VÝSLEDKY ÚLOH FYZIKA 1: (uváděné názvy jsou pro orientaci názvy předchozích odstavců)

Transkript

1 VÝSLEDKY ÚLOH FYZIKA : (uváděné názvy jsou pro orientaci názvy předchozích odstavců) ZÁZNAM POHYBU. sedadlo ve vagonu, sousední vagon, cestující sedící ve vagonu,. řidič jedoucího autoobilu, chodec jdoucí ulicí,. příočarý, křivočarý, příočarý, křivočarý, příočarý OKAMŽITÁ RYHLOST. 5 /s, 54 k/h. (9 /s, k/h; 5 /s, 55 k/h; 7 7 /s, 8 k/h s 6,. v, / s t s s (4,5 4,) 4. v / s k / h t,s 5. k + k 4 k v p 94 k/h,45h h + h 8 Důležité upozornění! Průěrnou rychlost nelze počítat jako aritetický průěr rychlostí!! v hybný je tedy výpočet + v k/h + 8 k/h v p 9 k/h 6. a) rovnoěrně, klid, rovnoěrně b) /s, /s, 5 /s c) 5 /s, 8, /s,,5 /s, /s d) O trajektorii graf nevypovídá. e) V čase t 6 s bylo těleso vzdáleno 5 od startu. 7. a) Autoobil graf b, traktor graf a. b) Obě vozidla stejnou dobu hodiny. c) Autoobil k, traktor 6 k. d) Autoobil 6 k/h, traktor k/h. e) Autoobil předjel traktor za h 6 k od startu. f) Autoobil byl na startu, traktor k před ní. ZRYHLENÍ. a) v AUTO v YKLISTA k/h, v HODE 5 k/h b) yklista íjel stojící auto po hodinách své jízdy. c)

2 . Δs 4 k 4 Δt h + h h 5 in s 6 4 v p 4,8 k/h v p 4,8 k/h, /s.. Od. do. sekundy jel vozík rovnoěrně rychlostí /s. Od. do 6. sekundy stál vozík na ístě. 4. Od. do. sekundy se kulička koulela zrychleně tak, že na konci. s ěla rychlost 6 /s. Zrychlení v toto úseku bylo 6 /s : s /s. Za tyto s urazila dráhu s, Od. do 6. sekundy se koulela rovnoěrně rychlostí 6 /s a urazila dráhu s s s v t t v a) vpravo od počátku P b) s c) v /s d) s (těleso stálo s na ístě 5 od počátku) e) v,5 /s f) v p 4 / s 4 /s vzdálenost od Prahy k 6 b) doba setkání,5 h od startu c) ísto setkání k od Prahy 5 4 chodec cyklista 8. čas,5,5,5 h ísto setkání 8 od startu poalejšího s rychlejší autíčko poalejší autíčko t s doba setkání 8 s po startu poalejšího

3 v 9 k/h 9 / 6s 9. a,5 /s t s s. 5 čas ( s ) rychlost ( /s ) dráha ( ) rychlost /s čas s

4 . a) Klid (v /s) v časech s, 8 s, s. b) Rychlost stálá ( /s) v časové úseku (4 s až 6 s ). c) Dráha v časové úseku (4 s až 6 s ) /s s sěre vpravo (rychlost kladná, ploška obdélníka nad osou času) d) Maxiální rychlost ( /s ) v časové úseku (4 s až 6 s ). v /s e) Zrychlení po startu ( s až 4 s) a,5 /s. t 4s f) Dráha v časové úseku ( s až 4 s ) s,5 /s 4 s sěre vpravo (rychlost kladná, ploška trojúhelníka nad osou času). g) Zpoaleně sěre doprava, rychlost klesala z /s na /s. h) Zrychleně sěre vlevo, rychlost se ěnila z /s na - /s. i) Zpoaleně sěre vlevo, rychlost se ěnila z - /s na /s. j) t MAX 8 s uražená dráha 5 (těleso se do 8. s pohybovalo stále vpravo, od 8. sekundy do. s se vracelo k počátku). k) Na konci. s bylo 46 vpravo od počátku (5 doprava 4 doleva). l) elková uražená dráha 54 [těleso urazilo do 8. s dráhu ( + + ) vpravo, pak od 8. s do. s ( + ) zpět vlevo tj. celke 54 ]. s ( + + ) ) Průěrná rychlost pohybu v p (/s) od startu do 8. s v p 6,5 /s t 8s MĚŘENÍ SÍLY. 7 N, 4,5 N,,75 N, 5 N, 7 N.,7 kg 7 g, 45 kg 45 g, 75 kg 75 g 4,5 kg 5 g 5 7 kg 7 g. F 4, N,4 N F 8,4 µn, 8 4 N F,6 N, 6 N 4. F kg /s N kn, MN F kg /s N kn, MN F 5 kg /s 5 N,5 kn F 4,4 kg /s 4 N F 5, 55 kg /s,55 N 55 N F 6, 65 kg /s,6 5 N 6,5 N 5. 6 N F 6, 8 kg /s, 8 N,8 N 8 µn ROZKLAD SÍLY VE SLOŽKY. F VYSLEDNA 4 kn. F VYSLEDNA N. F VYSLEDNA 5 N N 4 N, ve sěru největší síly. Ostatní síly se ruší F POHYB 4 N FFF NADLEHOAI N 6. F POHYB 4 N FFF TLAKOVA N Výhodnější je sáňky táhnout, je enší tření. 4

5 F POHYB 47 N F POHYB 49 N F TLAK N (dolů) F TLAK 9 N (nadlehčení) NEWTONŮV GRAVITAČNÍ ZÁKON. F A 4 x 7 nn 88 nn, F 88 nn : 9 nn, F D 88 nn: 6 8 nn. Křivka, jejíž hodnoty klesají s druhou ocninou r. [ 6, 6 : 4 9, 6 : 9 4 (B)] TŘENÍ. a) Olejování ložisek, žehlení ledu při hokeji, tvarování karoserií aut b) Posyp chodníků při náledí, kalafunování syčce, ziní pneuatiky. a) F TRENI f F PRITLAK,5 N 5 N (síla neění přítlak saotné bedny) b) F TRENI,5 ( N + N) N ( složka zvětšuje o N přítlak saotné bedny) c) F TRENI,5 ( N - N) N (složka zenšuje o N přítlak saotné bedny) Přírůstky ke gravitační síle jse určili rozklade síly dělníka na vodorovnou a svislou složku N 4 N N 4 N. F POHYB 4 N F TLAK 55 N F TRENI N F ZRYHLENI N. 5

6 MOMENT SÍLY. M F a N,4 4 N. M A /N M B /N M /N M D /N M ELK /N kotouč č. 4 kotouč č kotouč č kotouč č , -4 kotouč č kotouč č kotouč č kotouč č M UZAVER M RUKA F UZAVER F RUKA a RUKA /a uzaver F UZAVER,9 /,5 N N 4. M DELNIK M ZEMINA F DELNIK a DELNIK F ZEMINA a ZEMINA F DELNIK F ZEMINA (a ZEMINA / a DELNIK ) F DELNIK N (/4) 5 N 5. oent dlaně oent čelisti F ELISTI a ELISTI F DLAN a DLAN F ELISTI (F DLAN a DLAN ) : a ELISTI (6,4):, 8 N 6. rovnováha :,, 4, 6 TÍHA A BEZTÍŽNÝ STAV. TŘETÍ NEWTONŮV POHYBOVÝ ZÁKON. Rovnoěrně se pohybuje těleso (), na které se působící síly ruší.. Třetí síla usí vyrušit výslednici dvou vyobrazených sil.. 5 kg F N F GPOVRH g kg /s N 4 ZEME DRUZIE 5,98 FG 4 κ 6,67 N 87N ( r + h) (678+ 4) ZEME F G4 : F GPOVRH 8 7 N : N,87 (87%) a F N : 5 kg,4 /s 4. 5 kg v a 8 /s : 6 s, /s t F a 5 kg, /s 75 N 75 MN 6

7 5. F 4 N a 6 /s a F 4 N : 6 /s,4 kg 4 g 6., kg F 4 N t, s a F 4 N :, kg /s F a 4 N,kg /s v a t /s, s /s 7. Zákon akce a reakce (D) 8. Zákon akce a reakce (D) ÚČINNOST. W F s ( J, J, 5 J.,5 J, J). 8 kg F g 8 N 8 N W W F s s 6J W 6 J s,9 F 8 N s.?. s W 8 J W 8 W F s F F N F.? s 4. W 9 N,8 kj P W t 8 J : s 6 W 5. kg s 5 f,5 F? W? F g f,5 N 7 N W F s ( g f) s W,5 5 J 5 J 5 kj 6. kg s 5 F? W? η? W g h 5 J J P W η % P 5 W P W / t W 7

8 TLAK KAPALIN Příklad v textu HYDROSTATIKÉ PARADOXON. h voda 4 c tlak vody na rozhraní tlak oleje na rozhraní voda kg/ h olej 5 c hvoda voda g holej olej g olej..? hvoda voda g olej h g. RTUT 7 kg/ VODA kg/ h RTUT 76,76 h VODA 4 c,4, g /s p? kapalina výška hustota kg/ tlak u dna Pa plocha dna síla na dno N voda,, olej,4 95 8, 8 benzín, 77, glycerol,5 6 9, 9 rtuť, 5 7, 7 olej olej h voda h olej voda 4 c kg/ 5 c Tlak pod vodní hladinou je dán součte hydrostatického tlaku vody v dané hloubce a atosférického tlaku působícího na hladinu, jež je udán tlake rtuťového sloupce. p h VODA VODA g + h RTUT RTUT g 4 Pa + 4 Pa 8 Pa 8 kg/. VODA kg/ g /s p Pa S d, h? F? V? p a ) p h g h g b ) F S p, N N c ) V S h,, h,, litr 4. Vypočtee tlak uprostřed ponořené plochy a plochu na níž tlak působí. 6 6 p h g 6 kg/ /s 6 MPa F S PONORENA PLOHA VRAT p 7 N 7, MN ARHIMÉDŮV ZÁKON. 5 kg VODA kg / g /s V ARH.? Při plavání platí: gravitační síla působící na sud vztlaková síla na sud podle Archiédova zákona: gravitační síla na sud gravitační síla na Archiédův sud 8

9 g V ARH VODA g VODA V ARH V ARH 5 kg / kg /,5 5 l.. Poleno plave vztlaková síla působící na poleno gravitační síla působící na poleno F ARHIMÉDOVA g 5 kg /s 5 N. Když kostka plave tak platí: gravitační síla působící na kostku F ARHIMÉDOVA na kostku,8v gravitační síla působící na kostku gravitační síla na Archiédovu kostku K VODA K,8 kg/ VK V K K g,8v VODA VODA g 8kg/ 4. Nejdříve vypočítáe obje těla V LOVEK o hotnosti 8 kg Ze vztahu pro hustotu LOVEK LOVEK 8 LOVEK VLOVEK,78. VLOVEK LOVEK Podle zákona akce a reakce: síla kterou působí voda na člověka síla kterou působí člověk na vodu F TLAKOVA SILA NA DNO F ARHIMÉDOVA F TLAKOVA SILA NA DNO V LOVEK VODA g,78 kg/ /s 5. a) VOR V VOR VOR 5 4,5 kg/ kg b) podínka plavání : Archiédova vztlaková síla gravitační síla na vor 5. 4 h VODA g VOR g h,5 5 c) celková gravitační síla na vor Archiédova síla při axiální ponoru ELK g V ARH VODA g ELK V ARH VODA 5 kg/ 5 kg axiální hotnost nákladu NAKLAD ELK VOR 49 kg Pozn. Jednodušší řešení: při ponoru 5 zatížení kg při ponoru 5 MAX MAX 5 kg 5 kg Z toho připadá kg na hotnost voru, na náklad zbývá 49 kg. 6. gravitační síla působící na balon vztlaková Archiédova síla g + V t g V a g + V t V a V V t V a - t a V, kg/ 48 kg t,96 kg/ 78 N Z grafu přečtee že hustoty,96 kg/ dosahuje vzduch při teplotě t o. t 9

10 HRAJEME SI S TLAKEM VZDUHU. r,5 p A Pa F? S π r,5 F p S Pa,5 5 N. Archiédův zákon F V g hustotu vzduchu v nadořských výškách čtee z grafu. F a 4,5 kg/ /s a) F a 5 N b) F b 6 N c) F c 4 N VÝVĚVY ČERPADLA NA VZDUH. tlak sloupce glycerolu tlak vzduchu. Tlakové síly atosféry se vzájeně ruší. F N. Ve vakuové kooře osobu nebude nadlehčovat Archiédova vztlaková síla. To se projeví zvýšený údaje vah. F ARH TELO 8 VTELO VZDUH g VZDUH g,5 N N +,kg SPLNĚNÝ LIDSKÝ SEN TELO. Větší hloubka větší tlakové síly, výsledná síla íří vzhůru, hotnost a tedy gravitační síla působící na balónky je různá.. kg KŘEMÍK 8 kg/ VODA kg/ VZDUH, kg/ g /s V VÁLE VÁLE h h KŘEMÍK p GLY GLY GLY p GLY p ATM GLY g p ATM g ATM 6 : 8,4 8 V VALE? F ARHVOVA? F ARHVZDUH? F ARHVODA ARHVODA g V VÁLE VODA g VÁLE VODA g 8 KŘEMÍK Vztlaková síla na křeíkový válec ve vodě á velikost 4, N N 4, N F ARHVZDUH ARHVZDUH g V VÁLE VZDUH g VÁLE KŘEMÍK Vztlaková síla na křeíkový válec ve vzduchu á velikost,56 N TLAK VYVOLANÝ STLAČENÍM KAPALINY VNĚJŠÍ SILOU. Podle Pascalova zákona : F S F F S F π r F r 45 N,, F N S S π r r VZDUH g.56 N 45 N

