Na tem seznamu boste našli vaje o glavnih temah fizike, obravnavanih v 1. letniku srednje šole. Vadite in razrešite svoje dvome z odgovori, razloženimi korak za korakom.
1. vprašanje - Enakomerno gibanje (kinematika)
Avto vozi po ravni, pusti cesti, voznik pa vzdržuje konstantno hitrost 80 km/h. Po 2 urah od začetka vožnje je voznik odpeljal
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
cilj
Določite razdaljo, ki jo je prevozil voznik, v km.
podatki
- Gibanje je enakomerno, to je s konstantno hitrostjo in ničelnim pospeškom.
- Modul hitrosti je 80 km/h
- Čas potovanja je bil 2 uri.
Resolucija
Izračunajmo razdaljo s formulo za hitrost:
Kje,
je prevožena razdalja v km.
je časovni interval v urah.
Ker hočemo distanco, se izoliramo v formuli.
Zamenjava vrednosti:
Zaključek
Pri vožnji s konstantno hitrostjo 80 km/h voznik po 2 urah vožnje prevozi 160 km.
Več vadite kinematične vaje.
2. vprašanje - Enakomerno spremenljivo gibanje (kinematika)
V avtomobilski dirki na ovalni stezi eden od avtomobilov enakomerno pospešuje s konstantno hitrostjo. Pilot začne iz mirovanja in pospešuje 10 sekund, dokler ne doseže hitrosti 40 m/s. Pospešek, ki ga je dosegel avto, je bil
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
cilj
Določite pospešek v časovnem intervalu 10 sekund.
podatki
10 s časovni interval.
Sprememba hitrosti od 0 do 40 m/s.
Resolucija
Ker se hitrost spreminja, je vrsta gibanja pospešena. Ker je stopnja pospeška konstantna, gre za enakomerno spremenljivo gibanje (MUV).
Pospešek je, koliko se je hitrost spremenila v določenem časovnem obdobju.
Kje,
The je pospešek v m/s².
je sprememba hitrosti, to je končna hitrost minus začetna hitrost.
je časovni interval, to je končni čas minus začetni čas.
Ko avto spelje iz mirovanja in se čas začne upočasnjevati takoj, ko se avto začne premikati, sta začetna hitrost in čas enaka nič.
Zamenjava podatkov, navedenih v izjavi:
Zaključek
V tem časovnem intervalu je bil pospešek avtomobila 4 m/s².
Glej vaje Enakomerno raznoliko gibanje
3. vprašanje – Newtonov prvi zakon (dinamika)
Predstavljajte si vlak, ki potuje skozi Brazilijo. Nenadoma mora strojevodja nenadoma zavirati vlak zaradi ovire na tirih. Vsi predmeti na vlaku se še naprej premikajo in ohranjajo hitrost in pot, ki so jo imeli prej. Potnike premetava po vagonu, v zraku lebdijo pisala, knjige in celo tisto jabolko, ki ga je nekdo prinesel za kosilo.
Načelo fizike, ki pojasnjuje, kaj se dogaja v vagonu vlaka, je
a) zakon gravitacije.
b) zakon akcije in reakcije.
c) zakon vztrajnosti.
d) zakon o varčevanju z energijo.
e) zakon o hitrosti.
Razlaga
Newtonov 1. zakon, imenovan tudi zakon vztrajnosti, navaja, da bo predmet v mirovanju ostal v mirovanju, predmet v mirovanju pa bo ostal v mirovanju. Predmet v gibanju se bo še naprej gibal s konstantno hitrostjo, razen če nanj deluje zunanja sila.
V tem primeru, tudi ko vlak nenadoma zmanjša hitrost, se predmeti še naprej premikajo zaradi zaradi vztrajnosti je težnja teles ohraniti stanje gibanja (smer, modul in smer) oz. počitek.
Morda vas bo zanimalo več o Newtonov prvi zakon.
4. vprašanje - Newtonov drugi zakon (dinamika)
Pri eksperimentalnem pouku fizike se izvaja poskus s škatlami z različnimi masami in na vsako deluje konstantna sila. Cilj je razumeti, kako je pospešek predmeta povezan z uporabljeno silo in maso predmeta.
