*
Sisukorda *
Loeng 2 Liikumine ja paigalseis. Ülesanded.
1. Küsimused.
Selle loenguga alustame keeleõpet, st. füüsika terminoloogia omandamist. Esimese loengu uudissõnad on:
- keha
- jõud
- olek
- ruum
- asukoht
- asend
- aeg
- liikumine
Kas oskate neid mõisteid defineerida, st. lahti seletada?
Ja veel küsimusi tavapärases vormis:
- Kuidas määratakse aja ja ruumi ühikud?
- Mis on kulgev, mis pöörlev liikumine?
- Mis on kohavektor?
- Mis on liikumisvõrrandi argumendiks (sõltumatuks muutujaks)?
- Mis on liikumisvõrrandis funktsiooniks (sõltuvaks muutujaks)?
- Mis on kolmemõõtmeline ruum?
- Kuidas defineeritakse ristkoordinaadid?
- Milliseid koordinaate veel teate?
- Mis on nihe, kiirus, kiirendus?
- Milliste koordinaatidega mõõdetakse pöörlemist?
- Mis on trajektoor?
- Kuidas sõltub trajektoori kõverus kiiruse ja kiirenduse vahelisest nurgast?
Ülesanded
1. Kangi tasakaal.
- Kangile, mille õlad on omavahel 150-kraadise nurga all, on riputatud koormised.
Esimese koormise mass on 400 g ja ta asub 80 cm kaugusel pöörlemisteljest, teisele
õlale riputatud koormise mass on 300 g ja ta on teljest 40 cm kaugusel. Millises
asendis jääb kang tasakaalu?
- Margapuu koosneb 1 m pikkusest latist massiga 0.6 kg, mille ühe otsa külge on
kinnitatud raskus massiga 1 kg ning teise konks, mille külge riputatakse kaalutav ese.
"Kaalumine" seisneb selles, et seade pannakse tasakaalu piki latti nihutatava silmuse
abil: igale silmuse asendile vastab kaalutava eseme kindel mass, mis on määratud
kangi tasakaalu valemiga jõumomentide võrdsusega.
Kui kaugel konksuga otsast on
koht, mis vastab kaalutava eseme massile 1 kg? Aga 2, 4 või 10 kg?
Kas suudate leida
"margapuu valemi", mille abil seda kaugust arvutada?
NB! Margapuu kohta oli vanarahval mõistatus:
Keeletu, meeletu - ise ilmamaa tark.
See on päris hästi öeldud. Valemi leidmiseks tuleb kasutada integraali.
2. Jõudude tasakaal ja vektorite liitmine.
A. Ülesanded tasandil.
- Kehale mõjub kaks jõudu suurustega 6 N ja 14 N, nende mõjumissuundade
vaheline nurk on 60 kraadi. Kui suur ja kuhu suunatud peab olema kolmas jõud,
mis need kaks tasakaalustaks?
- Kehale mõjuvate jõudude vektorvalemid on:
Leidke neid tasakaalustava jõu vektorvalem. Kui suur peab see jõud olema?
Millise nurga all x -teljega (vektoriga i) ta on suunatud?
B. Ülesanded ruumis.
- Kehale mõjub kolm jõudu suurustega 2N, 3N ja 4N, mis on suunatud omavahel
täisnurga all. Kui suur ja kuhu suunatud peab olema neid tasakaalustav jõud?
- Kehale mõjuvate jõudude vektorvalemid on:
Leidke neid tasakaalustava jõu vektorvalem. Kui suur on see jõud ja kuhu ta on
suunatud?
3. Liikumisvõrrand.
A. Paar kooliülesannet.
- Kiirusega 30 m/s liikuv auto hakkab pidurdama ja peatub 5 s pärast.
Kui pika tee ta läbib?
- Kiirusega 30 m/s liikuv auto hakkab pidurdama ja peatub pärast 50 m läbimist.
Milline oli kiirendus ja kui kaua kestis pidurdamine?
- Kiirendusega 5 m/s² liikuv auto läbib 3 sekundiga 80 m. Milline pidi olema auto
alg- ja milline lõppkiirus? Leidke kõik lahendid!
B. Kiirus kui vektor.
- Laev liigub põhjakursil kiirusega 54 km/h ja teda kannab idasuunaline hoovus
kiirusega 5 m/s. Mis suunas laev tegelikult liigub? Millise kursi peaks andma
kapten, et laev liiguks tõepoolest põhjasuunas?
C. Liikumisvõrrandi vektorkuju.
- Keha liikumisvõrrand on:
- Leidke tema asukoht, kiirus ja kiirendus hetkel t = 4 s.
- Millises suunas (andke nurk x -teljega) liikus keha hetkel t = 2 s?
- Arvutage kiirenduse normaal- ja tangentsiaalkomponent hetkel t = 0.
- Koostage keha liikumisvõrrand, kui
a) ta asub hetkel t = 5 punktis koordinaatidega x = 8, y = 14;
b) ta liigub xy -tasandis x -teljega 60° nurga all kiirusega 8 m/s;
c) tema kiirenduse komponendid on:
