Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
VUOROVAIKUTUS LIIKE JA VOIMA - Coggle Diagram
VUOROVAIKUTUS LIIKE JA VOIMA
TASAINEN LIIKE
Tärkeitä käsitteitä
TASAINEN LIIKE
kappaleen liike on tasaista jos se etenee suoraviivaisesti eteenpäin vauhtiaan muuttamatta --> kappaleen sanotaan etenevän
vakionopeudella
Pöydällä vierivän pallon liike on tasaista
VAUHTI
termi, joka kuvaa liikettä silloin kun liikkeen suuntaan ei kiinnitetä huomiota ja vain kuljetun matkan pituudella ja siihen käytetyllä ajalla on merkitystä
NOPEUS
kun puhutaan nopeudesta meidän tulee tietää vauhti ja suunta --> nopeus ilmoittaa, kuinka pitkän matkan esine liikkuu esimerkiksi sekunnin aikana
KESKIVAUHTI
vauhti, jolla keskimäärin etenemme --> jotta keskivauhdin voi määrittää on tiedettävä kappaleen kulkema matka ja matkaan kulunut aika
MUUTTUVA LIIKE
tärkeitä käsitteitä
KIIHTYMINEN
mikäli kappaleen
nopeus muuttuu
, sen liikettä sanotaan
kiihtyväksi
. Kun nopeus pienenee, liikettä voidaan nimittää myös
hidastuvaksi
mäkeä vierivä kuula kulkee samanpituisina aikaväleinä yhä pidemmän matkan --> kuulan nopeus siis kasvaa ja kuula on kiihtyvässä liikkeessä
kiihtyminen kuvaa kappaleen nopeuden muutosta
PUTOAMISKIIHTYVYYS
Jos kappaleeseen kohdistuva ilmanvastus on pieni, putoavan kappaleen nopeus kasvaa tasaisesti tiettyyn rajaan asti --> johtuu maan vetovoimasta
kallionjyrkänteeltä pudotettu kivi joutuu maan vetovoiman takia kiihtyvään liikkeeseen. Putoamisen alussa liike on likimain tasaisen kiihtyvää. Kun kiven nopeus kasvaa, myös kiveen kohdistuva ilmanvastuskin kasvaa. Tämän takia kiven nopeus lopulta vakiintuu
kaikki esineet putoavat kohti Maan keskipistettä samalla tavalla riippumatta esineestä tai paikasta
Jos ilmanvastus on pieni, kaikki kappaleet putoavat samalla kiihtyvyydellä lähellä maanpintaa. (Huomaa, että ilmanvastus vaikuttaa putoavan kappaleen putoamisnopeuteen)
KESKIKIIHTYVYYS
kuvaa sitä, kuinka nopeus keskimäärin muuttuu tietyllä aikavälilä
TASAISESTI KIIHTYVÄ LIIKE
Tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä kiihtyvyys on vakio eli nopeus kasvaa (tai pienenee) tasaisesti
VUOROVAIKUTUS JA VOIMA
tärkeitä käsitteitä
VUOROVAIKUTUS
kappaleen liikkeen muutokset aiheutuvat vuorovaikutuksesta
etävuorovaikutus
kappaleet eivät kosketa toisiaan: lentäessään lintu ei kosketa maanpintaan mutta se tuntee silti Maan vetovoiman vaikutuksen --> lintu siis etävuorovaikutuksessa Maan kanssa
kosketusvuorovaikutus
kappaleet koskettavat toisiaan: lintu lentää, se on kosketusvuorovaikutuksessa ilman kanssa
VOIMA
Vuorovaikutuksessa molempiin kappaleisiin vaikuttaa voima -->
voima siis kuvaa kappaleiden välisen vuorovaikutuksen suuruutta
--> Voiman tunnus on F ja yksikkö newton (N)
erilaisia voimia
kitkavoima: pysäyttää ja saa aikaa liikkeen
ilmanvastus: voima, joka hidastaa liikkumista
pinnan tukivoima: voima, joka tukee pinnalla olevaa kappaletta
Maan vetovoima eli paino: etävoima joka vaikuttaa esineisiin vaikka ne eivät koskettaisikaan Maata
piirroksissa voimaa kuvataan nuolella. Nuolen suunta kertoo voiman vaikutussuunnan ja pituus voiman suuruuden
PAINO
Fysiikassa kappaleen painolla tarkoitetaan aina gravitaatiovuorovaikutuksen aiheuttamaa vetovoimaa (Painon tunnus on G ja yksikkö newton (N))--> mitä suurempi on kappaleen
massa
, sitä suuremmalla voimalla Maa vetää kappaletta puoleensa
Kun seisot vaa
alla painat vaa
an pintaa alemmas koska Maa vetää sinua puoleensa. Vaaka mittaa siis sinuun kohdistuvan painon suuruden, mutta muuntaa sen massaasi vastaavaksi luvuksi
NEWTONIN LAIT
tärkeitä käsitteitä
MASSA
Kappaleen ominaisuus, joka ilmenee kappaleen pyrkimyksenä vastustaa liikkeen muutosta (tunnus m ja yksikkö kg)
koska kappaleen ominaisuus, sen suuruus on sama kaikkialla maapallolla ja avaruudessa
NEWTONIN LAIT