Med poskusom ohranja škatla konstanten pospešek 2 m/s². Nato pride do sprememb v masi in moči v naslednjih situacijah:
I - Masa ostane enaka, vendar je modul sile dvakrat večji od prvotnega.
II - Uporabljena sila je enaka prvotni, vendar se masa podvoji.
Vrednosti novih pospeškov glede na prvotne so v obeh primerih oz
The)
B)
w)
d)
Je)
Razmerje med silo, maso in pospeškom opisuje drugi Newtonov zakon, ki pravi: rezultanta sile, ki deluje na telo, je enaka produktu njegove mase in njegovega pospeška.
Kje,
FR je rezultanta sile, vsota vseh sil, ki delujejo na telo,
m je masa,
a je pospešek.
V situaciji I, imamo:
Masa ostane enaka, vendar se velikost sile podvoji.
Za razlikovanje uporabljamo 1 za prvotne količine in 2 za nove.
Original:
Novo:
Sila 2 je dvojna sila 1.
F2 = 2F1
Ker sta masi enaki, ju izoliramo v obeh enačbah, izenačimo in rešimo a2.
Zamenjava F2,
Ko torej podvojimo velikost sile, se tudi velikost pospeška pomnoži z 2.
V situaciji II:
Izenačitev sil in ponovitev prejšnjega postopka:
Zamenjava m2,
Tako se s podvojitvijo mase in ohranjanjem prvotne sile pospešek zmanjša za polovico.
Potrebujete okrepitev s Newtonov drugi zakon? Preberite našo vsebino.
5. vprašanje – Newtonov tretji zakon (dinamika)
Učitelj fizike, navdušen nad praktičnim učenjem, se odloči, da bo v razredu izvedel svojevrsten eksperiment. Obuje si kotalke in nato butne ob steno. Raziskali bomo fizične koncepte, vključene v to situacijo.
Kaj se bo zgodilo z učiteljem, ko se bo z kotalkami potiskal ob steno učilnice in kakšni so fizični koncepti?
a) A) Učitelj bo štrlen naprej zaradi sile, ki deluje na steno. (Newtonov zakon – tretji zakon akcije in reakcije)
b) Učitelj bo ostal miren, saj med drsalkami in tlemi prihaja do trenja. (Newtonov zakon - ohranjanje količine linearnega gibanja)
c) Učitelj miruje. (Newtonov zakon - trenje)
d) Učitelj bo vržen nazaj, zaradi kotaljenja drsalk, zaradi uporabe reakcije stene. (Newtonov zakon – tretji zakon akcije in reakcije)
e) Učiteljeve drsalke se bodo segrele zaradi trenja s tlemi. (Newtonov zakon - trenje)
Newtonov tretji zakon pojasnjuje, da vsako dejanje povzroči reakcijo enake intenzivnosti, iste smeri in nasprotne smeri.
Pri delovanju sile proti steni reakcija potisne učitelja v nasprotno smer, z enako intenzivnostjo kot uporabljena sila.
Zakon akcije in reakcije deluje na pare teles, nikoli na isto telo.
Ker drsalke omogočajo kotaljenje, se učiteljevo težišče vrže nazaj in drsi po prostoru.
Zapomnite si Newtonov tretji zakon.
Vprašanje 6 - Zakon univerzalne gravitacije
Šolski krožek fizike raziskuje kroženje Lune okoli Zemlje. Želijo razumeti silo gravitacijske privlačnosti med Zemljo in njenim naravnim satelitom z uporabo načel Newtonovega zakona univerzalne gravitacije.
Masovne ocene so kg za Zemljo in približno 80-krat manjši za Luno. Njihova središča se nahajajo na povprečni razdalji 384.000 km.
Ker vemo, da je konstanta univerzalne gravitacije (G). N⋅m²/kg² je sila gravitacijske privlačnosti med Zemljo in Luno približno
The)
B)
w)
d)
Je)
Newtonov zakon univerzalne gravitacije pravi, da: "Sila gravitacijske privlačnosti med dvema masama (m1 in m2) je neposredno sorazmerna s produktom njihovih mas in univerzalne gravitacijske konstante ter obratno sorazmerna s kvadratom dveh razdalja.
