VPRAŠANJA IN ODGOVORI IZ FIZIKE 1

Navodilo:

Pazljivo preberi vsako vprašanje in razmisli o njem, če si ga razumel. Potem preberi odgovor in preveri svoje razumevanje. Za boljše razumevanje in razjasnitev težjih vprašanj si oglej tudi reševanje nalog. Ne preskakuj vprašanj ker se vprašanja in poglavja navezujejo v zaporedju in je predhodna vsebina potrebna za obvladanje naslednje.

Zajete so vse formule in definicije po učbeniku + dodatno po testih. Izpuščeno pa je poglavje atomske in molekularne tgradbe snovi, ki se prekriva s kemijo. Pretvorbe merskih enot je potrebno predhodno že obvladati, ker tu niso zajete. Pretvorbe osvežiš po učbeniku in z ogledom primerov rešenih nalog (2 zvezek). Nekatera dodatna vprašanja so namenjena preverjanju razumevanja ter utrjevanju znanja. Zaradi boljše nazornosti morda ne bo odveč ogled nekaterih slik v knjigi. Vprašanja in odgovori so zapisani po zaporedju zaključenih poglavij učbenika.

Osnovne najpomembnejše formule so pisane odebeljeno, ostale, izpeljane v običajni pisavi.V kolikor si laže zapomniš enačbe v kakšnem drugačnem zapisu od tu uporabljenega si dopiši, ali zamenjaj s svojo priljubljeno obliko (z negativnimi potencami, z ulomki in potencami, delni ulomki, itd.). Za zapomnenje formul je pomembno držati se ustaljene oblike zapisa.

1

Kaj sestavlja fizikalno količino ? Fizikalna količina je produkt merskega števila in merske enote.

Katere so osnovne fizikalne količine in njihove enote ?Osnovne fizikalne količine so dolžina (m), masa (kg), čas (s), sila (N).

Napiši vse predpone merskih enot, ki jih poznaš in kaj pomenijo ?deka=10, hekto=100, kilo=1000, mega=1000000, giga=109

deci=0,1, centi=0,01, mili=0,001, mikro=0,000001, nano=10-9, piko= 10-12,

Kako izvedemo pretvorbo merskih enot ?Pretvorbo izvedemo s spremembo merske enote in ustrezno spremembo merskega števila.Pretvorba sestavljene fiz. količine je produkt spremenjenih merskih števil in merskih enot.

Ali so meritve fizikalnih količin natančne ?Meritve fizikalnih količin so nenatančne, oziroma odstopajo od dejanske vrednosti (odklon).Kako izražamo nenatančnost, oziroma negotovost merjenih fizikalnih količin ?Izražamo z možnim odstopanjem od srednje (nazivne) vrednosti ali z napako (pogreško).

Kako izračunamo srednjo vrednost, absolutno napako, relativno napako, procentualno napako merjenih fizikalnih količin ? Zapiši in pojasni enačbe ter njihove dele.Meritev fizikalne količine ponovimo večkrat zapored. Dobimo n posameznih izmerjenih različnih vrednosti, ki kažejo na nezanesljivost oziroma nenatančnost meritve. Srednjo vrednost Xsr dobimo če delimo vsoto vrednosti vseh posameznih meritev s številom meritev. Absolutno napako Xabs dobimo tako da najprej izločimo eno tretjino meritev z največjim odstopanjem od srednje vrednosti. V preostanku dveh tretjin meritev poiščemo največje odstopanje meritve od srednje vrednosti. Razlika obeh predstavlja absolutno napako.Relativno napako Xrel dobimo kot kvocient med absolutno napako in srednjo vrednostjo.Procentualna napaka X% je relativna napaka pomnožena s 100.Enačbe in računski elementi: poprečna vrednost meritev Xsr=Xi/n odklon posamezne meritve Xi=Xsr - Xi maksimalen odklon meritev Xmax absolutna napaka Xabs=Xmax<2/3.n>relativna napaka Xrel=Xabs/Xsr procentualna napaka X%= Xrel.100

Kako izrazimo negotovost imerjene fizikalne količine z absolutno napako in kako z relativno napako? Zapiši in pojasni obe enačbi.Enačbi povesta kakšno možno odstopanje lahko pričakujemo od podane srednje vrednosti meritev fizikalne količine. V prvi enačbi možno odstopanje izrazimo z absolutno v drugi pa z relativno napako.X= Xsr (-) Xabs

X= Xsr.(1 (-) Xrel)

Zakaj so fizikalne količine obremenjene z napakami, oziroma so negotove ?Napake so posledica nenatančnosti merjenja, v primeru izdelkov pa imamo opraviti z omejeno ponovljivostjo fizikalnih lastnosti v procesu izdelave.

Kako računamo v fizikalnih enačbah z fizikalnimi količinami, ki so obremenjene z merskimi napakami ? Zapiši in pojasni enačbe za srednjo vrednost, absolutno napako in relativno napako računane fizikalne količine.

2

Če so fizikalne količine, ki nastopajo v enačbi podane z napakami potem določimo po enačbi računano fizikalno količino z izračunom njene srednje vrednosti in njene napake. Srednjo vrednost računane fizikalne količine izračunamo z podano enačbo iz srednjih vrednosti nastopajočih fizikalnih količin. Skupno absoluo in relativno napako izračunane fizikalne količine pa izračunamo iz napak nastopajočih fizikalnih količin v enačbi odvisno od tipa računske operacije.

Opiši v nekaj kratkih stavkih kako določimo skupne absolutne in relativne napake računanih fizikalnih količin, obremenjenih z napakami za sledeče računske operacije :.- seštevanje in odštevanje fizikalnih količin z napakami,Seštejemo absolutne napake posameznih členov enačbe med katerimi je znak seštevanja ali odštevanja..- množenje in deljenje fizikalnih količin z napakami,Seštejemo relativne napake posameznih členov enačbe, med katerimi nastopa deljenje, ali množenje.- potenciranje in korenjenje fizikalne količine z napakami.S korenom, ali potenco pomnožimo relativno napako člena enačbe, ki ga potenciramo, ali korenimo.

