFLA - 2016) Zmenšený obrázok ukazuje vektory posunu mravca, ktorý opúšťajúci bod I a dosiahol bod F po 3 minútach a 20 s. Modul vektora strednej rýchlosti pohybu mravca v tejto dráhe bol:
a) 0,15 cm / s
b) 0,25 cm / s
c) 0,30 cm / s
d) 0,50 cm / s
Správna alternatíva: b) 0,25 cm / s
Modul vektora strednej rýchlosti sa zistí výpočtom pomeru medzi modulom vektora posunu a časom.
Aby sme našli vektor posunutia, musíme spojiť začiatočný bod s koncovým bodom trajektórie mravca, ako je to znázornené na obrázku nižšie:
Všimnite si, že jeho modul je možné zistiť vykonaním Pythagorovej vety, pretože dĺžka vektora sa rovná preponu naznačeného trojuholníka.
Predtým, ako nájdeme rýchlosť, musíme transformovať čas z minút na sekundy. S 1 minútou rovnajúcou sa 60 sekundám máme:
t = 3. 60 + 20 = 180 + 20 = 200 s
Teraz môžeme modul rýchlosti nájsť:
Pozri tiež: kinematika
otázka 7
(IFMG - 2016) Z dôvodu vážnej nehody, ktorá sa stala v priehrade na odkalenie rudy, prvá vlna týchto odkalísk, rýchlejšia, napadla hydrografickú nádrž. Odhad veľkosti tejto vlny je 20 km. Mestský úsek tohto hydrografického povodia je dlhý asi 25 km. Za predpokladu, že v tomto prípade bude priemerná rýchlosť, ktorou vlna prechádza korytom rieky, 0,25 m / s, je celková doba prechodu vlny mestom, počítaná od príchodu vlny v mestskom úseku, je v:
a) 10 hodín
b) 50 hodín
c) 80 hodín
d) 20 hodín
Správna alternatíva: b) 50 hodín
Vzdialenosť, ktorú vlna prekoná, sa bude rovnať 45 km, to znamená miera jej predĺženia (20 km) plus predĺženie mesta (25 km).
Na zistenie celkového času prechodu použijeme vzorec pre priemernú rýchlosť, napríklad tento:
Pred nahradením hodnôt však musíme transformovať jednotku rýchlosti na km / h, takže zistený čas bude v hodinách, ako je uvedené v možnostiach.
Na uskutočnenie tejto transformácie máme:
vm = 0,25. 3,6 = 0,9 km / h
Dosadením hodnôt do vzorca priemernej rýchlosti nájdeme:
otázka 8
(UFLA - 2015) Blesk je komplexný prírodný jav s mnohými aspektmi stále neznámymi. Jeden z týchto aspektov, sotva viditeľný, sa vyskytuje na začiatku šírenia výboja. Výboj z oblaku do zeme začína procesom ionizácie vzduchu zo základne oblaku a šíri sa v stupňoch nazývaných postupné kroky. Vysokorýchlostná kamera s rýchlosťou snímania za sekundu identifikovala 8 krokov, každý s dĺžkou 50 m, pre konkrétne vybitie, so záznamom 5,0 x 10 časových intervalov-4 sekúnd na krok. Priemerná rýchlosť šírenia výboja, v tomto počiatočnom štádiu nazývanom stupňovitý vodca, je
a) 1,0 x 10-4 pani
b) 1,0 x 105 pani
c) 8,0 x 105 pani
d) 8,0 x 10-4 pani
Správna alternatíva: b) 1,0 x 105 pani
Priemerná rýchlosť šírenia sa zistí takto:
Ak chcete zistiť hodnotu Δs, stačí vynásobiť 8 krát 50 m, pretože existuje 8 krokov, z ktorých každý má 50 m. Takto:
Δs = 50. 8 = 400 m.
Pretože interval medzi jednotlivými krokmi je 5,0. 10-4 s, pre 8 krokov sa čas bude rovnať:
t = 8. 5,0. 10-4 = 40. 10-4 = 4. 10-3 s
Tiež by vás mohlo zaujímať:
- Torricelliho rovnica
- kinematické vzorce
- rovnomerne rôznorodý pohyb
- Rovnomerné obdĺžnikové pohyby
- Jednotný pohyb - cvičenia
- Cviky priemernej rýchlosti
