KESKUSTELU

Moi,

Tänne voi laittaa kysymyksiä lukion fysiikan tehtävistä. Itse käytän Heikkilehdon Fysiikka kirjasarjaa.

Kun minä muistan, että Aatamilla oli vain poikia. Oletkohan sittenkin poika?

Me kaikki olemme Aatamista, rauha hänelle. En siis ole poika.

FY4 s.26: esim 1

Insinööriajossa Heidin auton nopeus on 55 km/h. Hän painaa kaasua, auton nopeus lisääntyy tasaisesti kiihtyvyydellä 1,9 m/s^2 2,5 sekunnin ajan

b) kuinka pitkän matkan auto kulkee kiihdytyksen aikana?

Kirjan ratkaisun mukaan
"Kiihdytyksen aikana kuljettu matka saadaan yhtälöstä s=vt+1/2at^2."

Eikö sen kuuluisi olla s=1/2at^2, sillä kysymys kuuluu kiihdytyksen aikana, eli miksi kuljettu matka ennen kiihdytystä on laskettu tässä mukaan?

Kiihdytys alkaa ajanhetkellä t =0, jolloin kuljettu matka s=0 kirjan antaman kaavan mukaan .

Onko paljon ideaa kopioida jotain kirjaa tälle palstalle?
Eikö olisi parempi pyöritellä asia valmiiksi omissa aivoissa?

1. Onko paljon ideaa toisten tuomitsemisessa? Mistä keksit, ettei kyselijät mieti asiaa valmiiksi?
2. Ihmiset ovat erilaisia. Jotkut oppivat paremmin keskustelemalla ongelmista/tehtävistä toisten kanssa.
3. Kysymysten esittämisessä ei ole mitään pahaa, kunhan sillä vilpittömästi hakee vastauksia ja tekee töitä oppimisen eteen.

Jos ei näe itselleen hyötyä tietystä viestiketjusta, voi siirtyä toisiin tai tehdä oma.

Tällöin nopeus kiihdytyksen alussa olisi nolla eikä tuo 55 km/h. Kannattaisi todellakin hieman pyöritellä asioita omassa nupissa ennen kuin kyselee täältä.
Matkan voi laskea myös käyttämällä keskinopeutta eli alku- ja loppunopeuden keskiarvoa.

Kiitos. =)

Hyvin monessa fysiikan kiihtyvyys-, nopeus- ja matkalaskussa auttaa, että piirtää ensiksi nopeus-aikakuvaajan vaikkapa vain periaatteessa. Sitten kun muistaa, että kiihtyvyys vastaa kyseisen kuvaajan kulmakerrointa ja matka käyrän ja aika-akselin väliin jäävää pinta-alaa, on laskemisessaan tovin matkaa ratkaisun puolella.

Hei auttakaas osaamatonta... (:

Järven hiekkapohjalla on pystyssä tynnyri jonka pohjan pinta-ala on o,125m^2
ja korkeus 45cm. Tynnyrin massa on 120kg. Ilmanpaine pinnan yläpuolella on normaali ja pohja on 1,8m:n syvyydessä. Kuinka suuren voiman
a)vesi kohdistaa tynnyrin yläkanteen
b) vesi kohdistaa tynnyrin pohjaan
c) järven pohja kohdistaa tynnyrin pohjaan?

Onkohan tynnyri täynnä ilmaa vai täynnä vettä? Tuo kai pitäisi ensin tietää.

Tässä nopeat ratkaisut kirjainmuodossa, mutta minulla on kakkoskurssista reilu vuosi aikaa, joten virheitä voi esiintyä, en ihan muista näiden tehtävien tekotapoja. Pahoittelut niistä. Olen olettanut, että tynnyri on täynnä vettä (esimerkiksi siinä on reikä sivussa).

a)
p1 = p0 + rgh1 (1), missä r on roo eli tiheys (ei tarvinne johtaa)
F1 = A(pohja)p1 (2)
(1), (2) => F1 = A(pohja)(p0 + rgh1) (3)

b)
p2= p0 + rgh2 (4)
F2 = A(pohja)p2 (5)
(4), (5) => F2 = A(pohja)(p0 + rgh2) (6)
h2 = h1 + h3 (7), missä h3 on tynnyrin korkeus
(6), (7) => F2 = A(pohja)(p0 + rg(h1+h3)) (8)

c)
Newton I pystysuoraan
∑F = 0 (9)
∑F = T + G + F2 (10)
(9), (10) => T + G + F2 = 0 (11)
(11) skalaarimuodossa (positiivinen suunta ylöspäin)
T - G - F2 = 0
T = G + F2 (12)
G = mg (13), missä m on tynnyrin massa (olettaen, että tähän ei kuulu mukaan sen sisältämän veden massa)
(8), (12), (13) => T = mg + A(pohja)(p0+rg(h1 + h3)) (14)

Minusta tällaiset nopeatkin tehtävät kannattaa laskea kirjainmuodossa ilman välituloksia, koska useissa tehtävissä siitä on apua tai välituloksia ei edes pysty laskemaan. Lisäksi kirjainmuotoisen esityksen laatiminen on mukavaa puuhaa. YO-kirjoituksissakin sensorit ovat usein suosiollisempia, kun on laskettu kirjainmuodossa.

Tässä pitää olettaa tynnyrin massaksi 120 kg täytenä. Ei tästä muuten voi mitään laskea.

Oletuksella, että tynnyri on täynnä normaalipaineista (p0 = 1013 mbar), 15-asteista ilmaa.

a) Paine tynnyrin sisällä on p0, ulkoinen kokonaispaine kannen kohdalla on p = p0 + ρgh. Paine-ero on Δp = ρgh = 1000 kg/m³ * 9,81 m/s² * (1,8 m - 0,45 m) = n. 13 kPa

b) Sama kuin edellä, mutta paine-ero on Δp = ρgh = 1000 kg/m³ * 9,81 m/s² * 1,8 m = n. 18 kPa

c) Tynnyriin kohdistuvien voimien vektorisumma on nolla. Tynnyriin kohdistuu sen oma paino (mukaanlukien ilman paino) G, järven pohjan kohdistama tukivoima T ja noste N. Valitaan positiivinen suunta ylöspäin.

ΣF = T + N + G = 0
T + N - G = 0
T = G - N = g(m + ρilmaV) - ρvesiVg = 9,81 m/s² * (120 kg + 1,225 kg/m³ * 0,125 m² * 0,45 m - 1000 kg/m³ * 0,125 m² * 0,45 m)
= n. 630 N

Jos tynnyrin sisällä olisi vettä, niin eikö sen sisällä ja ulkona olisi saman pinnan eri puolilla sama paine ja näin ollen kokonaisvoimaa ei seinään kohdistuisi? Samoin nostetta ei tynnyriin kohdistuisi, joten järven pohjan tukivoima olisi N = mg = 1,2 kN. Vai olenko nyt ihan sekaisin?