Pystysuoraan ylöspäin heitetty pallo putoaa maahan. Etsi kaavio nopeuden ylöspäin suunnatun pystyakselin projektion aikariippuvuudesta.

Selitys.

Pallo liikkuu heiton jälkeen jatkuvalla vapaan pudotuksen kiihtyvyydellä alaspäin. Siksi nopeusprojektion tulisi pienentyä ajan myötä lineaarisen lain mukaan, kaavio sen ajasta riippuvuudesta on esitetty kuvassa 2.

Oikea vastaus: 2.

Vastaus: 2

Pallo heitetään kallion huipulta ilman alkunopeus. Etsi kaavio siirtymämoduulista ajan funktiona. Ohita ilmanvastus.

Selitys.

Koska pallo heitetään kallion huipulta ilman alkunopeutta ja ilmanvastus voidaan jättää huomiotta, siirtymämoduulin riippuvuuden ajasta tulee olla seuraava:

Haluttu riippuvuus on esitetty kuvassa 4. Lisäksi moduuli on positiivinen arvo, tämäkin kriteeri täyttyy vain graafin numerolla 4.

Oikea vastaus: 4.

Vastaus: 4

Kivi heitetään pystysuoraan ylöspäin ja ulottuu korkein kohta tiettynä ajankohtana. Mikä seuraavista kaavioista näyttää oikein kiven nopeuden projektion aikariippuvuuden akselille suunnattuna pystysuunnassa ylöspäin heittohetkestä hetkeen ?

Selitys.

Kivi liikkuu heiton jälkeen jatkuvalla kiihtyvyydellä vapaa pudotus osoittaa alaspäin. Siksi nopeuden projektion akselille tulee pienentyä ajan myötä lineaarisen lain mukaan. Maksimi nousun hetkellä nopeus menee nollaan. Oikea aikakaavio näkyy kuvassa 4.

Oikea vastaus: 4

Vastaus: 4

Tietystä korkeudesta lepotilasta pudonnut pallo osui maahan ja pomppi samalle korkeudelle. Mikä kuvaaja vastaa pallon nopeuden moduulin riippuvuutta ajasta?

Selitys.

Pallo putoaa nollan alkunopeudella, kun se lähestyy maata, sen nopeus kasvaa ja saavuttaa maksiminsa sillä hetkellä, kun se osuu maahan, minkä jälkeen pallo liikkuu ylöspäin hidastuvalla nopeudella, kunnes se pysähtyy.

Oikea vastaus on numero 2.

Vastaus: 2

Lähde: Yhtenäinen fysiikan valtiontutkinto 6.6.2013. pääaalto. Keskusta. Vaihtoehto 2.

Nopeudella pystysuoraan ylöspäin heitetty kappale putosi jonkin ajan kuluttua maan pinnalle. Mikä kuvaaja vastaa kehon nopeusmoduulin riippuvuutta liikeajasta?

Selitys.

Heitettyyn kappaleeseen kohdistuu jatkuva vapaan pudotuksen kiihtyvyys alaspäin, joten polun ensimmäisellä puoliskolla kappaleen nopeusmoduuli laski lineaarisesti nollaan, minkä jälkeen kappale alkoi pudota alaspäin ja nopeusmoduuli alkoi kasvaa lineaarisesti. Samalla on syytä kiinnittää huomiota siihen, että riippuvuuskaaviot on annettu moduuli nopeus vs. aika, eli kaavion arvot eivät voi olla negatiivisia.

Voimaa, jolla painovoiman alainen kappale vaikuttaa telineeseen tai ripustukseen, kutsutaan kappaleen painoksi. Erityisesti, jos runko on ripustettu dynamometriin, se vaikuttaa dynamometriin oman painonsa voimalla. Newtonin kolmannen lain mukaan dynamometri vaikuttaa kehoon samalla voimalla. Jos tässä tapauksessa dynamometri ja siihen ripustettu kappale ovat levossa suhteessa maahan, niin kehoon vaikuttavien voimien summa on siis yhtä suuri kuin nolla, joten kehon paino yhtä suuri kuin voima kehon vetovoima maasta. Siten ripustamalla kehon kiinteään dynamometriin voimme määrittää kehon painon ja sitä vastaavan vetovoiman, kehon Maan vaikutuksesta. Siksi dynamometrejä kutsutaan usein jousivaakoiksi.