V primeru da enačba vsebuje različne računske operacije je potrebno najprej določiti napake potenc in korenov, nato napake računskih izrazov deljenja ter množenja, vključno členov s potencami in koreni. Tako dobljene relativne napake členov enačbe med katerimi je seštevanje in odštevanje pretvorimo v absolutne napake teh posameznih izrazov (členov) enačbe. Absolutne napake teh izrazov določimo iz relativne napake in srednje vrednosti posameznega izraza. Srednjo vrednost posameznega izraza pa spet računamo po računskem izrazu iz srednjih vrednosti členov izraza. Dobljene absolutne napake posameznih izrazov potem seštejemo po pravilu za napake vsote ali razlike fizikalnih količin.

Kako zapišemo tako izračunane fizikalne količine in njihove napake ?Po enačbi izračunano fizikalno količino zapišemo podobno kot merjeno fizikalno količino, torej s srednjo vrednostjo in možnim odstopanjem od te vrednosti. Odstopanje ali odklon (napako) podajamo z absolutno ali relativno napako, podobno kot za merjeno fizikalno količino. Razlika je le, da so srednja vrednost in napaki računani iz vrednosti za posamezne nastopajoče fizikalne količine v enačbi.

3

Pojasni pojme prostorsko, ravninsko in premo gibanje. Gibanje določeno v treh koordinatnih oseh x, y z je prostorsko, v dveh oseh je ravninsko, v eni osi pa je premo gibanje.

Pojasni pojma enakomerno in neenakomerno gibanje. Kadar se hitrost med gibanjem ne spreminja s časom je gibanje enakomerno.Pri neenakomernem gibanju se hitrost s časom spreminja, merilo spreminjanja hitrosti pa je pospešek / pojemek.Zapiši enačbi za hitrost in pot enakomernega premega gibanja.v = st (m/s)s = v.t (m)Kaj je značilnost neenakomernega gibanja, katera fizikalna količina se spreminja ?Pri neenakomernem gibanju se hitrost s časom spreminja, merilo spreminjanja hitrosti pa je pospešek / pojemek. Pri enakomernem pospešku / pojemku se spreminja hitrost, pospešek / pojemek je konstanten. Pri neenakomernem pospešku / pojemku pa se spreminja tudi pospešek.Zapiši enačbo pospeška, oziroma pojemka za neenakomerno gibanje.a = v/t (m/s2)Za enakomerno pospešeno/pojemajoče (premo) gibanje zapiši vse 3 enačbe ter pojasni člene.Za gibanje s konstantnim pospeškom / pojemkom veljajo enačbe:v(t) = v0 (-) a.t (m/s)s(t) = v0.t (-) a.t22 (m)v2 = v0

2 (-) 2.a.s (m/s)2

Prvi dve enačbi izražata časovno odvisnost hitrosti v in poti s glede na začetno hitrost v0 ter glede na predznak pospeška / pojemka a. Tretja enačba povezuje hitrost, pospešek in pot.

Naštej in opiši 3 značilne primere premega gibanja :- enakomerno in neenakomerno gibanje po izbrani osi,Vožnja s konstantno hitrostjo po ravni cesti, zaviranje / pospeševanje med vožnjo naravnost.- prosti pad, pospešek g,Je enakomerno pospešeno padanje v brezračnem prostoru (brez zračnega upora) s težnim pospeškom g, ki je na zemeljski površini odvisen samo od zemljepisne širine in pri nas znaša 9,81 metrov na kvadratno sekundo.- navpični met, pospešek g, hitrost meta, padca, čas dviga in spusta.Je enakomerno pojemajoče gibanje navzgor do zaustavitve, sledi enakomerno pospešeno gibanje navzdol, brez zračnega upora. Pojemek je enak težnemu pospešku g. Čas dviganja je enak času padanja. Hitrost padca je enaka hitrosti meta navzgor.

Iz kakšnih dveh gibanj je sestavljeno ravninsko gibanje ?Ravninsko gibanje je sestavljeno iz dveh pravokotnih premih gibanj po dveh oseh x in y koordinatnega sistema.Koliko in katere osi premih gibanj določajo ravninsko gibanje?Ravninsko gibanje določata dve poljubni med seboj pravokotni osi koordinatnrga sistema.Lego telesa določata koordinati x in y.Na katera dva načina lahko opišemo ravninsko gibanje ? Ravninsko gibanje lahko opišemo bodisi z dvema komponentama dveh neodvisnih premih gibanj v dveh različnih oseh ali pa z vektorskim zapisom sestavljenega gibanja.Pojasni način z komponentama dveh pravokotnih koordinatnih osi in način z vektorji.V prvem primeru določamo komponento vsake osi posebej in neodvisno. V drugem primeru pa določamo vektor sestavljenega gibanja z njegovo velikostjo in smerjoKako je določen vektor fizikalne količine ?

4

Določen je z velikostjo in smerjo vektorja. Vektor je fizikalna količina s smerjo in velikostjo.Pojasni uporabo trigonometričnih formul in Pitagorove formule pri računanju komponent in rezultante ravninskega gibanja.Poljubno smer ravninskega gibanja (naprimer vektor hitrosti) lahko razstavimo na poljubni dve (običajno) pravokotni komponenti, če pomnožimo velikost vektorja (skalar) enkrat s cosinusom in enkrat s sinusom kota med rezultanto in izbrano osjo (smer vektorja). Iz dveh komponent, ki predstavljata kateti pravokotnega trikotnika dobimo vrednost rezultante (velikost vektorja) po Pitagorovi formuli za hipotenuzo. Če komponenti nista pravokotni ta k izračun ni možen.Pojasni oba načina grafičnega sestavljanja in razstavljanja vektorjev (paralelogram, veriga kazalcev). Pri paralelogramskem načinu postavimo skupaj začetka obeh komponent, ki predstavlja tudi začetek rezultante. Skozi druga konca obeh komponent potegnemo paraleli nasprotnima komponentama. Presečišče vsporednic tvori drug konec rezultante. Povežemo začetek in konec tako določene rezultante s črto. Pri razstavljanju imamo podani smeri komponent in vektor, oziroma rezultanto. Obe osi komponent paralelno premaknemo tako da gre ena skozi začetek, druga skozi konec vektorja. S presečiščem konstruiramo paralelogram in dobimo velikost obeh komponent.Verigo vektorjev (kazalcev) dobimo tako, da na konec prvega damo začetek drugega in tako dalje do zadnjega vektorja v verigi. Rezultanto potegnemo od začetka prvega vektorja – tudi začetek rezultante do konca zadnjega – tudi konec rezultante. Na kratko razloži kako grafično odštejemo en vektor od drugega.Vektorju, ki ga želimo odšteti spremenimo smer za 180 stopinj in uporabimo pravilo seštevanja vektorjev.