Newtonin I laki eli jatkuvuuden laki: Jos kappale ei ole vuorovaikutuksessa muiden kappaleiden kanssa, se pysyy paikallaan tai jatkaa liikettään suoraviivaisesti muuttumattomalla nopeudella
linja-auto jarruttaa äkisti, linja-auto pysähtyy mutta sinä jatkat omaa liikettäsi joten horjahdat eteenpäin
jos taas linja-auton kuljettaja painaa voimakkaasti kaasua, pyrit jatkamaan omaa, ennen kiihdyttämistä ollutta liikettäsi, joten horjahdat taaksepäin
jos taas linja-auto kääntyy vasemmalle, pyrit sinä jatkamaan liikettäsi suoraan joten kallistut sivulle linja-auton oikeaan reunaan
Newtonin II laki eli dynamiikan peruslaki: Kappaleen liike muuttuu vain voiman vaikutuksesta. Kun kappaleen liike muuttuu, kappale on kiihtyvässä liikkeessä. Suurempi voima antaa suuremman kiihtyvyyden. Mitä suurempi on kappaleen massa, sitä vähemmän on liikettä
Suurempi massa vaikuttaa kiihtyvyyteen --> siksi rekan saaminen vauhtiin ja pysäyttäminen vaatii enemmän aikaa kuin henkilöauton
Newtonin III laki eli voiman ja vastavoiman laki: Jos kappale A vaikuttaa kappaleeseen B jollakin voimalla, kappale B vaikuttaa kappaleeseen A yhtä suurella mutta vastakkaissuuntaisella voimalla
kun uimari ponnistaa kiveltä, jalka kohdistaa voiman kiveen ja kovi kohdistaa voiman uimarin jalkaan. Voimat ovat siis yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset. Ponnistuksen seurauksena uimari lentää veteen, mutta kivi jää paikalleen koska se on kiinni Maassa. Jos uimari ponnistaisi kevyestä veneestä, vene ei pysyisi paikoillaan vaan liikkuisi ponnistukseen nähden vastakkaiseen suuntaan
KOKONAISVOIMA
kaikkia kappaleeseen vaikuttavien voimien yhteisvaikutus
jos kappaleeseen kohdistuvat voimat kumoavat toisensa, kokonaisvoima on nolla --> kappale on paikallaan tai liikkuu muuttumattomalla nopeudella
VÄLIAINEEN VASTUS JA KITKA
VÄLIAINEEN VASTUS
tarkoitetaan nesteessä tai kaasussa liikkuvan kappaleen
liikettä vastustavaa voimaa
vierimisvastus
kun kappale vierii, siihen vaikuttaa vierimisvastus --> pienempi kuin liukukitka
ilman vastustavia voimia vaakasuoralla alustalla liukuva kappale liikkuisi pysähtymättä Newtonin I lain mukaisesti
kitka
kitkakerroin
kuvaa, miten suuri voima pintojen hankauksesta toisiinsa aiheutuu --> karheiden pintojen kerroin suurempi kuin sileiden
kitka saa hankaavat kappaleet lämpenemään jos kitkakerroin suuri --> voitelu estää pintoja koskettamasta toisiiaan
lepokitka
vastustaa kappaleen liikkeelle lähtöä --> vastakkainen vetosuuntaan nähden
lepokitka on autoa kiihdyttävä voima sillä liikkeellelähdössä takarengas pyrkii pyörimään mutta kepotkitka vastustaa tätä --> renkaan ja tien pinnan välinen kitka työntää autoa eteenpäin
liukukitka
liikkessä olevan kappaleen liukumista vastustava --> pienempi kuin lepokitka joten kappaleen liikkessä pitämiseen riittää pienempi voima kuin kappaleen liikkeelle saamiseen
voima joka syntyy kahden toisiaan hankaavan kappaleen vuorovaikutuksesta --> vaikuttaa muun muassa pintojen epätasaisuus
ilmanvastus
Kun pallo putoaa, siihen kohdistuva ilmanvastus kasvaa ensin (kiihtyvässä liikeessä). Kun ilmanvastus lopulta yhtä suuri kuin palloon kohdistuva paino (Newtonin II laki), pallo putoaa vakionopeudella
TIHEYS JA NOSTE
tiheys
aineen ominaisuus: massan ja tilavuuden suhde
noste
ylöspäin suuntaava voima, jonka väliaine eli neste tai kaasu kohdistaa kappaleeseen
Jos kappaleen tiheys on suurempi nesteen tiheys, kappale uppoaa nesteeseen. Tällöin kappaleeseen kohdistuva paino on suurempi kuin kappaleeseen kohdistuva noste. Jos taas kappaleen tiheys on pienempi kuin nesteen tiheys, kappale kelluu nesteen pinnalla. Tällöin kappaleeseen kohdistuva noste on yhtä suuri kuin kappaleeseen kohdistuva paino.
Helium pallon tiheys ilman tiheyttä pienempi joten ilmasta palloon kohdistuva noste on suurempi kuin pallloon kohdistuva paino ja noste saa pallon kohoamaan ylöspäin