Njegova formula:
kje:
F je sila gravitacijske privlačnosti,
G je konstanta univerzalne gravitacije,
m1 in m2 sta masi teles,
d je razdalja med središči mas, v metrih.
Zamenjava vrednosti:
Oglejte si več o Gravitacijska sila.
Vprašanje 7 - Prosti pad (Gibanje v enotnem gravitacijskem polju)
V praktični nalogi za šolski znanstveni sejem bo skupina izpostavila učinke enotnega gravitacijskega polja. Po razlagi pojma gravitacija izvedejo praktični poskus.
Dve jekleni krogli, ena s premerom 5 cm in druga s premerom 10 cm, se sprostita iz mirovanja, v istem trenutku enega od članov skupine skozi okno v tretjem nadstropju šola.
Na tleh mobilni telefon, ki snema v počasnem posnetku, posname točen trenutek udarca krogel ob tla. Na listu skupina prosi gledalce, da izberejo možnost, ki po njihovem mnenju pojasnjuje razmerje med hitrostmi predmetov, ko se dotaknejo tal.
Vi, z dobrim razumevanjem fizike, boste izbrali možnost, ki pravi
a) težji predmet bo imel večjo hitrost.
b) lažji predmet bo imel večjo hitrost.
c) oba objekta bosta imela enako hitrost.
d) razlika v hitrosti je odvisna od višine stolpa.
e) razlika v hitrosti je odvisna od mase predmetov.
Če zanemarimo vplive zraka, padajo vsi predmeti z enakim pospeškom gravitacije, ne glede na njihovo maso.
Gravitacijsko polje privlači predmete v središče Zemlje z enakim konstantnim pospeškom približno .
Funkcija hitrosti je opisana z:
Pri čemer je Vi začetna hitrost enaka nič in pospešek g:
Hitrost je torej odvisna le od vrednosti gravitacijskega pospeška in časa padca.
Prevoženo razdaljo je mogoče meriti tudi z:
Vidimo lahko, da niti hitrost niti razdalja nista odvisni od mase predmeta.
Več trenirajte vaje prostega pada.
Vprašanje 8 - Horizontalna izstrelitev (Gibanje v enakomernem gravitacijskem polju)
Par učencev pri poskusu vodoravno vrže žogo z velike višine. Medtem ko eden meče žogo, drugi na določeni razdalji posname video posnetek poti žoge. Če zanemarimo zračni upor, sta pot in vodoravna hitrost žoge med gibanjem enaki
a) ravna padajoča črta in vodoravna hitrost se bo povečala.
b) ravna črta, vodoravna hitrost pa se s časom povečuje.
c) krožni lok, vodoravna hitrost pa se s časom zmanjšuje.
d) valovito črto in vodoravna hitrost bo nihala.
e) parabolo, vodoravna hitrost pa bo ostala konstantna.
Horizontalno in vertikalno gibanje sta neodvisna.
Če zanemarimo zračni upor, bo vodoravna hitrost konstantna, saj ni trenja in je gibanje enakomerno.
Navpično gibanje je pospešeno in je odvisno od gravitacijskega pospeška.
Kompozicija gibov tvori trajektorijo parabole.
Vas zanima več o Vodoravni zagon.
vprašanje 9 - Moč in zmogljivost
Študent raziskuje učinkovitost stroja, ki je po podatkih proizvajalca 80 %. Stroj prejme moč 10,0 kW. Pod temi pogoji sta uporabna moč, ki jo ponuja, oziroma moč, ki jo odvaja stroj
a) uporabna moč: 6,4 kW in disipirana moč: 3,6 kW.
b) koristna moč: 2,0 kW in disipirana moč: 8,0 kW.
c) koristna moč: 10,0 kW in disipirana moč: 0,0 kW.
d) uporabna moč: 8,0 kW in disipirana moč: 2,0 kW.
e) uporabna moč: 5,0 kW in disipirana moč: 5,0 kW.
Učinkovitost (η) je razmerje med koristno in prejeto močjo, izraženo kot:
Uporabna moč pa je prejeta moč minus razpršena moč.