Opiši in pojasni vodoravni met.Vodoravni met je ravninsko gibanje sestavljeno iz enakomernega gibanja v vodoravni smeri in iz prostega pada v vertikalni smeri. Telo se giblje po navzdol zakrivljeni paraboli.

S katerimi tremi vektorji fizikalnih količin je podan splošen vektorski zapis gibanja ?Splošni vektorski zapis gibanja je podan s krajevnim, hitrostnim in pospeškovnim vektorjemKatera dva podatka vektorja moramo opazovati vsakega posebej pri spreminjanju fizikalnih količin ? To sta velikost in smer vektorja. Oba skupaj določata ali se vektor spreminja, ali je konstanten.Ali je gibanje enakomerno če se hitrost po velikosti ne spreminja, telo pa spreminja smer gibanja ?Gibanje je neenakomerno, ker se spreminja vektor hitrosti po smeri.Kakšno smer ima vektor hitrosti, če se telo giblje po krivulji ?Vektor hitrosti ima smer tangente na krivuljo (pravokotno na polmer loka krivulje).Povej z besedami kako je določen vektor pospeška glede na vektor hitrosti. Vektor pospeška je določen z razliko dveh vektorjev hitrosti, deljeno s časovnim intervalom.Kako pri tem računamo s časom ?Pri času upoštevamo samo njegovo skalarno vrednost, ker nima smeri. V vektorskem izračunuu čas zato ne vpliva na smer rezultante vektorjev, ampak samo na velikost.Ali je čas vektor ali skalar ? Naštej katere fizikalne količine so še skalarji.Čas je skalar, ker nima smeri. Skalarji so še masa, gostota snovi, volumen, itd, Kako zapišemo vektorski račun ?Zapišemo podobno kot običajni, računanje pa razdelimo na računanje po komponentah.Ali je podoben navadnemu in kje je razlika ?Račun je podoben navadnemu, le da upoštevamo nekatere fizikalne količine kot skalarje.

5

Kako se giblje telo pri kroženju, po kakšnem tiru ?Kroženje je gibanje vzdolž krožnega loka na krožnici. Opravljeno pot izraža dolžina loka ali kot.Ali je kroženje enakomerno gibanje ?Kroženje je neenakomerno gibanje zaradi stalnega spreminjanja smeri obodne hitrosti, ki jo povzroča radialni pospešek.Zakaj je kroženje neenakomerno gibanje ? Pojasni z vektorjem radialnega pospeška kot razliko dveh vektorjev obodne hitrosti. (knjiga).Razlika dveh vektorjev obodne hitrosti pri kroženju ima vedno radialno smer, deljeno s časovnim intervalom pa dobimo radialni pospešek, ki povzroča kroženje.Kakšno smer ima vektor obodne hitrosti ?Vektor obodne hitrosti ima smer tangente na krožnico.

Kakšno je enakomerno kroženje ? Pojasni z radialnim in tangencialnim pospeškom.Pri enakomernem kroženju je obodna hitrost po velikosti konstantna, po smeri pa se radialno spreminja s konstantnim radialnim pospeškom. Tangencialni pospešek je nič, zato je tangencialna sprememba hitrosti enaka nič. Zapiši vse enačbe enakomernega kroženja, ter pojasni člene enačb.Splošni enačbi za kotno in obodno hitrost izračeno s spremembo kota in loka v času: kotna hitrost t (rad/s) obodna hitrost v = lt (m/s)Za enakomerno kroženje veljajo sledeče enačbe:kotna hitrost 2. obodna hitrost v = rkot = t (rad) krožni lok l = r (m)frekvenca(ni) 1t0 (1/s) radialni pospešek ar v2r(m/s2)V enačbah nastopata še polmer kroženja r(m) in obodni čas t0(s), v katerem telo preteče en krog, to je 2. radianov, ali 360 stopinj. Koliko radianov šteje kot, ki ga opravi telo po n polnih vrtljajih ?En vrtljaj pomeni 2. radianov (360 stopinj), zato n vrljajev opiše kot n.2. radianov.

Pojasni kakšno je neenakomerno kroženje ?Pri neenakomernem kroženju se spreminja obodna hitrost po smeri in velikosti, zaradi radialnega in tangencialnega pospeška.Kakšno smer ima tangencialni pospešek?Tangencialni pospešek ima smer tangente na krožnico in spreminja obodno hitrost po velikosti.Zapiši splošni enačbi za kotni in tangencialni pospešek ter enačbo ki ju povezuje med sabo, ter pojasni člene enačb.kotni pospešek t (rad/s2) tangencialni pospešek at =vt (m/s2) tangencialni pospešek at =r (m/s2) Za kroženje s konstantnim tangencialnim pospeškom / pojemkom zapiši vse 3 enačbe ter pojasni člene. Enačbe veljajo torej za enakomerno pospešeno / pojemajoče kroženje.Za enakomerno pospešeno / pojemajoče kroženje veljajo enačbe:kotna hitrost t)(-)t (rads)kot t) = t (-) t2 (rad) kotna hitrost 2

2 (-) 2.(rads) 2

Prvi dve enačbi izražata časovno odvisnost kotne hitrosti in poti kota glede na začetno kotno hitrost ter na predznak kotnega pospeška. Tretja enačba povezuje kotno hitrost, pospešek in kot.

