KPL 11,12,13,14,15 ja 16

Question 1

mikä työn tekijä aina on?

Answer 1

voima

Question 2

työ

Answer 2

kappaleen energian muutos. voiman välityksellä tapahtuvaa energian siirtoa kappaleen ja sen ympäristön välillä. yksi vuorovaikutuksen ilmenemismuoto. energiaa voi muuntua muodosta toiseen voiman tekemän työn välityksellä

Question 3

miten kappaleeseen tai systeemiin kohdistuvan ulkoisen voiman tekemä työ ilmenee?

Answer 3

kappaleen tai systeemin energian muutoksena

Question 4

vakiovoiman tekemä työ

Answer 4

kappaleeseen vaikuttavan voiman siirtymän suuntaisen komponentin ja kappaleen siirtymän tulo.
W=F\Deltax*cos alpha (alpha on voiman ja siirtymän välinen kulma9

Question 5

mitä jos voima on kohtisuorassa siirtymää vastaan?

Answer 5

voima ei tee työtä

Question 6

työn yksikkö

Answer 6

Nm = J

Question 7

onko työllä suuntaa? voiko se olla positiivinen tai negatiivinen?

Answer 7

ei ole suuntaa. voi

Question 8

milloin työ on positiivinen?

Answer 8

jos voiman komponentti F_x on samansuuntainen kuin siirtymä \Deltax. eli 0 astetta < alpha < 90 astetta

Question 9

milloin työ on negatiivinen?

Answer 9

jos voiman komponentti F_x on vastakkaissuuntainen kuin siirtymä \Deltax. eli 90 astetta < alpha < 180 astetta

Question 10

vakiovoiman tekemän työn graafinen integrointi

Answer 10

x-F-koordinaatistossa voiman kuvaajan ja x-akselin väliin jäävän suorakulmion fysikaalinen pinta-ala eli W=Fs

Question 11

muuttuvan voiman tekemän työn graafinen integrointi

Answer 11

Mittausohjelmaa käytettäessä ohjelma määrittää voiman kuvaajan F(x) ja x-akselin väliin jäävän pinta-alan.

Question 12

teho

Answer 12

energian siirtymis- tai muuntumisnopeus

Question 13

keskimääräinen teho kun voima ei vaihtele

Answer 13

P_k=W/\Deltat

Question 14

tehon yksikkö

Answer 14

J/s =W

Question 15

keskimääräinen teho kun voima vaihtelee

Answer 15

P_k=F_k\Deltax/\Deltat=F_kv_k
F_k= keskimääräinen voima
v_k= keskimääräinen nopeus

Question 16

hetkellinen teho

Answer 16

kappaleeseen vaikuttavan hetkellisen voiman suuruuden ja kappaleen hetkellisen nopeuden tulo
P(t)=F(t)*v(t)

Question 17

N/(m/s)^2

Answer 17

kg/m

Question 18

kappaleen liike-energia

Answer 18

E_k=1/2mv^2

Question 19

liike-energian yksikkö

Answer 19

kg(m/s)^2= ((kgm)/s^2)*m=Nm=J

Question 20

onko liike-energia suoraan verrannollinen kappaleen nopeuden neliöön ja auton massaan?

Answer 20

on

Question 21

työenergiaperiaate

Answer 21

Kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman tekemä työ on yhtä suuri kuin kappaleen liike-energian muutos.
W=\DeltaE_k
W=E_k,l-E_k,a
pätee vaikka kokonaisvoima ei olisikaan vakio, sillä vain voiman tekemällä työllä on merkitystä

Question 22

(a-b)(a+b)

Answer 22

a^2-b^2

Question 23

Johda W=\DeltaE_k kun kokonaisvoima pysyy vakiona

Answer 23

W=F_kok\Deltax
= ma v_k_t
= m(v_l-v_a)/t((v_a+v_l)/2)*t
= m(v_l^2-v_a^2)/2
=1/2mv_l^2- 1/2mv_a^2

