FY05 välitesti I Flashcards
voiman momentti
voiman kierto- eli vääntövaikutus jonkin akselin suhteen. M=Fr
voiman varsi ja vaikutussuora
voiman varsi on aina kohtisuorassa voiman vaikutussuoraa vastaan eli voiman varsi on vaikutussuoran kohtisuora etäisyys kiertoakselista.
mikä yleensä valitaan positiiviseksi suunnaksi?
kiertosuunta vastapäivään
voiman momentin yksikkö
Nm
muuttuuko voiman vaikutus kappaleeseen, jos voiman vaikutuspistettä muutetaan sen vaikutussuoralla?
ei
kokonaismomentti
kuvaa voimien aiheuttamaa yhteiskiertovaikutusta
painopiste
piste, josta tuettu kappale pysyy tasapainossa. kappaleeseen kohdistuvan painon ajateltu vaikutuspiste
milloin kappale kaatuu?
kappale kaatuu painopisteen siirryttyä kappaleen tukipinnan ulkopuolelle
kappaleen tukipinta
kappaleen uloimmaisten alustaa koskettavien kohtien eli tukipisteiden rajaama alue
miksi voidaan ajatella, että jäykkään kappaleeseen kohdistuva paino vaikuttaa kappaleen painopisteeseen?
Kappaleeseen kohdistuvan painon vaikutus voidaan kumota vastakkaissuuntaisella tukivoimalla, jonka vaikutussuora kulkee painopisteen kautta.
missä on symmetristen ja tasalaatuisten kappaleiden painopiste?
niiden keskipisteessä
miksi leveässä haara-asennossa tasapaino on hyvä?
painopisteellä on enemmän liikkumavaraa tukipinnan yläpuolella.
jäykkä kappale
kappale, jonka muoto ei muutu siihen vaikuttavien voimien vaikutuksesta.
tasapainossa etenemisen suhteen
kappaleeseen kohdistuva kokonaisvoima on nollavektori. kappale on etenemisen suhteen levossa tai tasaisessa liikkeessä
tasapainossa pyörimisen suhteen
kappaleeseen vaikuttavien momenttien summa on nolla. kappale on levossa pyörimisen suhteen tai pyörii niin, ettei pyöriminen muutu
tasapainoon liittyvän tehtävän ratkaisu
Piirrä kuva tarkasteltavasta tilanteesta ja merkitse kuvaan kaikki kappaleeseen vaikuttavat voimat. Jaa voimat tarvittaessa komponentteihin.
Merkitse kuvaan kiertoakseli. Valitse kiertoakseli siten, että sen kautta kulkee mahdollisimman monen voiman vaikutussuora. Tällöin momenttiehto saa mahdollisimman yksinkertaisen muodon.
Kirjoita tasapainoehdot SigmaF==
ja ΣM = 0.
Ratkaise tasapainoehdoista saaduista yhtälöistä kysytyt suureet. Jos jokin voimista tulee negatiiviseksi, kyseisen voiman suunta on päinvastainen kuin kuvaan piirtämäsi voimavektorin suunta.
voidaanko muuttuvaakin liikettä sisältäviä tapahtumia tarkastella tasapainon avulla?
toisinaan. tällöin oletetaan tasapaino, joka vallitsisi esim. juuri ennen pullon korkin avaamista
jaksollinen liike
liike, joka toistuu samanlaisena kerta toisensa jälkeen
ympyräliike
kappale liikkuu ympyrän muotoista rataa pitkin
kaksiulotteinen liike
kappaleet liikkuvat tasossa. Ympyräliike on yksi käyräviivaisen kaksiulotteisen liikkeen perusmalli.
miksi ympyräliike on aina kiihtyvää liikettä?
nopeuden suunta muuttuu jatkuvasti
tasainen ympyräliike
ympyräradalla liikkuvan kappaleen nopeuden suuruus on vakio
ratanopeus
Kiertorataa liikkuvan kappaleen nopeuden suuruus
normaalikiihtyvyys
ratanopeus ei muutu, mutta nopeuden suunta muuttuu. kohtisuorassa nopeusvektoria vastaan ja osoittaa kohti ympyräradan keskipistettä. nopeuden suunnan muutosnopeus.
a_n=v^2/r
gravitaatiovuorovaikutus
Kahden kappaleen välillä vaikuttaa gravitaatiovuorovaikutus, jonka aiheuttaa näihin kappaleisiin yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset gravitaatiovoimat.
