Liikeyhtälö: Newtonin II laki

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson
Download our mobile app to listen on the go
Get App

Questions and Answers

Mikä seuraavista kuvaa parhaiten Newtonin II lain merkitystä liikeyhtälön muodostamisessa?

  • Se kuvaa kappaleen liikemäärän säilymislain.
  • Se määrittää, kuinka nopeasti kappaleen massa muuttuu ajan funktiona.
  • Se selittää, miten kappaleen potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi.
  • Se yhdistää kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman kappaleen kiihtyvyyteen. (correct)

Miksi liikeyhtälö on hyödyllinen tutkittaessa kappaleen liikettä?

  • Koska se auttaa määrittämään kappaleen tarkan sijainnin avaruudessa.
  • Koska se yhdistää kappaleeseen vaikuttavat voimat sen kiihtyvyyteen, mahdollistaen liikkeen ennustamisen. (correct)
  • Koska se mahdollistaa painovoiman vaikutuksen laskemisen tarkemmin.
  • Koska se yksinkertaistaa monimutkaiset liiketilat staattisiksi tasapainotiloiksi.

Milloin liikeyhtälö on erityisen tärkeä ottaa huomioon kappaleen liikettä tutkittaessa?

  • Kun kappale liikkuu tasaisella nopeudella suoraviivaisesti.
  • Kun kappaleeseen kohdistuu useita voimia, jotka aiheuttavat kiihtyvyyden. (correct)
  • Kun kappale on levossa.
  • Kun kappaleeseen ei kohdistu ulkoisia voimia.

Mitä fysiikan osa-aluetta dynamiikka edustaa?

<p>Voimien ja niiden aiheuttamien liiketilojen muutosten tutkimusta. (C)</p>
Signup and view all the answers

Miksi on tärkeää piirtää voimakuvio dynamiikan ongelmia ratkaistaessa?

<p>Se auttaa visualisoimaan ja tunnistamaan kaikki kappaleeseen vaikuttavat voimat. (B)</p>
Signup and view all the answers

Mitä tarkoittaa 'suuntasopimus' dynamiikan ongelman ratkaisussa ja miksi se on tärkeä?

<p>Sopimusta siitä, mitkä suunnat määritellään positiivisiksi ja negatiivisiksi, mikä vaikuttaa voimien etumerkkeihin liikeyhtälössä. (B)</p>
Signup and view all the answers

Miten vektorimuotoinen liikeyhtälö muutetaan skalaarimuotoiseksi?

<p>Ottamalla huomioon valittu suuntasopimus ja sijoittamalla voimien komponenttien arvot oikein etumerkein. (C)</p>
Signup and view all the answers

Miksi dynamiikan tehtävissä on tärkeää ilmoittaa vektorisuureiden, kuten voiman, suuruus ja suunta?

<p>Koska vektorisuureet ovat täysin määriteltyjä vain, kun sekä suuruus että suunta on tiedossa. (A)</p>
Signup and view all the answers

Kappaleeseen vaikuttaa vetävä voima $F$, ilmanvastus $F_i$ ja kitka $F_\mu$. Mikä on oikea liikeyhtälö x-suunnassa, kun oletetaan, että vetävä voima on positiivinen ja muut negatiivisia?

<p>$F - F_i - F_\mu = ma$ (D)</p>
Signup and view all the answers

Miksi välituloksissa kannattaa käyttää riittävästi merkitseviä numeroita dynamiikan tehtävissä?

<p>Jotta vältetään pyöristysvirheiden kumuloituminen, mikä voi vaikuttaa lopputuloksen tarkkuuteen. (C)</p>
Signup and view all the answers

Kappaleeseen kohdistuu paino $G$ ja tukivoima $N$. Jos kappale on levossa pystysuunnassa, mikä on tällöin oikea liikeyhtälö y-suunnassa?

<p>$N - G = 0$ (C)</p>
Signup and view all the answers

Mitä sinun pitäisi tehdä ennen kuin kirjoitat liikeyhtälön dynamiikan ongelman ratkaisemiseksi?

<p>Piirrä voimakuvio ja määritä suuntasopimus. (A)</p>
Signup and view all the answers

Oletetaan, että ratkaiset dynamiikan tehtävää, jossa kappale liikkuu vaakasuoralla pinnalla. Kappaleeseen vaikuttaa vetävä voima $\vec{F}$ ja kitkavoima $\vec{F_\mu}$. Mikä on liikeyhtälö vektorimuodossa?

<p>$\vec{F} + \vec{F_\mu} = m \vec{a}$ (A)</p>
Signup and view all the answers

Miksi insinöörien on tärkeää laskea luotaimien lentoradat etukäteen?

<p>Jotta polttoainetta kuluisi mahdollisimman vähän. (C)</p>
Signup and view all the answers

Kappaleeseen vaikuttaa useita voimia. Kuinka määrität kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman?

<p>Laskemalla yhteen kaikki voimat vektorisummana. (C)</p>
Signup and view all the answers

Jos kappale liikkuu tasaisella nopeudella, mikä on sen kiihtyvyys?

<p>Nolla. (A)</p>
Signup and view all the answers

Miten ilmanvastus vaikuttaa kappaleen liikeyhtälöön?