Question 24

energian varastoiminen

Answer 24

Kappaleiden välisissä vuorovaikutuksissa on joissakin tapauksissa mahdollista varastoida systeemiin energiaa siten, että varastoitu energia voidaan palauttaa takaisin systeemin vapaaksi energiaksi. Kun nostat pallon ilmaan, teet työtä painovoimaa vastaan ja tehtyä työtä vastaava energiamäärä varastoituu pallon ja Maan muodostamaan systeemiin. Kun päästät pallon putoamaan, systeemiin varastoitunut energia palautuu ja muuntuu pallon liike-energiaksi

Question 25

konservatiivinen voima

Answer 25

voimat, joiden avulla voidaan varastoida energiaa. esim. painovoima, jousivoima ja sähköinen voima

Question 26

potentiaalienergia

Answer 26

kappaleen asemasta riippuva energia. konservatiivista voimaa vastaan tehty työ varastoituu potentiaalienergiaksi

Question 27

gravitaatiovuorovaikutukseen liittyvä potentiaalienergia

Answer 27

Maan ja kappaleen muodostaman systeemin yhteistä energiaa. Usein puhutaan kuitenkin yksinkertaisuuden vuoksi kappaleen potentiaalienergiasta. E_p=mgh yksikkö on joule nollatason yläpuolella positiivinen ja nollatason alapuolella negatiivinen

Question 28

onko kappaletta nostavan voiman tekemä työ nostoreitistä riippumaton?

Answer 28

joo, jos kappaleeseen vaikuttaa vain konservatiivisia voimia

Question 29

potentiaalienergian muutos ja mekaaninen työ

Answer 29

Kappaletta nostavan voiman tekemä työ on yhtä suuri kuin kappaleen potentiaalienergian muutos. W=\DeltaE_p

Question 30

voiko konservatiivisen voiman tekemä työ palautua?

Answer 30

voi. Esimerkiksi kappaleen nostamiseen tehty työ, joka ilmenee potentiaalienergian kasvamisena, muuntuu kappaleen liike-energiaksi, kun kappaleen annetaan pudota.

Question 31

konservatiivisen voiman tekemä työ suljetulla reitillä

Answer 31

0

Question 32

konservatiiviseen voimaan liittyvä potentiaalienergian muutos

Answer 32

yhtä suuri mutta vastakkaismerkkinen kuin siirrossa kyseisen voiman tekemä työ

Question 33

esimerkkejä ei-konservatiivista voimista

Answer 33

kaikki vastusvoimat (kitka, ilmanvastus jne.)

Question 34

ei-konservatiivisten voimien tekemä työ

Answer 34

- riippuu kappaleen kulkemasta reitistä - muuntaa kappaleen mekaanista energiaa esimerkiksi kappaleen ja ympäristön sisäenergiaksi.

Question 35

milloin mekaaninen energia säilyy?

Answer 35

kun vastusvoimien vaikutus on merkityksetön

Question 36

mekaanisen energian säilymislaki

Answer 36

- Kappaleen mekaaninen energia säilyy eli potentiaali- ja liike-energian summa on vakio kun vastusvoimien vaikutus on merkityksetön Mekaaninen energia on alussa ja lopussa yhtä suuri E_p,a+E_k,a=E_p,l+E_k,l

Question 37

mihin vastusvoimat muuntavat mekaanista energiaa?

Answer 37

sisäenergiaksi

Question 38

mekaniikan energiaperiaate

Answer 38

Jos kappaleeseen vaikuttaa konservatiivisten voimien lisäksi ei-konservatiivisia voimia, kuten kitka tai ilmanvastus, on voimassa yhtälö E_p,a+E_k,a+W=E_p,l+E_k,l (W on ei-konservatiivisten voimien tekemä työ)

Question 39

impulssi

Answer 39

kuvaa voimavaikutusta. vektorisuure, sen suunta on sama kuin voiman suunta. voiman ja sen vaikutusajan tulo I=F*\Deltat yksikkö= Ns (newtonsekunti)

Question 40

impulssin suuruuden määrittäminen graafisesti

Answer 40

t,F-koordinaatistossa voiman kuvaajan ja vaaka-akselin jäävän alueen fysikaalinen pinta-ala. integraali ohjelmalla. vakiovoiman impulssi saadaan suorakulmion pinta-alasta

Question 41

miksi liikemäärä sopii paremmin mekaniikan törmäystehtäviin kuin mekaanisen energian säilymislaki?