gravitaatiovoima
etävoima, jonka vaikutus ulottuu periaatteessa äärettömän kauas. Gravitaatiovoima kuitenkin heikkenee nopeasti, kun vuorovaikuttavien kappaleiden etäisyys kasvaa. Tähänastisten havaintojen perusteella gravitaatiovoima on aina vetävä, ei koskaan hylkivä voima.
keskeisvoima
Voima, joka suuntautuu joka hetki kohti samaa pistettä
miksi putoamiskiihtyvyys ei riipu massasta?
massa supistuu liikeyhtälössä. Tämä selittää, miksi kaikki esineet putoavat tyhjiössä samalla kiihtyvyydellä
painoton tila
kappaleeseen ei vaikuta tukivoimia
hidas ja painava massa
gravitaatiovoima=ma yhtälön vasemmalla puolella oleva m merkitsee massaa, joka kuvaa kappaleen kykyä tuottaa ja kokea gravitaatiovuorovaikutus. Yhtälön oikealla puolella oleva m merkitsee massaa, joka kuvaa hitautta. Koska nämä ovat lukuarvoltaan yhtä suuret, ne supistuvat; ”painava” ja ”hidas” massa kumoavat toistensa vaikutuksen.
yleinen suhteellisuusteoria
gravitaatiossa ei ole kyse lainkaan voimista, vaan aika-avaruuden kaareutumisesta. Teorian mukaan kappaleiden massat muovaavat ja taivuttavat aika-avaruutta. Esimerkiksi Auringon ympärillä aika-avaruus kaareutuu niin, että planeetat eivät liiku siinä suoraviivaisesti, vaan seuraavat ellipsin muotoisia ratoja. Tässä mallissa Aurinko ei siis aiheuta planeettoihin gravitaatiovoimaa vaan planeettojen liikettä ohjaa aika-avaruuden rakenne.
miten planeettojen ja satelliittien etenemisliikettä voi mallintaa?
tasaisena ympyräliikkeenä
Kun satelliitti kiertää Maata päiväntasaajan yläpuolella noin 36 000 km:n korkeudella olevalla ympyräradalla, se näyttää pysyvän Maan pinnalta katsottuna paikoillaan. Miksi?
Tämä johtuu siitä, että kyseisellä korkeudella liikkuva satelliitti kiertää Maan samassa ajassa kuin Maa pyörähtää oman akselinsa ympäri. Tällaista satelliittia sanotaan geostationaariseksi satelliitiksi ja sen rataa GEO-radaksi
geostationaarisen satelliitin kiertoaika maan ympäri
Geostationaarisen satelliitin kiertoaika Maan ympäri on yhtä suuri kuin Maan pyörähdysaika oman akselinsa ympäri.
ensimmäinen pakonopeus
lähtönopeus, joka esimerkiksi avaruusalukselle on annettava, jotta se pääsisi Maata kiertävälle radalle, eikä putoaisi takaisin Maahan. Kun kappaleelle annetaan riittävän suuri vaakasuora nopeus, se joutuu Maata kiertävälle radalle.
toinen pakonopeus
nopeus, jolla kappale vapautuu kokonaan Maan gravitaatiokentästä, mutta jää Aurinkoa kiertävälle radalle.
kolmas pakonopeus
nopeus, jonka kappale tarvitsee vapautuakseen Aurinkokunnan gravitaatiokentästä.
taivaankappaleet pyöriminen
Sen lisäksi, että taivaankappaleet ovat etenemisliikkeessä kiertoradallaan, ne ovat pyörimisliikkeessä oman akselinsa ympäri.
pyörimisen ja etenemisen ero
eteneminen on liikettä, jossa kappaleen paikka muuttuu, pyöriminen on liikettä, jossa kappaleen asento muuttuu.
pyörimisnopeus eli kierrostaajuus
Pyörimisen nopeutta pyörimisakselin suhteen kuvataan ilmoittamalla kierrosten lukumäärä tietyssä ajassa.
n=N/Deltat
yksikkö 1/s
kierrosaika
yhteen kierrokseen kulunut aika
kulmanopeus
kertoo, kuinka suuren kulman (radiaaneissa ilmaistuna) kappale kiertyy aikayksikössä. omega. Yksi kokonainen kierros vastaa kulmaa 2π rad. Koska pyörimisnopeus n kertoo, kuinka monta kierrosta kappale pyörähtää aikayksikössä, kulmanopeus ω saadaan pyörimisnopeudesta kertomalla luvulla 2π rad, eli ω = 2πn. Kulmanopeuden yksikkö on [ω] = rad/s.