Paino johtuu Maan painovoimasta, mutta se voi olla erilainen kuin Maan painovoima. Ensinnäkin tämä voi olla tapauksissa, joissa maan lisäksi jousitus on päällä annettu ruumis muut elimet toimivat. Joten jos vaa'oista ripustettu kappale upotetaan veteen, se vaikuttaa jousitukseen paljon pienemmällä voimalla kuin Maan painovoima. Näitä tapauksia tarkastellaan myöhemmin (luku VII), ja nyt tarkastellaan, kuinka rungon paino muuttuu sen kiihtyvyyden mukaan, jolla itse kori ja jousitus liikkuvat.

Riisi. 76. Kahvakellon paino varren laskemisen alussa (b) on pienempi ja pysäytyshetkellä (c) suurempi kuin paikallaan olevan dynamometrin paino (a). Nuolet osoittavat kiihtyvyyden suunnat

Ripustamme painon dynamometriin ja merkitsemme sen lukeman dynamometrin ja painon ollessa levossa; laske sitten käsi nopeasti alas dynamometrillä ja painolla ja pysäytä käsi uudelleen. Näemme, että liikkeen alussa, kun dynamometrin kiihtyvyys ja paino on suunnattu alaspäin, dynamometrin lukema on pienempi ja liikkeen lopussa, kun dynamometrin ja painon kiihtyvyys on ylöspäin suunnattuna se on suurempi kuin paikallaan olevalla dynamometrillä (kuva 76). Tämä selittyy Newtonin toisella lailla. Jos dynamometriin ripustettu paino pysyy levossa, dynamometrin jousen ylöspäin suuntautuva voima tasapainottaa painoon vaikuttavaa painovoimaa alaspäin siten, että painon paino on yhtä suuri kuin painovoima. Mutta jos paino liikkuu alaspäin suunnatulla kiihtyvyydellä, tämä tarkoittaa, että dynamometrin jousi toimii pienemmällä voimalla kuin mitä tarvitaan tasapainoon, eli pienemmällä voimalla kuin painovoima; siksi painon paino osoittautuu pienemmäksi kuin dynamometrin ja painon ollessa levossa. Päinvastoin, jos runko liikkuu ylöspäin kiihtyvällä tavalla, tämä tarkoittaa, että dynamometrin jousi vaikuttaa painoon painovoimaa suuremmalla voimalla; siksi painon paino on suurempi kuin silloin, kun dynamometri ja paino ovat levossa.

Näin ollen vaikka painovoima ei riipu siitä, onko vaa'alla ja punnitulla kappaleella kiihtyvyys suhteessa maahan, kehon paino osoittautuu riippuvaiseksi kehon ja vaa'an kiihtyvyydestä. Siksi vaa'alla punnittaessa on aina otettava huomioon, ovatko vaaka ja punnittu keho levossa vai kiihtyvyydessä.

Vaikka levossa olevan kehon paino on yhtä suuri kuin painovoima, nämä kaksi voimaa on erotettava selvästi toisistaan: painovoima kohdistuu itse kehoon, maa vetää puoleensa, ja kehon paino kohdistuu ripustukseen (tai jalustaan).

Riisi. 77. Ruumiinpainon ja vertailupainojen painon vertailu vaaka-asteikolla

Vartalon punnituksen lisäksi jousivaakalla voidaan käyttää toista punnitusmenetelmää. Se koostuu kahvakuulojen painon ja kehon painon suorasta vertailusta tasavartisella vivulla (vivun tasapaino, kuva 77). Tasavartinen vipu on tasapainossa, jos samat voimat vaikuttavat sen molempiin päihin. Siksi, jos punnittu runko on ripustettu tasavartisen vivun päihin toiselle puolelle ja toiselle puolelle valitaan vakiopainot niin, että vipu on tasapainossa, rungon paino on yhtä suuri kuin kokonaispaino. painojen paino.

