V tomto zozname nájdete cvičenia z hlavných fyzikálnych tém preberaných v 1. ročníku strednej školy. Precvičte si a vyriešte svoje pochybnosti s odpoveďami vysvetlenými krok za krokom.
Otázka 1 - Rovnomerný pohyb (kinematika)
Auto ide po rovnej opustenej ceste a vodič udržuje konštantnú rýchlosť 80 km/h. Po 2 hodinách od začiatku cesty vodič šoféroval
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
cieľ
Určte vzdialenosť prejdenú vodičom v km.
Údaje
- Pohyb je rovnomerný, teda s konštantnou rýchlosťou a nulovým zrýchlením.
- Rýchlostný modul je 80 km/h
- Čas cesty bol 2 hodiny.
Rozhodnutie
Vypočítajme vzdialenosť pomocou rýchlostného vzorca:
Kde,
je prejdená vzdialenosť v km.
je časový interval v hodinách.
Keďže chceme vzdialenosť, izolujeme sa vo vzorci.
Nahradenie hodnôt:
Záver
Pri jazde konštantnou rýchlosťou 80 km/h prejde vodič po 2 hodinách jazdy 160 km.
Cvičte viac kinematické cvičenia.
Otázka 2 - Rovnomerne rozmanitý pohyb (kinematika)
V automobilových pretekoch na oválnej dráhe jedno z áut zrýchľuje rovnomerne konštantnou rýchlosťou. Pilot štartuje z pokoja a zrýchľuje 10 sekúnd, kým nedosiahne rýchlosť 40 m/s. Zrýchlenie dosiahnuté autom bolo
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
cieľ
Určte zrýchlenie v časovom intervale 10 sekúnd.
Údaje
10 s časový interval.
Zmena rýchlosti od 0 do 40 m/s.
Rozhodnutie
Keďže dochádza k zmenám rýchlosti, typ pohybu sa zrýchľuje. Keďže rýchlosť zrýchlenia je konštantná, ide o rovnomerne variabilný pohyb (MUV).
Zrýchlenie je miera zmeny rýchlosti v priebehu času.
Kde,
The je zrýchlenie v m/s².
je zmena rýchlosti, to znamená konečná rýchlosť mínus počiatočná rýchlosť.
je časový interval, tj konečný čas mínus počiatočný čas.
Keď sa auto rozbehne z pokoja a čas sa začne spomaľovať, akonáhle sa auto začne pohybovať, počiatočná rýchlosť a čas sa rovnajú nule.
Nahradenie údajov uvedených vo vyhlásení:
Záver
V tomto časovom intervale bolo zrýchlenie auta 4 m/s².
Pozri cvičenia Rovnomerne rozmanitý pohyb
Otázka 3 - Prvý Newtonov zákon (dynamika)
Predstavte si vlak, ktorý cestuje cez Brazíliu. Zrazu musí rušňovodič náhle zabrzdiť vlak pre prekážku na koľajniciach. Všetky predmety vo vlaku pokračujú v pohybe, pričom si zachovávajú rýchlosť a trajektóriu, ktorú mali predtým. Okolo vozňa sa povaľujú cestujúci, vo vzduchu sa vznášajú perá, knihy a dokonca aj to jablko, ktoré niekto priniesol na obed.
Princíp fyziky, ktorý vysvetľuje, čo sa deje vo vozni vlaku, je
a) Zákon gravitácie.
b) Zákona akcie a reakcie.
c) zákon zotrvačnosti.
d) zákona o zachovaní energie.
e) Zákon o rýchlosti.
Vysvetlenie
1. Newtonov zákon, tiež nazývaný zákon zotrvačnosti, hovorí, že objekt v pokoji zostane v pokoji a objekt v pokoji zostane v pokoji. Objekt v pohybe sa bude naďalej pohybovať konštantnou rýchlosťou, pokiaľ naň nebude pôsobiť vonkajšia sila.
V tomto prípade, aj keď vlak náhle zníži svoju rýchlosť, objekty sa naďalej pohybujú zotrvačnosťou je tendencia telies udržiavať svoj pohybový stav (smer, modul a smer) resp odpočinok.
Možno vás bude zaujímať dozvedieť sa viac o Newtonov prvý zákon.
Otázka 4 - Druhý Newtonov zákon (dynamika)
Na hodine experimentálnej fyziky sa experiment vykonáva pomocou škatúľ s rôznou hmotnosťou a pri použití konštantnej sily na každú z nich. Cieľom je pochopiť, ako zrýchlenie objektu súvisí s aplikovanou silou a hmotnosťou objektu.