Ugotovi razliko med pojmom vrteje Zemlje okrog lastne osi in pojmom kroženja Zemlje okrog sonca.Kroženje je gibanje celega telesa po krožnici, vrtenje pa je gibanje telesa okoli lastne osi.

6

Kateri 2 glavni skupini sil obstajata v naravi?Sile, ki delujejo na dotik in sile, ki delujejo na daljavo.Naštej nekaj primerov sil na dotik in nekaj primerov sil na daljavo.Sili na dotik sta naprimer trenje in lepenje, sila na daljavo pa je gravitacijska sila.Kateri sta 2 osnovni posledici delovanje vektorja sile?Posledici delovanja sile sta spremeba hitrosti in sprememba oblike ali velikosti telesa.Naštej nekaj primerov pospeškov/pojemkov, ter nekaj primerov sprememb oblike in sprememb velikosti telesa zaradi delovanja sile.Zaradi gravitacijske sile telo pada s težnostnim pospeškom 10 m na sekundo 2, zaradi zračnega upora pa telo izgublja hitrost v vodoravni smeri. Zaradi sile na ploskev se glina plastično deformira, zaradi sile stiskanja se zmanjša volumen grozdja v preši.

Kaj je rezultanta sil in kako jo grafično določimo ? Pojasni postopek z verigo vektorjev sil.Rezultanta sil je vektorska vsota sil, ki jo dobimo naprimer grafično z načinom verige vektorjev. To pomeni da vektorje sil translatorno (vsporedno in v smeri delovanja sil) premaknemo v verigo. Koncu enega vektorja sledi začetek drugega, itd. Rezultanta ima smer od začetka prvega vektorja proti koncu zadnjega vektorja v verigi.Kako lahko sile premikamo da sestavimo verigo in kako ne smemo ?Lahko jih premikamo translatorno, ne smemo pa menjati smeri in velikosti.Kakšno je translatorno premikanje sil ?Translatorno premikanje sil ne spremeni njihove rezultante, to pomeni premikanje vzdolž smeri in vsporedno s smerjo sil.

Kdaj so sile v ravnovesju ?Sile so v ravnovesju kadar je njihova vektorska vsota enaka nič (0).Kolikšna je tedaj rezultanta sil ?Rezultanta vseh sil je pri doseženem ravnovesju sil enaka 0.

Koliko sil lahko naenkrat seštejemo grafično na način paralelograma ?Dve sili.Kako bi ta način uporabil za seštevanje več kot 2 sil ?Začel bi z dvema silama in potem zaporedoma bi sešteval rezultanto dveh predhodno seštetih sil in naslednje sile vse do zadnje.

Na kratko opiši Newtonov zakon o medsebojnem delovanju teles.Če prvo telo deluje na drugo s silo deluje tudi drugo telo na prvo z enako veliko silo nasprotne smeri. Akcija je enaka reakciji.Kakšno je medsebojno delovanje med silo, ki razteza vzmet in silo prožne vzmeti ?Sili sta enako veliki in nasprotne smeri. Prva sila povzroča drugo.Kako raztezek prožne vzmeti uporabimo za merjenje sile ?Raztezek prožne vzmeti je pod vplivom zunanje sile sorazmeren velikosti te sile, Zato ga lahko uporabimo, kot merilo za velikost zunanje sile, to je za merjenje sile.

Na kratko opiši Newtonov zakon dinamike ter zapiši enačbo, ki povezuje silo, maso in pospešek. Newtonov zakon dinamike pravi da sila ki deluje na telo z maso povzroča pospešek / pojemek gibanja telesa v času trajanja sile. Zvezo med silo F, maso m in pospeškom a podaja enačba:F = m.a (1N = 1kg.m/s2), 1 N = 1 kg. 1 m. 1 s -2

Kakšen pospešek povzroči stalna sila ?Stalna sila, ki deluje na telo povzroča stalen pospešek / pojemek.

7

Na kratko opiši Newtonov zakon vstrajnosti. Iz katerega Newtonovega zakona izhaja ?Zakon pravi da telo zaradi mase vstraja v svojem gibanju, če nanj ne deluje nobena sila, ali če je rezultanta nanj delujočih sil enaka nič. Izhaja iz Newtonovega zakona dinamike in je njegov poseben primer.

Kaj je teža telesa? Kolikšen je gravitacijski pospešek ?Teža telesa je gravitacijska sila s katero zemlja privlači maso telesa. Fg = m.g. Pri tem je g zemeljski težnostni pospešek, ki znaša 10 m.s-2

Kdaj je telo v mehanskem ravnovesju ? Opiši pogoj mehanskega ravnovesja, zapiši z enačbo.Telo je v mehanskem ravnovesju, če miruje, ali če se giblje skozi prostor enakomerno brez pospeška. Pogoj mehansko ravnovesja je da mora biti rezultanta vseh na telo delujočih sil enaka 0. Zapisano z enačbo Fr = F1 + F2 + F3 + . . .= 0.

Opiši silo lepenja pri mirujočem telesu, ter zapiši ter razloži enačbo ter njene člene. Sila lepenja deluje med podlago in mirujočim telesom na podlagi v smeri vzdolž podlage .Sila lepenja nasprotuje sili premikanja telesa in je sorazmerna sili N, delujoči pravokotno na podlago ter koeficientu lepenja. Fl = kl.N (N).Ali nastopa sila lepenja tudi pri drsenju telesa po podlagi ?Ne, pri drsenju deluje med podlago in telesom sila trenja.V kateri smeri deluje sila lepenaja ? Katero smer ima sila, ki povzroča lepenje ?Sila lepenja deluje v nasprotni smeri sile ki povzroča premik telesa po podlagi vzdolž podlageSila N, ki povzroča lepenje pa ima smer pravokotno na podlago Katera sila daje ravnovesje centrifugalni sili med vožnjo skozi ovinek da avto radialno ne zdrsne iz ovinka? Katera sila obdrži kocko na klancu v mirovanju ? Zapiši pogoja, oziroma enačbi za obe ravnovesji.Avto v ovinku ne zdrsne radialno zaradi sile lepenja, prav tako kocka ne zdrsne po klancu zaradi sile lepenja, če je ta večja ali enaka centrifugalni sili v ovinku, oziroma dinamični sili na klancu. Fc < Fl, Fd < Fl.