Penkkivaa'at mahdollistavat runkojen punnituksen paljon paremmin kuin perinteiset jousivaa'at. Tarkimmat vipuvaa'at mahdollistavat kappaleiden punnituksen mitatun arvon tarkkuudella.

Itsenäinen työ"Vapaa pudotus"

2. Miksi vanunpala putoaa hitaammin ilmaan kuin samalta korkeudelta heitetty rautapallo?

A. Sharikilla on iso massa. B. Pienempi ilmanvastus vaikuttaa palloon.

B. Pallo vaikuttaa suurta voimaa painovoima.

3. Muuttuuko putoavan kappaleen kiihtyvyys, jos sille kerrotaan alkunopeus?

A. Kasvata. B. Ei muutu. B. Vähennä.

4. Keho putoaa ilman alkunopeutta. Mikä on sen nopeus 2 sekunnin pudotuksen jälkeen?

A. 0,2 m/s B. 5 m/s C. 20 m/s

A. Keho putoaa nopeudella 9,8 m/s. B. Kappale kulkee 9,8 m sekunnissa C. Kehon nopeus putoaessaan joka sekunti kasvaa 9,8 m/s.

6. Kappale putoaa ilman alkunopeutta ja kulkee 5 m 1 s. Minkä matkan se lentää 4 sekunnissa?

A. 20 m B. 35 m C. 40 m

7. Määritä rotkon syvyys, jos kivi putoaa ilman alkunopeutta, saavutti pohjansa 5 sekunnissa? Millä nopeudella kivi osui rotkon pohjaan?

Itsenäinen työ"Pystysuoraan alas heitetyn kehon liike"

1. Kuinka keho liikkuu vapaassa pudotuksessa?

A. Tasaisesti. B. Yhtä kiihdytetty. B. Yhtä hidas.

2. Mikä on pystysuoraan ylöspäin heitetyn kappaleen kiihtyvyysvektorin ja nopeusvektorin suunta?

A. Nopeuden ja kiihtyvyyden vektori on suunnattu pystysuunnassa ylöspäin.

B. Nopeus- ja kiihtyvyysvektorit suunnataan pystysuunnassa alaspäin.

B. Nopeusvektori on suunnattu pystysuunnassa ylöspäin ja kiihtyvyysvektori alaspäin.

3. Pystysuoraan ylöspäin heitetty kivi putosi maahan 4 sekunnin kuluttua. Valitse oikea vastaus

A. Kiven nostoaika 3 s. B. Kiven putoamisaika 2 s.

B. Kiven putoamisnopeus on 2 kertaa heiton alkunopeus.

4. Kolme kappaletta heitetään näin: ensimmäinen on alas ilman alkunopeutta, toinen on alas alkunopeudella, kolmas on ylös. Ovatko näiden kappaleiden kiihtyvyydet samat?

A. Kaikkien kolmen kappaleen kiihtyvyydet ovat samat. B. Toisen kappaleen kiihtyvyys on suurin. B. Kolmannen kappaleen kiihtyvyys on pienin.

5. Mitä g=9,8 m/s tarkoittaa? 2 oksennetun ruumiin takia?

A. Keho nousee ylös nopeudella 9,8 m/s. B. Keho nousee 9,8 m/s korkeuteen C. Kehon nopeus pystysuorassa nousussa laskee 9,8 m/s sekunnissa.

6. Palloa heitetään pystysuoraan ylöspäin alkunopeudella 10 m/s. Valitse oikea väite.

A. Pallon nostokorkeus 5 m. B. Nostoaika 10 s. B. 2 sekunnin kuluttua heiton jälkeen pallon nopeus on nolla.

7. Keho heitetään ylös nopeudella 18 m/s. Millä korkeudella se on 3 sekunnissa?