<p>Se vähentää kappaleen kiihtyvyyttä. (C)</p>
Signup and view all the answers

Mikä on tukivoiman suunta kappaleeseen nähden, joka lepää vaakasuoralla pinnalla?

<p>Pintaa vasten kohtisuora ylöspäin. (D)</p>
Signup and view all the answers

Jos tiedät kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman ja sen massan, miten lasket kappaleen kiihtyvyyden?

<p>Jakamaan voiman massalla. (D)</p>
Signup and view all the answers

Mitä tarkkuutta dynamiikan tehtävän vastauksessa tulisi käyttää?

<p>Samaa tarkkuutta kuin epätarkimmassa lähtöarvossa. (D)</p>
Signup and view all the answers

Flashcards

Mikä on liikeyhtälö?

Kokonaisvoima aiheuttaa kappaleelle kiihtyvyyden. Yhtälö, joka kuvaa voimien ja kiihtyvyyden välistä suhdetta.

Mitä on dynamiikka?

Fysiikan osa-alue, joka tutkii voimia ja niiden vaikutuksia kappaleiden liikkeeseen.

Mitä ohjeita kannattaa noudattaa dynamiikan tehtävissä?

  1. Pohdi ilmiöt, 2. Tunnista vuorovaikutukset, 3. Ilmoita lähtöarvot, 4. Esitä lait vektorimuodossa, 5. Piirrä voimakuvio, 6. Merkitse suuntasopimus, 7. Kirjoita liikeyhtälö vektorimuodossa, 8. Muunna skalaarimuotoon, 9. Ratkaise ja sijoita, 10. Tarkista yksikkö, 11. Ilmoita vastaus oikealla tarkkuudella, 12. Ilmoita suunta.

Mikä on voimakuvio?

Kappaleeseen kohdistuvien voimien graafinen esitys, jossa näkyy voimien suuruus ja suunta.

Signup and view all the flashcards

Mitä tarkoittaa suuntasopimus?

Sopimus siitä, mihin suuntaan voimat ovat positiivisia ja negatiivisia. Voidaan merkitä koordinaattiakseleilla tai erikseen.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

  • Liikeyhtälö kirjoitetaan Newtonin II lain avulla ja se mallintaa kappaleiden ratoja.

Liikeyhtälö

  • Jos kappaleeseen kohdistuva kokonaisvoima ei ole nolla, kappale on kiihtyvässä liikkeessä.
  • Newtonin II lain mukaan kokonaisvoima antaa kappaleelle kiihtyvyyden siten, että F=ma.
  • Tätä lakia sovelletaan esimerkiksi kappaleeseen kohdistuvien voimien tai kappaleen kiihtyvyyden tutkimiseen. Tästä saatua yhtälöä kutsutaan kappaleen liikeyhtälöksi.
  • Kappaleeseen kohdistuva kokonaisvoima on Fkok = F + Fi + Fμ + G + N, jossa:
    • F on kappaletta vetävä voima
    • Fi on ilmanvastus
    • Fμ on kitka
    • G on kappaleeseen kohdistuva paino
    • N on pinnan tukivoima
  • Newtonin II lakia soveltaen yhtälö F=ma saadaan muotoon F + Fi + Fμ + G + N = ma.

Vaaka- ja Pystysuuntaiset Voimat

  • Liikeyhtälöissä esiintyy usein sekä vaaka- että pystysuuntaisia voimia.
  • Yhtälöissä esiintyvien suureiden laskeminen helpottuu, kun yhtälö kirjoitetaan erikseen vaaka- ja pystysuuntaisille voimille.

Dynamiikka

  • Dynamiikka on fysiikan ala, jossa tarkastellaan kappaleisiin kohdistuvia voimia ja niiden vaikutuksia kappaleiden liikkeeseen.

Ohjeita Dynamiikan Tehtävän Ratkaisuun

  • Pohdi, mitkä ilmiöt liittyvät tehtävään.
  • Tunnista kappaleeseen kohdistuvat vuorovaikutukset.
  • Ilmoita ratkaisun alussa annetut lähtöarvot ja mahdolliset taulukosta saatavat (vakio)arvot.
  • Esitä ja selitä tehtävässä käytetyt lait vektorimuodossa.
  • Piirrä tilanteesta voimakuvio ja nimeä voimat.
  • Merkitse suuntasopimus voimakuvioon koordinaattiakseleilla tai erikseen x- ja y-suunnassa.
  • Kirjoita kappaleen liikeyhtälö vektorimuodossa (esim. ΣF = ma), usein erikseen x- ja y-suunnassa.
  • Kirjoita vektorimuotoiset yhtälöt skalaarimuotoon huomioiden suuntasopimus (esim. F - Fμ = ma).
  • Ratkaise yhtälö(t) tuntemattoman suureen suhteen ja sijoita numeroarvot yksiköineen.
  • Käytä välituloksissa riittävästi merkitseviä numeroita pyöristysvirheiden välttämiseksi.
  • Tarkista, että vastauksessa on oikea yksikkö.
  • Ilmoita vastaus oikealla tarkkuudella.
  • Vektorisuureille (kuten voima, nopeus ja kiihtyvyys) ilmoita aina suuruus ja suunta; suunta ilmenee skalaariyhtälön ratkaisun etumerkistä.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

More Like This

Use Quizgecko on...
Browser
Browser