Answer 41

koska energia on skalaarisuure, eikä sillä voida selvittää törmäävien kappaleiden suuntia

Question 42

liikemäärä p

Answer 42

kappaleen massan ja nopeuden tulo p=mv yksikkö on kgm/s. vektorisuure, suunta sama kun kappaleen nopeuden suunta

Question 43

impulssiperiaate

Answer 43

Kappaleeseen kohdistuvan kokonaisvoiman impulssi on yhtä suuri kuin kokonaisvoiman aiheuttama kappaleen liikemäärän muutos. I=\Deltap I=\SigmaF*\Deltat \SigmaF*\Deltat=\Deltap \Deltap=mv_l-mv_a

Question 44

eristetty systeemi

Answer 44

tarkasteltavat kappaleet ovat vuorovaikutuksessa vaan keskenään. Maan pinnalla mikään systeemi ei ole eristetty. Kappaleet ovat aina vuorovaikutuksessa ainakin Maan kanssa. Liikkeen tutkimisen kannalta olennaista on, että systeemiin ulkopuolelta vaikuttava kokonaisvoima on (likimain) nolla. Esimerkiksi vaakasuunnassa liikkuvaan vaunuun kohdistuvat paino ja tukivoima kumoavat toistensa vaikutuksen. Jos myös kitka ja ilmanvastus ovat pieniä, systeemiä voidaan pitää liikkeen kannalta eristettynä.

Question 45

liikemäärän säilymislaki

Answer 45

Eristetyssä systeemissä kappaleiden kokonaisliikemäärä ei muutu. Kahden kappaleen vuorovaikutuksessa laki voidaan esittää muodossa: m_1v_1+m_2v_2=m_1u_1+m_2u_2 (u = nopeus vuorovaikutuksen jälkeen)

Question 46

miten liikemäärän säilyminen voidaan selittää Newtonin III lain avulla?

Answer 46

Lain mukaan vuorovaikuttavat kappaleet kohdistavat toisiinsa yhtä suuret, vastakkaissuuntaiset voimat. Tutkimuksessa 1 vaunuihin kohdistuneet voimat olivat kullakin hetkellä yhtä suuret ja vastakkaissuuntaiset. Nämä voimat vaikuttivat yhtä pitkän ajan, joten niiden aiheuttamat impulssit yhtä suuret ja vastakkaismerkkiset. systeemiin kohdistunut impulssi on siis yhteensä nolla ja systeemin kokonaisliikemäärän muutos on silloin nolla.

Question 47

törmäys

Answer 47

Kahden kappaleen välinen lyhytkestoinen vuorovaikutus

Question 48

suora ja keskeinen törmäys

Answer 48

törmäys, jossa kappaleet liikkuvat niiden painopisteiden kautta kulkevaa suoraa pitkin ja kappaleiden kosketuskohta on samalla suoralla

Question 49

kimmoisa törmäys

Answer 49

liike-energia säilyy. Kimmoisia törmäyksiä ei luonnossa juuri tapahdu. esim. biljardipallo Liikemäärä säilyy, jos systeemi on eristetty

Question 50

kimmoton törmäys

Answer 50

kappaleet törmäävät, mutta irtoavat toisistaan törmäyksen jälkeen. Usein kappaleiden muoto muuttuu, ja osa liike-energiasta muuntuu kappaleiden sisäenergiaksi. Liike-energia ei säily. Liikemäärä säilyy, jos systeemi on eristetty

Question 51

täysin kimmoton törmäys

Answer 51

kappaleet takertuvat toisiinsa. Tällöin muodonmuutosten takia osa kappaleiden liike-energiasta muuntuu muihin energiamuotoihin, esimerkiksi kappaleiden sisäenergiaksi, joten liike-energia ei säily. Myös täysin kimmottomassa törmäyksessä liikemäärä säilyy, jos systeemi on eristetty

Question 52

kuinka suuri kappaleen liike-energian muutos on työ-energiaperiaatteen mukaan?

Answer 52

yhtä suuri kuin kokonaisvoiman tekemä työ \Sigma\Deltax= \DeltaE_k