Kdaj se premakne, ali zdrsne kocka na klancu ? Kdaj začne avto radialno drseti v ovinku ?Kadar sta centrifugalna sila v ovinku, oziroma dinamična sila na klancu večji od sile lepenja.Katera sila deluje med podlago in drsečim predmetom ?Med podlago in drsečim predmetom deluje sila trenja.

Opiši silo trenja za drseče telo, ter zapiši in razloži enačbo ter njene člene.Sila trenja deluje med podlago in drsečim telesom po podlagi v smeri vzdolž podlage.Sila trenja nasprotuje drsenju in je sorazmerna sili N, delujoči pravokotno na podlago ter koeficientu trenja.Ft = kt.N (N).Ali nastopa sila trenja tudi pri mirujočem telesu na podlagi?Ne, tedaj deluje sila lepenja med podlago in telesom.V kateri smeri deluje sila trenja ? Katero smer ima sila, ki povzroča trenje ?Sila trenja deluje v smeri nasprotni smeri drsenja. Sila, ki povzroča trenje N, pa ima smer pravokotno na podlago.Kdaj kocka drsi po klancu navzdol z enakomerno hitrostjo in kdaj s pospeškom ?Kocka drsi po klancu navzdol z enakomerno hitrostjo, če je sila trenja enaka dinamični komponenti sile teže kocke. Če je dinamična sila večja od sile trenja oziroma če je njuna razlika pozitivna dobimo enakomerno pospešeno drsenje po klancu navzdol.Napiši enačbi ravnovesja za oba primera.

8

za enakomerno drsenje Ft = Fd, za pospešeno drsenje Fd - Ft = m.a. Kakšno je gibanje pri drsenju po ravni podlagi, pospešeno, ali pojemajoče ?Gibanje je zaradi trenja enakomerno pojemajoče.

Zapiši statično in dinamično komponento sile teže na klancu z maso, gravitacijskim pospeškom in kotnimi funkcijami glede na nagib klanca.statična komponenta sile teže na klancu Fs = m.g.cos = Ndinamična komponenta sile teže na klancu Fd = m.g.sin Pri tem je m masa, g je težni pospešek in je kot nagiba, ali strmine klanca.

Zapiši z besedami zvezo med koeficientom lepenja in tangensom naklonskega kota klanca.Koeficient lepenja je enak tangensu naklonskega kota klanca pri katerem telo zdrsne po klancu navzdol.Zapiši z besedami zvezo med koeficientom trenja in tangensom naklonskega kota klanca.Koeficient trenja je enak tangensu naklonskega kota klanca pri katerem telo drsi navzdol z enakomerno hitrostjo.

Navedi sile pri kroženju, v kateri smeri in na kaj delujejo, kaj povzročajo.Centripetalna sila vleče krožeće telo k središču in mu daje radialni pospešek potreben za kroženje. Reakcijska sila se imenuje centrifugalna sila in deluje na krožeče telo radialno navzven. Pri kroženju sta sili v ravnovesju.Napiši enačbo za centripetalno silo in pojasni člene enačbe.Fcp = m.ar = m.v2 rV enačbi za centripetalno silo Fcp nastopa masa krožečega telesa m, radialni pospešek ar, izražen z obodno hitrostjo v in polmerom (radijem) kroženja r. Katera sila predstavlja centripetalno silo za krožeči satelit ?Za krožeči satelit predstavlja centripetalno silo gravitacijska sila Zemlje, kjer je gravitacijski pospešek obenem radialni pospešek potreben za kroženje.

Kaj je gravitacijska sila ?Gravitacijska sila je privlačna sila med telesi zaradi njihove mase.Kaj pravi Newtonov gravitacijski zakon ?Gravitacijska sila med telesoma je sorazmerna masama obeh teles, ter gravitacijski konstanti in obratnosorazmerna kvadratu razdalje med telesoma. Napiši in pojasni enačbo za silo tega zakona ter pojasni člene tega zakona.F = G.m1. m2 r2

Medsebojna gravitacijska privlačna sila F med maso m1 in maso m2 je enaka produktu gravitacijske konstante G ter obeh mas, deljeno s kvadratom medsebojne razdalje r.Za kakšno vrsto krožečih teles velja ta zakon ?Newtonov gravitacijski zakon velja za točkase in kroglaste mase oziroma telesa.

Na kratko opiši kaj je teža telesa. Teža telesa je gravitacijska sila s katero Zemlja privlači telo navzdolKaj je težni pospešek? Od katere spremenljivke je odvisen ?Težni pospešek g je pospešek ki ga telesu vsiljuje gravitacijska privlačna sila Zemlje.Odvisen je od višine h nad zemeljskim površjem, če za izhodišče g0 vzamemo pospešek na površini Zemlje in je polmer Zemlje Rz.Zapiši obrazec odvisnosti težnega pospeška od višine nad zemeljskim površjem.g(h) = g0. Rz

2 (Rz + h)2

9

Z enačbo izrazi pogoj za kroženje satelita okrog Zemlje tik nad površjem.Fg = Fcp, oziroma po okrajšanju mase m dobimo g0 = v2 / Rz

Kolikšna je prva kozmična hitrost, ki izhaja iz te enačbe in kaj pomeni ?Prva kozmična hitrost v1 = 7,9 km/s predstavlja vodoravno hitrost na površini Zemlje, pri kateri telo začne krožiti okoli Zemlje in postane njen satelit.Kaj pomeni druga kozmična hitrost in kakšna je njena velikost ?Druga kozmična hitrost v2 = 11,2 km/s je hitrost pri kateri telo uide zemeljski gravitaciji.V kolikšnem času satelit obkroži Zemljo.Obhodni čas zemeljskega umetnega satelita je približno 90 minut.