Počas experimentu si box udržiava konštantné zrýchlenie 2 m/s². Potom sa vykonajú zmeny hmotnosti a sily v nasledujúcich situáciách:
I - Hmotnosť zostáva rovnaká, ale modul sily je dvakrát väčší ako pôvodný.
II - Aplikovaná sila je rovnaká ako pôvodná, avšak hmotnosť je dvojnásobná.
Hodnoty nových zrýchlení vo vzťahu k pôvodnému sú v oboch prípadoch, resp
)
B)
w)
d)
To je)
Vzťah medzi silou, hmotnosťou a zrýchlením popisuje druhý Newtonov zákon, ktorý hovorí: výsledná sila pôsobiaca na teleso sa rovná súčinu jeho hmotnosti a jeho zrýchlenia.
Kde,
FR je výsledná sila, súčet všetkých síl pôsobiacich na teleso,
m je hmotnosť,
a je zrýchlenie.
V situácii I, máme:
Hmotnosť zostáva rovnaká, ale veľkosť sily sa zdvojnásobí.
Na rozlíšenie používame 1 pre pôvodné množstvá a 2 pre nové.
Originál:
Nový:
Sila 2 je dvojitá sila 1.
F2 = 2F1
Keďže hmotnosti sú rovnaké, izolujeme ich v oboch rovniciach, srovnáme ich a vyriešime pre a2.
Výmena F2,
Keď teda zdvojnásobíme veľkosť sily, aj veľkosť zrýchlenia sa vynásobí 2.
V situácii II:
Vyrovnanie síl a zopakovanie predchádzajúceho postupu:
Výmena m2,
Zdvojnásobením hmotnosti a zachovaním pôvodnej sily teda zrýchlenie klesne na polovicu.
Potrebujete posilnenie s Druhý Newtonov zákon? Prečítajte si náš obsah.
Otázka 5 - Tretí Newtonov zákon (dynamika)
Učiteľ fyziky, nadšený z praktického učenia, sa rozhodne uskutočniť v triede zvláštny experiment. Obuje si kolieskové korčule a potom sa pritlačí k stene. Preskúmame fyzikálne koncepty zahrnuté v tejto situácii.
Čo sa stane s učiteľom pri tlačení na stenu triedy na kolieskových korčuliach a aké sú fyzikálne pojmy?
a) A) Učiteľ bude premietaný dopredu v dôsledku sily pôsobiacej na stenu. (Newtonov zákon - Tretí zákon akcie a reakcie)
b) Učiteľ zostane stáť, pretože medzi korčuľami a podlahou dochádza k treniu. (Newtonov zákon - Zachovanie kvantity lineárneho pohybu)
c) Učiteľ zostáva v pokoji. (Newtonov zákon – trenie)
d) Učiteľ bude odhodený dozadu, v dôsledku kotúľania korčúľ, v dôsledku aplikácie reakcie steny. (Newtonov zákon - Tretí zákon akcie a reakcie)
e) Učiteľove korčule sa zohrejú trením o podlahu. (Newtonov zákon – trenie)
Tretí Newtonov zákon vysvetľuje, že každá akcia vyvolá reakciu rovnakej intenzity, rovnakého smeru a opačného smeru.
Pri pôsobení sily na stenu reakcia tlačí učiteľa opačným smerom, s rovnakou intenzitou, ako je použitá sila.
Zákon akcie a reakcie pôsobí na dvojice telies, nikdy nie na to isté teleso.
Keďže korčule umožňujú kotúľanie, učiteľovo ťažisko sa odhodí dozadu a kĺže sa po miestnosti.
Pamätajte na Tretí Newtonov zákon.
Otázka 6 - Zákon univerzálnej gravitácie
Fyzikálny krúžok školy skúma obežnú dráhu Mesiaca okolo Zeme. Chcú pochopiť silu gravitačnej príťažlivosti medzi Zemou a jej prirodzeným satelitom, využívajúc princípy Newtonovho zákona univerzálnej gravitácie.
Odhady hmotnosti sú kg pre Zem a asi 80-krát menšie pre Mesiac. Ich stredy sa nachádzajú v priemernej vzdialenosti 384 000 km.
Vedieť, že konštanta univerzálnej gravitácie (G) je N⋅m²/kg², sila gravitačnej príťažlivosti medzi Zemou a Mesiacom je približne
)
B)
w)
d)
To je)
Newtonov zákon univerzálnej gravitácie hovorí, že: „Sila gravitačnej príťažlivosti medzi dvoma hmotami (m1 a m2) je priamo úmerné súčinu ich hmotností a univerzálnej gravitačnej konštanty a nepriamo úmerné druhej mocnine dvoch vzdialenosť.
