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

1
Q

mikä työn tekijä aina on?

A

voima

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

työ

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

miten kappaleeseen tai systeemiin kohdistuvan ulkoisen voiman tekemä työ ilmenee?

A

kappaleen tai systeemin energian muutoksena

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

vakiovoiman tekemä työ

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

mitä jos voima on kohtisuorassa siirtymää vastaan?

A

voima ei tee työtä

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

työn yksikkö

A

Nm = J

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

onko työllä suuntaa? voiko se olla positiivinen tai negatiivinen?

A

ei ole suuntaa. voi

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

milloin työ on positiivinen?

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

milloin työ on negatiivinen?

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

vakiovoiman tekemän työn graafinen integrointi

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

muuttuvan voiman tekemän työn graafinen integrointi

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

teho

A

energian siirtymis- tai muuntumisnopeus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

keskimääräinen teho kun voima ei vaihtele

A

P_k=W/\Deltat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

tehon yksikkö

A

J/s =W

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

keskimääräinen teho kun voima vaihtelee

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

hetkellinen teho

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

N/(m/s)^2

A

kg/m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

kappaleen liike-energia

A

E_k=1/2mv^2

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

liike-energian yksikkö

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

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

A

on

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

työenergiaperiaate

A

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

22
Q

(a-b)(a+b)

A

a^2-b^2

23
Q

Johda W=\DeltaE_k kun kokonaisvoima pysyy vakiona

A

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

24
Q

energian varastoiminen

A

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

25
Q

konservatiivinen voima

A

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

26
Q

potentiaalienergia

A

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

27
Q

gravitaatiovuorovaikutukseen liittyvä potentiaalienergia

A

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

28
Q

onko kappaletta nostavan voiman tekemä työ nostoreitistä riippumaton?

A

joo, jos kappaleeseen vaikuttaa vain konservatiivisia voimia

29
Q

potentiaalienergian muutos ja mekaaninen työ

A

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

30
Q

voiko konservatiivisen voiman tekemä työ palautua?

A

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

31
Q

konservatiivisen voiman tekemä työ suljetulla reitillä

A

0

32
Q

konservatiiviseen voimaan liittyvä potentiaalienergian muutos

A

yhtä suuri mutta vastakkaismerkkinen kuin siirrossa kyseisen voiman tekemä työ

33
Q

esimerkkejä ei-konservatiivista voimista

A

kaikki vastusvoimat (kitka, ilmanvastus jne.)

34
Q

ei-konservatiivisten voimien tekemä työ

A
  • riippuu kappaleen kulkemasta reitistä
  • muuntaa kappaleen mekaanista energiaa esimerkiksi kappaleen ja ympäristön sisäenergiaksi.
35
Q

milloin mekaaninen energia säilyy?

A

kun vastusvoimien vaikutus on merkityksetön

36
Q

mekaanisen energian säilymislaki

A
  • 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
37
Q

mihin vastusvoimat muuntavat mekaanista energiaa?

A

sisäenergiaksi

38
Q

mekaniikan energiaperiaate

A

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)

39
Q

impulssi

A

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

40
Q

impulssin suuruuden määrittäminen graafisesti

A

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

41
Q

miksi liikemäärä sopii paremmin mekaniikan törmäystehtäviin kuin mekaanisen energian säilymislaki?

A

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

42
Q

liikemäärä p

A

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

43
Q

impulssiperiaate

A

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

44
Q

eristetty systeemi

A

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.

45
Q

liikemäärän säilymislaki

A

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)

46
Q

miten liikemäärän säilyminen voidaan selittää Newtonin III lain avulla?

A

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.

47
Q

törmäys

A

Kahden kappaleen välinen lyhytkestoinen vuorovaikutus

48
Q

suora ja keskeinen törmäys

A

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

49
Q

kimmoisa törmäys

A

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

50
Q

kimmoton törmäys

A

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

51
Q

täysin kimmoton törmäys

A

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

52
Q

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

A

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