Fysiikka 5

Question 1

Mitä liikkeen perustyyppejä on?

Answer 1

Etenemisliike, värähdysliike ja pyörimisliike ainakin…

Question 2

Kulmanopeus vs. pyörimisnopeus

Answer 2

Kulmanopeus w=2pin, keskikulmanopeudelle w=kierokulma/dt, [rad/s]. Ilmaisee kulman muutoksen.

Pyörimisnopeus (kierrostaajuus) n=N/dt=1/T, [rpm=1/60sec]. Ilmaisee kierrosten lkm.

Question 3

Mitä on ympyräliike?

Answer 3

Ympyräliike on tasoliikkeen erityistapaus.
Ympyräradalla liikkuvan kappaleen liikettä voidaan kuvata sekä
1. etenemisliikkeen suureilla (x, v, a) että
2. pyörimisliikkeen suureilla (kiertokulma, kulmanopeus ja kulpakiihtyvyys)

Question 4

Mikä on ratanopeus?

Answer 4

Ratanopeus liittyy ympyräliikkeeseen. Ratanopeus v on ratakoordinaatin s muutosnopeus.
Ratanopeuden ja pyörimisliikkeeseen liittyvän kulmanopeuden välillä on yhteys
v=wr (=2pinr, missä n=pyörimisnopeus RPM)

Question 5

Millaista on tasainen ympyräliike?

Answer 5

Tasaisessa ympyräliikkeessä kappaleen ratanopeus pysyy vakiona, mutta nopeus (vektorisuure) muuttuu, koska nopeuden suunta muuttuu koko ajan. Tasaisessa ympyräliikkeessä oleva kappale on kokoajan kiihtyvässä liikkeessä, ja tätä kiihtyvyyttä sanotaan normaalikiihtyvyydeksi.

Question 6

Mikä on normaalikiihtyvyyden suunta ja suuruus?

Answer 6

Suunta kohti ympyrän keskipistettä, suuruus a(n)=v^2 / r = w^2 *r

Question 7

Määrittele muuttuva ympyräliike

Answer 7

Muuttuvassa ympyräliikkeessä ympyräradalla liikkuvan kappaleen nopeuden suunta ja suuruus muuttuvat. Nyt ympyräradalla liikkuvan kappaleen kiihtyvyys sadaan normaalikiihtyvyyden (suuntamuutos) ja tangenttikiihtyvyyden (vauhdinmuutoskiihtyvyys) vektorisummana.

Question 8

Mikä on tangenttikiihtyvyyden kaava?

Answer 8

a(t) = αr α=kulmakiihtyvyys=dω/dt

Question 9

Kappale liikkuu tasaisesti ympyräradalla. Mikä on nopeusvektorin suunta?

Answer 9

Nopeusvektorin suunta on aina ratakäyrän tangentin suuntainen ja siten kohtisuorassa radan sädettä vastaan. a(t)=(v^2)/r

Question 10

Voiko tangenttikiihtyvyys at olla suurempi kuin normaalikiihtyvyys an?

Answer 10

Voi, sillä ne eivät riipu toisistaan.

Question 11

Vino heittoliike. Miten saadaan laskettua lakikorkeus?

Answer 11

Lakikorkeus saadaan y-komponentin avulla kun y-koordinaatin lausekkeeseen laitetaan aika, joka on kulunut että päästään lakikorkeuteen. Se aika taas saadaan ratkaistua y:n nopeuden lausekkeesta, koska lakipisteessä vy on hetkellisesti nolla.

Question 12

Vino heittoliike. Miten saadaan laskettua kantama?

Answer 12

Ratkaistaan ensin lakikorkeuteen pääsyyn mennyt aika vy=0 avulla, koska lakipisteessä hetkellisesti y-suuntainen nopeus nolla. Kantamaan mennyt aika on kaksinkertainen. Sijoitetaan se aika x:n lausekkeeseen, jotta saadaan kantama.

Question 13

Mikä on momentti?

Answer 13

Momentti on suure joka kuvaa voiman vääntövaikutusta.

Question 14

Milloin momentti on nolla?

Answer 14

Kun voiman vaikutussuora kulkee momenttipisteen kautta.

Question 15

Mitä painopiste kertoo?

Answer 15

Se kertoo systeemin massakeskipisteen eli massan keskimääräisen paikan.

Question 16

Mitä massa kuvaa etenemisliikkeessä? Entä mikä vastaa sitä pyörimisliikkeessä?

Answer 16

Massa kuvaa etenemisliikkeessä, miten kappale vastustaa liiketilan muutosta etenemisliikkeessä. Pyörimisliikkeessä massaa vastaa hitausmomentti J, joka kuvaa miten kappale vastustaa pyörimisliikkeen muutosta. J riippuu kappaleen muodosta. J:n yksikkö kgm^2

Question 17

Milloin kappaleen pyörimisliike muuttuu?

Answer 17

Kun siihen vaikuttaa momentti. Kappaleen pyörimisliike ei muutu, jos siihen ei vaikuta momenttia. M=J*alpha (vastaa etenemisliikkeessä tilannetta, että kappaleen etenemisliike ei muutu, jos kappaleeseen ei vaikuta voima, Newton I)

Question 18

Mikä on kappaleen hitausmomentti? Sen yksikkö ja suure?

Answer 18

Hitausmomentti J kuvaa miten kappale vastustaa pyörimisliikkeen muutosta. J=mr^2, J=0,5mr^2 yms, riippuu kappaleen muodosta. Yksikkö kgm^2. (hitausmomentti on massan ja Alan tulo mA.

Question 19

Mikä on pyörimismäärä?

Answer 19

Pyörimismäärä L eli liikemäärän momentti on L=J*w. Yksikkö on Nms(rad) eli ,kgm^2 * rad/s.

Ajattelen sen liikemäärän momenttina (Ns*m) tai hitausmomentin nopeutena kgm^2 / s.

Etenemisliikkeessä vastaa liikemäärää p.

Question 20

Pyörimismäärän säilymislaki?

Answer 20

Systeemin pyörimismäärä säilyy, jos systeemiim vaikuttava ulkoinen kokonaismomentti on nolla. Lalussa=Llopussa
J1w1=J2w2
.