Jeho vzorec:
kde:
F je sila gravitačnej príťažlivosti,
G je konštanta univerzálnej gravitácie,
m1 a m2 sú hmotnosti telies,
d je vzdialenosť medzi ťažiskami v metroch.
Výmena hodnoty:
Pozrite si viac o Gravitačná sila.
Otázka 7 - Voľný pád (Pohyb v rovnomernom gravitačnom poli)
V praktickej úlohe na školský vedecký veľtrh skupina odhalí účinky rovnomerného gravitačného poľa. Po vysvetlení pojmu gravitácia vykonajú praktický experiment.
Dve oceľové gule, jedna s priemerom 5 cm a druhá s priemerom 10 cm, sú uvoľnené z pokoja, v tom istom chvíľu, jedným z členov skupiny, z okna na treťom poschodí školy.
Na zemi mobilný telefón, ktorý nahráva spomalene, zaznamenáva presný moment dopadu gúľ na zem. Na hárku skupina požiada divákov, aby vybrali možnosť, ktorá podľa nich vysvetľuje vzťah medzi rýchlosťami predmetov pri dotyku so zemou.
Vy, ak dobre rozumiete fyzike, vyberiete možnosť, ktorá hovorí
a) ťažší predmet bude mať väčšiu rýchlosť.
b) ľahší predmet bude mať väčšiu rýchlosť.
c) oba objekty budú mať rovnakú rýchlosť.
d) rozdiel v rýchlosti závisí od výšky veže.
e) rozdiel v rýchlosti závisí od hmotnosti predmetov.
Ak zanedbáme účinky vzduchu, všetky objekty padajú s rovnakým zrýchlením v dôsledku gravitácie, bez ohľadu na ich hmotnosť.
Gravitačné pole priťahuje predmety do stredu Zeme s rovnakým konštantným zrýchlením približne .
Funkciu rýchlosti popisuje:
Keď Vi je počiatočná rýchlosť rovná nule a zrýchlenie je g:
Rýchlosť teda závisí len od hodnoty gravitačného zrýchlenia a času pádu.
Prejdenú vzdialenosť možno merať aj pomocou:
Je možné vidieť, že ani rýchlosť, ani vzdialenosť nezávisia od hmotnosti objektu.
Trénovať viac cvičenie voľného pádu.
Otázka 8 - Horizontálny štart (pohyb v rovnomernom gravitačnom poli)
Dvojica študentov v experimente hádže loptičku vodorovne z vysokej výšky. Zatiaľ čo jeden hádže loptičku, druhý v danej vzdialenosti zaznamenáva na video dráhu lopty. Zanedbanie odporu vzduchu, trajektórie a horizontálnej rýchlosti lopty pri pohybe sú
a) priama klesajúca čiara a horizontálna rýchlosť sa zvýši.
b) priamka a horizontálna rýchlosť sa bude časom zvyšovať.
c) oblúk kruhu a horizontálna rýchlosť sa bude časom znižovať.
d) zvlnená čiara a horizontálna rýchlosť bude kolísať.
e) parabola a horizontálna rýchlosť zostane konštantná.
Horizontálny a vertikálny pohyb sú nezávislé.
Keď sa ignoruje odpor vzduchu, horizontálna rýchlosť bude konštantná, pretože nedochádza k treniu a pohyb je rovnomerný.
Vertikálny pohyb je zrýchlený a závisí od zrýchlenia gravitácie.
Zloženie pohybov tvorí trajektóriu paraboly.
Máte záujem dozvedieť sa viac o Horizontálne spustenie.
Otázka 9 - Sila a výkon
Študent skúma účinnosť stroja, ktorá je podľa údajov výrobcu 80%. Stroj dostáva výkon 10,0 kW. Za týchto podmienok ponúkaný užitočný výkon a výkon rozptýlený strojom sú, resp
a) užitočný výkon: 6,4 kW a rozptýlený výkon: 3,6 kW.
b) užitočný výkon: 2,0 kW a rozptýlený výkon: 8,0 kW.
c) užitočný výkon: 10,0 kW a rozptýlený výkon: 0,0 kW.
d) užitočný výkon: 8,0 kW a rozptýlený výkon: 2,0 kW.
e) užitočný výkon: 5,0 kW a rozptýlený výkon: 5,0 kW.
Účinnosť (η) je pomer medzi užitočným výkonom a prijatým výkonom, vyjadrený ako:
Užitočný výkon je zase prijatý výkon mínus rozptýlený výkon.
Užitočný výkon = prijatý výkon - rozptýlený výkon
S výnosom 80% alebo 0,8 máme:
Užitočná sila je teda:
Užitočný výkon = prijatý výkon - rozptýlený výkon
Užitočný výkon = 10 kW - 2 W = 8 kW
Možno si budete chcieť zapamätať mechanická sila a výkon.