Zakaj in kako se zavrti telo okrog svoje osi ?Telo se zavrti okoli svoje osi zaradi momenta, ali navora sile.S formulo pojasni kaj je navor sile, ali vrtilni moment sile in kaj povzroča.M = F. r (N.m)Navor sile M, ali vrtilni moment povzroča vrtenje, Je temvečji čim večji sta sila F in ročica r na kateri deluje sila. Pri večji ročici rabimo manjšo silo za isti vrtilni moment.Kakšen položaj ima sila glede na os in ravnino vrtenja ter glede na ročico ?Sila deluje v ravnini vrtenja pravokotno na ročico in na os vrtenja..Kaj je ročica in kakšen je njen poožaj glede na os ter ravnino vrtenja ?Ročica je razdalja med osjo vrtenja in prijemališčem sile, leži v ravnini vrtenja in je pravokotna na os in na silo.Navedi praktičen pripomoček ki uporablja vzvod za zmanjšanje sile. Vzvod za privzdigovanje bremen.V katerih smereh sila ne ustvarja momenta ?Sila ne ustvarja vrtilnega momenta, če je vsporedna z osjo vrtenja, ali z ročico.Kako merimo navor ?Navor sile merimo s polžasto vzmetjo pri kateri je navor sorazmeren sučni konstanti D in kotu zasuka po enačbi M = D.

Zapiši razširjen pogoj mehanskega ravnovesja telesa s silami in momenti.Razširjen pogoj mehanskega ravnovesja zahteva da sta rezultanti vsote navorov in vsote sil enaki 0. F = 0 Navedi in na kratko pojasni primer konkretne uporabe tega pogoja.Pogoj da mora biti vsota momentov enaka 0 uporabimo naprimer pri računanju podpornih sil mostu pri določeni obremenitvi mostu tako, da zapišemo pogoj za eno podporo ter izračunamo podporno silo za drugo in obratno (glej zgled).

Kako se zavrti telo okoli izbrane osi pod vplivom lastne teže ?Telo se zavrti tako, kot da bi bila celotna teža (masa) koncentrirana v težišču telesa (in tam ustvarja vrtilni moment z ročico enako razdalji med težiščem telesa in osjo vrtenja.)Kako imenujemo prijemališče nadomestne koncentrirane sile teže ? To mesto imenujemo težišče telesa.Kako določimo težišče telesa in kaj so težišćnice ?Težišče telesa je presečišče težiščnic. Težiščnice pa so navpične črte skozi pritrdišča mirujočega telesa (glej sliko v knjigi).

Z enačbo zapiši kako določimo težišče sistema večih točkastih teles.xc = ( m1.x1 m2.x2 m3.x3 . . ) (m1 m2 m3 . . . ) Kaj določa enačba in kaj so ostali členi enačbe ?

10

V enačbi je xc koordinata težišča sistema, mi in xi pa so mase in koordinate posameznih točkastih teles.

Opiši dvojico sil. Dvojico sil sestavljata dve vsporedni enako veliki a nasprotno usmerjeni sili F na medsebojni razdalji d, katerih navora se seštevata, sili pa se izničita F +(-F) = 0.Zapiši enačbo navora za dvojico sil.M = F.d, (M = 2.F.d/2)F je velikost posamezne sile, d pa medsebojna razdalja med vsporednima silama, zato predstavlja d/2 ročico posamezne sile.Ali dvojica sil vpliva na gibanje težišča telesa in zakaj ne ?Ne vpliva, ker sta sili v ravnovesju, tako da je rezultanta sil enaka 0, ne pa tudi rezultanta momentov, ki se seštevata in sta vzrok vrtenja.

Zapiši razliko med kroženjem in vrtenjem telesa na osnovi opazovanja gibanja težišča telesa.Pri kroženju se težišče telesa premika po krožnici, pri vrtenju pa se težišče ne premika, saj se telo vrti okrog težišča .

11

Katero stanje zlasti določa mehanske lastnosti snovi ?Mehanske lastnosti snovi so odvisne predvsem od agregatnega stanja snovi.Kako razdelimo snovi glede na agregatna stanja ?Po agregatnem stanju delimo snovi na trdnine in tekočine.Kako delimo tekočine ?Tekočine delimo na kapljevine in pline.Na kratko opiši značilnosti ter razlike med trdninami in tekočinami.Trdnine ohranjajo velikost in obliko, tekočine pa nimajo lastne oblike.Zapiši formulo za gostoto snovi. Kakšna je ta pri homogenih in nehomogenih snoveh ?= m V (kg/m3)Pri homogenih snoveh je gostota konstantna po celem volumnu snovi

Kaj je deformacija trdnine ?Deformacija trdnine je spremeba oblike in velikosti trdine zaradi mehanske obremenitve.Kakšna je sprememba oblike pri plastični in kakšna pri elastični deformaciji ?Pri plastični ali neprožni deformaciji trdnine deformacija po razbremenitvi ostane, pri elastični pa telo po razbremenitvi preide v prvotno stanje. Navedi dve značilni vrsti obremenitve trdnin. Kako deluje sila pri eni in drugi ?Značilni obremenitvi sta tlak in nateg. Pri prvi sila trdnino tlači pri drugi razteza.Napiši osnovni formuli za tlak in nateg (natezno napetost) izraženo s silo in presekom.tlak sile p = F S (N / m2) natezna napetost = F S (N / m2) Katere enote uporabljamo za tlak in katere za nateg ? za tlak uporabljamo Pa, bar za natezno napetost uporabljamo N/m2

Zapiši enoti za tlak z osnovnimi enotami in medsebojno razmerje.1 Pa = 1N/m2, 1 bar = 105 Pa

Zapiši vse enačbe za Hookov zakon raztezka in stisljivosti.relativni raztezek x bnatezna napetost = E.F s (N / m2) relativna sprememba prostornine V V = - PImenuj ter pojasni člene enačb.x - raztezek zaradi natezne obremenitve, b – dolžina paliceE – modul elastičnosti- stisljivost snoviP- sprememba pritiska Kaj je mejna natezna obremenitev ali trdnost snovi m?Mejna natezna obremenitev snovi m je natezna obremenitev pri kateri se predmet raztrga.

