4 Liikkeen lait Flashcards
Kappaleen siirtymä
∆x = x₂ - x₁
Kappaleen keskinopeus
v_k = ∆x / ∆t = (x₂ - x₁) / (t₂ - t₁)
yksikkö m/s
1 km/h =
1 / 3,6 m/s
Keskivauhti
s / ∆t
Tasaisen liikkeen kuvaajan kulmakerroin kertoo
nopeuden suuruuden ja suunnan
Nopeus suoraviivaisessa liikkeessä
v = (x - x₀) / t
Matka tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä
s = vt
Hetkellinen nopeus on paikan kuvaajan
tangentin fysikaalinen kulmakerroin
Keskikiihtyvyys suoraviivaisessa liikkeessä
a_k = ∆v / ∆t = (v₂ - v₁) / (t₂ - t₁)
yksikkö m / s²
Tasaisesti kiihtyvä liike
Jos kappaleen kiihtyvyys on joka hetki sama, kappaleen liike on tasaisesti kiihtyvää
Keskinopeus tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä
v_k = (v₀ + v) /2
Keskinopeus, kun kiihtyvyys vaihtelee
v_k = ∆x / ∆t
Tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike hetkellä t
x = x₀ + v₀t + 1/2 at² v = v₀ + at
Hetkellinen kiihtyvyys
on yhtä suuri kuin nopeuskäyrälle piirretyn tangentin fysikaalinen kulmakerroin
a(t) = ∆v / ∆t
Kappaleen paikka ja kulkema matka saadaan graafisella integroinnilla
nopeuden kuvaajasta
Kappaleen nopeus saadaan graafisella integroinnilla
kiihtyvyyden kuvaajasta
Newtonin III laki
Voiman ja vastavoiman laki
Kahden kappaleen välinen vuorovaikutus aiheuttaa kappaleisiin yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset voimat, joita kutsutaan toistensa vastavoimiksi
Massa on suure, joka kuvaa
kappaleen hitautta ja ominaisuutta synnyttää gravitaatio ja olla gravitaation kohteena
Voimakuvio eli
vapaakappalekuva
Hitaus on kappaleen ominaisuus
vastustaa liikkeen muutoksia
Vuorovaikutukset jaetaan
kosketus- ja etävuorovaikutuksiin
Newtonin I laki
Jatkuvuuden laki
Kappale jatkaa liikettään suoraviivaisesti muuttumattomalla nopeudella, jos se ei ole vuorovaikutuksessa muiden kappaleiden kanssa
Newtonin II laki
Dynamiikan laki
Kappaleeseen vaikuttavien voimien smma, kokonaisvoima antaa kappaleelle kiihtyyyden
∑F̅ = T̅ + F̅_µ + G̅ + N̅ = ma̅
Liukukitka
F_µ = µN
Lähtökitka
F_µ₀ = µ₀N
Voiman komponentti
F̅ = F̅_x + F̅_y
Voiman F̅ suuruus
F = √(F_x² + F_y²)
Voiman F̅ suunta
tan α = F_y / F_x
F_x =
cos α F
F_y =
sin α F
Nostevoima
N = ρ_neste * V_syrj * g
Voiman F̅ tekemä työ W
W = F∆x*cosα
yksikkö 1 Nm = 1 J = 1 (kgm²)/s²
Keskimääräinen teho
P_kesk = W / ∆t P_k = F_k*v_k
Hetkellinen teho
P(t) = F(t)*v(t)
Työperiaate
Kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman tekemä työ on yhtä suuri kuin kappaleen liike-energian muutos
W = ∆E_k = E_k,l - E_k,a
W = 1/2mv² - 1/2 mv₀²
Konservatiivinen voima
Voima on konservatiivinen, jos sen tekemä työ on suljetulla reitillä nolla. Konservatiivisen voiman tekemä työ on reitistä riippumaton
W = W_ylös + W_alas = -G∆h + G∆h = 0
Mekaanisen energian säilymislaki
E_k + E_p = vakio
E_k,a + E_p,a = W + E_k,l + E_p,l
Voiman impulssi
I̅ = F̅∆t
yksikkö 1 Ns
Kappaleen liikemäärä
p̅ = mv̅
yksikkö kgm/s
Impulssiperiaate
I̅ = ∑F̅∆t = mv̅₂ - mv̅₁ = p̅₂ - p̅₁= ∆p̅
Liikemäärän säilymislaki
m₁v̅₁ + m₂v̅₂ = m₁u̅₁ + m₂u̅₂
p₁_ennen + p₂_ennen = p₁_jälkeen + p₂_jälkeen
Kimmoisa törmäys
Kimmoisassa törmäyksessä liikemäärä ja liike-energia säilyvät
Kimmoton törmäys
Kimmottoman törmäyksen liikemäärä säilyy, mutta liike-energia ei säily
Täysin kimmoton törmäys
Kappaleet takertuvat toisiinsa, liikemäärä säilyy, mutta liike-energia ei säily
Harmonisen voiman tekemä työ
W = 1/2 kx₁² - 1/2 kx₂²
Jousen potentiaalienergia
E_p = 1/2 kx²
Harmonisen värähtelijän kokonaisenergia ääriasemassa
E = 1/2 kA²
Harmonisen värähtelijän kokonaisenergia tasapainoasemassa
E = 1/2 mv²
Harmonisen värähtelijän kokonaisenergia muualla
E =1/2 kx₁² + 1/2 mv₁²
Harmoninen voima
F̅_j = -kx̅