Otázka 10 - Konzervatívny mechanický systém
Vo fyzikálnom laboratóriu dráha s vozíkmi simuluje horskú dráhu. Opustia vozík z pokoja v najvyššom bode trasy. Vozík potom klesá, čím sa znižuje jeho výška, zatiaľ čo jeho rýchlosť sa zvyšuje počas klesania.
Ak nedochádza k strate energie v dôsledku trenia alebo odporu vzduchu, ako sa zachovanie mechanickej energie vzťahuje na tento konzervatívny systém?
a) Celková mechanická energia sa zvyšuje, keď vozík naberá rýchlosť.
b) Celková mechanická energia klesá, pretože časť energie sa v dôsledku trenia premení na teplo.
c) Celková mechanická energia zostáva konštantná, pretože nepôsobia žiadne disipatívne sily.
d) Celková mechanická energia závisí od hmotnosti vozíka, nakoľko ovplyvňuje gravitačnú silu.
e) Celková mechanická energia sa mení v závislosti od teploty okolia, nakoľko ovplyvňuje odpor vzduchu.
Mechanická energia je súčet jej častí, ako je gravitačná potenciálna energia a kinetická energia.
Vzhľadom na konzervatívny systém, teda bez energetických strát, musí byť výsledná energia rovnaká ako počiatočná.
Na začiatku bol vozík nehybný, jeho kinetická energia sa rovnala nule, pričom jeho potenciálna energia bola maximálna, keďže bol v najvyššom bode.
Pri klesaní sa začne pohybovať a jeho kinetická energia sa zväčšuje s klesajúcou výškou a zároveň klesá jeho potenciálna energia.
Zatiaľ čo jedna časť klesá, druhá sa zvyšuje v rovnakom pomere, pričom mechanická energia zostáva konštantná.
Pamätajte na pojmy o mechanická energia.
Otázka 11 - Špecifická hmotnosť alebo absolútna hustota
Pri skúmaní vlastností hmoty sa používajú tri kocky rôznych objemov a materiálov na vytvorenie stupnice špecifickej hmotnosti týchto materiálov.
Pomocou stupnice a pravítka sa pre kocky získajú:
- Oceľ: Hmotnosť = 500 g, Objem = 80 cm³
- Drevené: Hmotnosť = 300 g, Objem = 400 cm³
- Hliník: Hmotnosť = 270 g, objem = 100 cm³
Od najvyššej špecifickej hmotnosti po najnižšiu sú zistené hodnoty:
a) Oceľ: 6,25 g/cm³, Hliník: 2,7 g/cm³, Drevo: 0,75 g/cm³
b) Drevo: 1,25 g/cm³, Oceľ: 0,75 g/cm³, Hliník: 0,5 g/cm³
c) Oceľ: 2 g/cm³, Drevo: 1,25 g/cm³, Hliník: 0,5 g/cm³
d) Hliník: 2 g/cm³, Oceľ: 0,75 g/cm³, Drevo: 0,5 g/cm³
e) Hliník: 2 g/cm³, Oceľ: 1,25 g/cm³, Drevo: 0,75 g/cm³
Špecifická hmotnosť materiálu je definovaná ako hmotnosť na jednotku objemu a vypočíta sa podľa vzorca:
Pre oceľ:
K drevo:
Pre hliník:
Viac sa dozviete na:
- Ešpecifická hmotnosť
- Hustota
Otázka 12 - Tlak vyvíjaný kvapalinovým stĺpcom
Študent sa ponára do jazera na úrovni mora a dosahuje hĺbku 2 metre. Aký tlak na ňu v tejto hĺbke vyvíja voda? Zvážte zrýchlenie spôsobené gravitáciou ako a hustota vody ako
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121 000 Pa
e) 200 000 Pa
Tlak v kvapaline v pokoji je daný vzorcom:
P=ρ⋅g⋅h + atmosférické P
kde:
P je tlak,
ρ je hustota kvapaliny,
g je gravitačné zrýchlenie,
h je hĺbka tekutiny.
Cvičte viac hydrostatické cvičenia.
ASTH, Rafael. Cvičenia z fyziky (riešené) pre 1. ročník SŠ.All Matter, [n.d.]. Dostupné v: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Prístup na:
Pozri tiež
- Cvičenia o potenciálnej a kinetickej energii
- Fyzikálne vzorce
- Cvičenia z Newtonových zákonov komentované a vyriešené
- Práca vo fyzike
- Hydrostatické cvičenia
- Fyzika v Enem
- Cvičenie na kinetickú energiu
- Gravitácia