Pojasni tlak zunanje sile v tekočini. Ali je različen na različnih mestih ?Tlak zunanje sile nastane zaradi delovanja sile na določeni površini in se prenese po celotnem volumnu tekočine v posodi. Velikost tlaka je enaka v celotnem volumnu tekočine.Z enačbo enakosti pritiska pojasni princip delovanja hidravličnih naprav.P1 = F1 / S1 = P2 = F2 / S2

Na manjši površini ustvarimo z manjšo silo dovolj velik tlak, da ta na večji površini deluje z ustrezno veliko silo.

Zapiši enačbo spremembe pritiska teže tekočinskega stolpca zaradi spremembe višine stolpca.P= g.h (1 Pa = 1 N / m2 ) 1 bar= 105 Pa

12

Pojasni člene enačbe. Koliko se spremeni pritisk zaradi teže vodnega stolpca vsakih 10 m ?sprememba tlaka zaradi teže tekočinskega stolpca - Pgostota tekočine - težnostni pospešek - g; višina tekočinskega stolpca - hTlak teže vode se spremeni za 1 bar vsakih 10 m.Kakšen je zračni tlak na višini morske gladine ? Kako ga merimo ?Zračni tlak na višini morske gladine znaša P0 = 1 bar. Merimo ga z višino živosrebrnega stolpca.Katera dva tlaka moramo upoštevati na določeni globini vode ?Zračni tlak na gladini morja in pritisk teže vodnega stolpca P = P0 + g.hKaj vpliva na nivo tekočine v veznih posodah ? Izenačenje vsote tlakov v različnih krakih vezne posode.Kako deluje nateg ?Na razliko tlakov v dveh krakih.

Na kratko zapiši Arhimedov zakon vzgona po sledečih vprašanjih: katere sile ustvarjajo vzgon, kakšni so velikost, smer in prijemališče sile vzgona.Vzgon je rezultanta sil s katerimi tekočina pritiska na potopljeno telo. Sila vzgona je enaka teži izpodrinjene tekočine zaradi potopljenega dela telesa. Smer vzgona je navzgor, njegovo prijemališče pa je v težišču izpodrinjene tekočine.Zapiši pogoje plavanja na površini, lebdenja in potopitve telesa v tekočini glede na gostoto telesa in tekočine.Telo plava na površini tekočine, če je njegova poprečna gostota manjša od gostote tekočine, lebdi, če sta gostoti enaki in se potopi, če je njegova gostota večja od gostote tekočine.Z enačbo izrazi pogoj plavanja telesa na površini. Razloži kateri volumen upoštevamo v formuli za tekočino in kateri za telo.tg.Vt = pg.Vp (teža izpodrinjene tekočine je enaka teži predmeta)Pri volumnu tekočine Vt upoštevamo volumen potopljenega dela predmeta v tekočini, pri volumnu predmeta Vp pa njegov celoten volumen.

Kako ponazarjamo gibanje tekočin in katero smer kažejo tokovnice ?Gibanje tekočine ponazarjamo s tokovnicami, ki kažejo smer hitrosti.S tokovnicami razloži kdaj je gibanje tekočine stacionarno, kdaj laminarno in kdaj turbulentno.Če se slika tokovnic v času ne spreminja je gibanje tekočine stacionarno. Gibanje je laminarno, če se tokovnice ne prepletajo, sicer je turbulentno.Zapiši enačbo za prostorski tok tekočine, ter pojasni člene.v = V/t = v.S (m3 / s)Prostorski tok v je določen z volumsko spremembo v časovni enoti V/t ali produktom hitrosti in ploščine preseka pretoka v.S . Zapiši enačbo za stacionarni tok ter pojasni na primeru vstopnega in izstopnega toka. v1.S1 = v2.S2

Pri stacionarnem toku je vstopni volumski tok enak izstopnemu.

13

Z osnovno formulo in besedno izrazi kaj je gibalna količina, zapiši.G = m.v (kg.m/s)Gibalna količina telesa je zmnožek njegove mase in hitrosti.Z osnovno formulo in besedno definiraj sunek sile in kaj povzroča, zapiši.F.t = G = G – G0 = m.v – m.v0 (kg.m)Sunek sile je zmnožek sile ter časa delovanja sile na telo. Povzroči spremembo gibalne količine telesa, ki je enaka sunku sile, oziroma razliki nove in začetne gibalne količine telesa.Zapiši enačbo za gibalno količino z upoštevanjem začetne vrednosti in sunka sile.G = G0 + F.t (kg.m)Kaj so v zapisanih formulah skalarji in kaj vektorji ?V formulah so vektorji sila, hitrosti in s tem gibalne količine, skalarja pa sta masa in čas.

Zapiši obe enačbi za silo curka ter ju primerjaj z enačbami za gibalno količino.Silo curka lahko izpeljemo iz enačbe za sunek sile, če jo delimo s časom., ker je sunek sile deljeno s časom sila, masa tekočine deljeno s časom pa je masni pretok.- F = Gt = mt.(v1 – v) (N) sila curka F F = m.(v-v1) (N) masni pretok - m (kg/s); hitrost pred oviro – v; hitrost po srečanju z oviro - v1

Kolikšna je sprememba hitrosti curka če se tekočina odbije nazaj z isto hitrostjo in če se razlije ob oviri pravokotno na smer curka.V prvem primeru je sprememba hitrosti curka enaka dvojni hitrosti curka, v drugem enojni, ker deluje samo komponenta spremembe hitrosti v smeri toka ne pa pravokotno.Zapiši enačbo za silo zračnega upora ter pojasni člene enačbe.Fu= 0,5.Cu..S.v2

gostota zraka - koeficient upora - Cu

površina prečnega preseka ovire - S; hitrost gibanja zraka, ali predmeta skozi zrak - v

Kakšna je skupna gibalna količina sistema večih točkastih teles, ki imajo maso in hitrost ?Enaka je vsoti gibalnih količin posameznih točkastih teles. G = Gi