Uporabna moč = prejeta moč - razpršena moč
Pri izkoristku 80 % ali 0,8 imamo:
Tako je koristna moč:
Uporabna moč = prejeta moč - razpršena moč
Uporabna moč = 10 kW - 2 W = 8 kW
Morda se boste želeli spomniti na mehanska moč in zmogljivost.
vprašanje 10 - Konzervativni mehanski sistem
V laboratoriju za fiziko steza z vozički simulira tobogan. Na najvišji točki poti pustijo voz s počivališča. Voziček se nato spusti, pri čemer se njegova višina zmanjšuje, med spuščanjem pa njegova hitrost narašča.
Če ni izgube energije zaradi trenja ali zračnega upora, kako velja ohranitev mehanske energije za ta konzervativni sistem?
a) Skupna mehanska energija narašča, ko voziček pridobiva hitrost.
b) Skupna mehanska energija se zmanjša, saj se del energije zaradi trenja pretvori v toploto.
c) Skupna mehanska energija ostane konstantna, saj ne delujejo disipativne sile.
d) Celotna mehanska energija je odvisna od mase vozička, saj ta vpliva na gravitacijsko silo.
e) Skupna mehanska energija se spreminja glede na temperaturo okolja, saj vpliva na zračni upor.
Mehanska energija je vsota njenih delov, kot sta gravitacijska potencialna energija in kinetična energija.
Glede na konservativni sistem, torej brez izgub energije, mora biti končna energija enaka začetni.
Voziček je na začetku miroval, njegova kinetična energija je bila enaka nič, medtem ko je bila njegova potencialna energija največja, saj je bila na najvišji točki.
Pri spuščanju se začne premikati in njegova kinetična energija se z nižanjem višine povečuje, zmanjšuje pa se tudi njegova potencialna energija.
Medtem ko se en del zmanjša, se drugi poveča v enakem razmerju, pri čemer mehanska energija ostane konstantna.
Zapomnite si pojme o mehanska energija.
vprašanje 11 - Specifična masa ali absolutna gostota
Pri raziskovanju lastnosti snovi s tremi kockami različnih volumnov in materialov izdelamo lestvico specifične mase teh materialov.
S pomočjo merila in ravnila dobimo za kocke:
- Jeklo: Masa = 500 g, Prostornina = 80 cm³
- Lesen: Masa = 300 g, Prostornina = 400 cm³
- Aluminij: Masa = 270 g, Prostornina = 100 cm³
Od najvišje specifične mase do najnižje so ugotovljene vrednosti:
a) Jeklo: 6,25 g/cm³, Aluminij: 2,7 g/cm³, Les: 0,75 g/cm³
b) Les: 1,25 g/cm³, jeklo: 0,75 g/cm³, aluminij: 0,5 g/cm³
c) Jeklo: 2 g/cm³, Les: 1,25 g/cm³, Aluminij: 0,5 g/cm³
d) Aluminij: 2 g/cm³, jeklo: 0,75 g/cm³, les: 0,5 g/cm³
e) Aluminij: 2 g/cm³, jeklo: 1,25 g/cm³, les: 0,75 g/cm³
Specifična masa materiala je opredeljena kot masa na enoto prostornine in se izračuna po formuli:
Za jeklo:
Za les:
Za aluminij:
Več o tem na:
- Specifična masa
- Gostota
vprašanje 12 - Tlak, ki ga izvaja steber tekočine
Študent se potaplja v jezero na morski gladini in doseže globino 2 metra. Kakšen je pritisk vode na to globino? Upoštevajte pospešek zaradi gravitacije kot in gostota vode kot
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121.000 Pa
e) 200.000 Pa
Tlak v tekočini v mirovanju je podana s formulo:
P=ρ⋅g⋅h + atmosferski P
kje:
P je tlak,
ρ je gostota tekočine,
g je gravitacijski pospešek,
h je globina tekočine.
Več vadite hidrostatične vaje.
ASTH, Rafael. Fizikalne vaje (rešene) za 1. letnik gimnazije.Vse zadeve, [n.d.]. Na voljo v: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Dostop na:
Glej tudi
- Vaje o potencialni in kinetični energiji
- Fizikalne formule
- Newtonovi zakoni Vaje komentirali in reševali
- Delo v fiziki
- Hidrostatske vaje
- Fizika pri Enemu
- Vaje za kinetično energijo
- Gravitacija