Kaj pravi zakon o ohranitvi gibalne količine glede te skupne gibalne količine ?Skupna gibalna količina sistema se ohranja, če nanj ne deluje zunanja sila, ali če je rezultanta delujočih zunanjih sil enaka 0. G = Gi = konst.Kaj lahko spremeni gibalno količino sistema ? Zapiši že znano enačbo.Spremembo gibalne količine lahko povzroči sunek sile F.t = G = G - G0 Ali prihaja do sunkov sile in sprememb gibalnih količin posameznih teles sistema brez zunanje sile ? Kako se ohranja gibalna količina sistema v teh primerih? Sunki sile in spremembe gibalnih količin se dogajajo lahko znotraj sistema brez zunanjega sunka sile tako, da med dvema medsebojno delujočima telesoma nastopata v paru dva enako velika sunka sile nasprotnih smeri in dve nasprotno enaki spremembi gibalnih količin.Pojasni pare nasprotno enakih sunkov sile in sprememb gibalne količine.Pri medsebojnem delovanju dveh teles (znotraj sistema) prvo telo deluje na drugo s sunkom sile, drugo pa na prvo z enakim sunkom sile v nasprotni smeri. Zaradi nasprotno enakih sunkov sile pa se obema telesoma spremenita tudi gibalni količini v nasprotno enakih vrednostih. Tako je zadoščeno tudi pogoju ohranitve gibalne količine sistema.Naštej nekaj primerov ohranjanja gibalne količine, zapiši enačbo.Elastičen trk dveh krogel, povratni sunek puške, medsebojni odriv dveh drsalcevm1.v1 + m2.v2 = konst ( je 0 pri strelu iz puške)Kakšna je rezultanta vseh notranjih sil sistema ?Rezultanta vseh notranjih sil sistema je vedno enaka nič.

14

Z upoštevanjem skupne gibalne količine in skupne mase zapiši enačbo za hitrost težišča sistema.vc = G/m = mi.vi / mi

Z upoštevanjem skupnega navora in skupne mase zapiši krajevni vektor težišča sistema.rc = mi.ri / mi

Po Newtonovem zakonu dinamike zapiši enačbo pospeška težišča sistema zaradi zunanje sile.ac = F / m

Definiraj pojem telesa s sistemom točkastih teles.Telo je sistem točkastih teles, ki so tako blizu skupaj, da jih ne ločimo med sabo.Definiraj togo telo. Kakšna je velikost notranjih sil v primerjavi z zunanjimi.Telo je togo če je dovolj trdno da se med gibanjem velikost in oblika ne spreminjata. Notranje sile med deli telesa so večje od zunanjih.S katerima dvema vrstama gibanja lahko sestaviš poljubno gibanje ?Poljubno gibanje lahko sestavimo s translatornim in rotacijskim gibanjem.Definiraj translatorno gibanje telesa.Vsi deli telesa se gibljejo z enako hitrostjo in enakim pospeškom.Definiraj rotacijo (vrtenje) telesa.Vsi deli telesa krožijo z enako kotno hitrostjo.

Zapiši enačbo Newtonovega zakona dinamike za vrtenje togega telesa in pojasni člene ter zapiši enote posameznih členov. Poišči sličnosti z osnovnim Newtnovim zakonom dinamike.M = J.m)vrtilni moment sile - M m)vstrajnostni moment - J kgm2) kotni pospešek - rad / s2)Vrtilni moment, ki deluje na telo z vstrajnostnim momentom povzroča pospešek / pojemek vrtenja telesa v času trajanja momentaZvezo med vrtilnim momentom M (navorom sile), vstrajnostnim momentom J in kotnim pospeškom podaja enačba, ki je analogna enačbi Newtonovega zakona dinamike: F/M, m/J in a/.Dodaj že znani enačbi za navor sile zaradi ročice ter kotni pospešek.M = F.r, =t Kaj povzroča navor pri togem telesu ? Kakšno je vrtenje pri stalnem navoru ?Navor ali vrtilni moment povzroča pri togem telesu vrtenje. Pri stalnem navoru je vrtenje enakomerno pospešeno / pojemajoče s kotnim pospeškom / pojemkom Kakšna lastnost je vstrajnostni moment ? Vstrajnostni moment je geometrijska lastnost vrtljivega telesa.Zapiši enačbi izračuna vstrajnostnega momenta za tanek obroč in za valj.za tanek obroč določimo J po enačbi : J = m.R2

za valj pa ima J enačbo : J = 0,5.m.R2

Kdaj je telo v mehanskem ravnovesju ?Telo je v mehanskem ravnovesju če sta rezultanti zunanjih sil in zunanjih navorov enaki nič.Zapiši pogoj mehanskega ravnovesja z rezultanto sil in rezultanto navorov, ki delujejo na telo.F = 0in M = 0Kakšna sta tedaj pospešek in kotni pospešek.Tedaj sta pospešek in kotni pospešek enaka 0.Kako bi opisal zakon vstrajnosti za vrtenje ?Telo vstraja v vrtenju z enakomerno kotno hitrostjo, ali miruje če nanj ne deluje noben vrtilni moment, ali če je vsota delujočih navorov enaka nič.

15

Zapiši enačbe, merske enote, ter pojasni člene enačb za vrtilno količino, sunek navora, spremembo vrtilne količine. Poišči sličnost z enačbami za gibalno količino ter sunek sile.J.(kgm2/s)M.t = J.((kgm2)M.t (kgm2/s)vrtilna količina - (kgm2/s)sunek navora - M.t (kgm2) sprememba vrtilne količine - (kgm2/s)vstrajnostni moment - J kgm2) , kotna hitrost - rad /s)Vrtilna količina analogno ustreza gibalni količini, sunek sile sunku momenta ali navora, kotna hitrost ustreza hitrosti in vstrajnostni moment ustreza masi. S poznavanjem ene skupine enačb znamo zapisati tudi drugo skupino enačb.Kaj pravi zakon o ohranitvi vrtilne količine ? Brez zunanjega sunka navora telo ohranja vrtilno količino.

16