11 . obje kapaliny posunuté alý píste obje kapaliny posunuté velký píste S s S s S π r s,,5, π r 5 Z výsledku je zřejé, že alý píst usí být součástí čerpadla, vhánějící do zvedáku kapalinu ze zásobníku. Současně výsledek ukazuje, že práce alého pístu 45 N 5 je stejná jako práce velkého pístu 45 N,5. TLAK V PROUDÍÍH KAPALINÁH. Míč zatáčí vpravo. V ístě H vzduch proudí enší tlak vzduchu U hladiny kapaliny v nádobě je vzduch v klidu větší tlak vzduchu Větší spodní tlak vytlačuje vodu z trubičky a proud vzduchu z úst ji rozprašuje. ZÁŘÍÍ ATOMY. těžký vodík, heliu, lithiu. Převládá voda (H O ) vodík. (8 + 5) : ( + ) 5 4. I. Newtonův pohybový zákon setrvačnosti: nulová síly rovnoěrný příočarý pohyb OBJEMOVÁ TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST. Δl α l Δt - l -7. α Al. -6 /. c,, c,, c,, c, β. -6 / α. 4., l α Zn l Δt Δt,/ α Zn 4,5 5. d) TEPLOTA A JEJÍ MĚŘENÍ. 45, 6,. 8,8. Rtuť je už tuhá, teplota tání rtuti je 9. TEPLOTNÍ STUPNIE b). c). t - T 5 K, T K t -7.

12 4. Δt 5 ΔT 5 K 5. T K je údaj o teplotě (-7 ). ΔT K je údaj o zěně teploty např. o vzrůstu z 77 K na 77 K. T K t -7, TEPLO. Q c Δt 8.4 MJ ΔT K Δt. hotnost kapaliny, její ěrná tepelná kapacita, přírůstek teploty. a) Q P t W s 6 J c b) Q g h h 4 Q T 4. úbytek polohové gravitační energie teplo na zahřátí vody g Δh c Δt kj, 4 Δt,7 5. Q c Δt, z grafu čtee Q 4 J,, kg, Δt 5 c 6. V 5,8 kg/ t 5 o.? Q.? VÝMĚNA TEPLA MEZI TĚLESY KALORIMETRIKÁ ROVNIE. ( ) ( ) c t t c t t a) b) c c t t t t e) t c ( t t ) + c t f) c ( ) ( ) c c) c ( t t) ( t t ) d) c t c ( t t) g) c t c c Q,4 t ( t t) ( t t ) c t + c t t c + c. Podle kalorietrické rovnice: c t t) c ( t t ) c MOSAZ VODA c MOSAZ V VODA ( t t) J 7 ( t t ) VODA. Podle kalorietrické rovnice: TEPLY c VODA (t t) STUDENY c VODA (t t ) SKUPENSKÉ PŘEMĚNY Q c t Q 44,8 kg 5 5,8 kg/ 44,8 kg J 5 5 kj. hotnost vody 5 kg. ěrná tepelná kapacita vody c VODA 4 J teplota horké vody t o ěrné skupenské teplo varu vody l VARU 6 J VODA ( MOSAZ MOSAZ ( t t) ( t t ) TEPLY STUDENY,5 kg kj

13 ěrná tepelná kapacita páry c PARA J výsledná teplota páry t o Q? Pro předané teplo Q platí: Q teplo na ohřev vody z na + teplo na vyvaření vody + teplo na ohřev páry z o na o Q c VODA (t ) + l VARU + c PARA (t t ) Q 5 4 J J J,6 MJ 4 MJ. hotnost horké vody kg. hotnost ledu,5 kg teplota horké vody t o teplota ledu t - o ěrné skupenské teplo tání ledu l TANI ěrná tepelná kapacita vody c 4 J ěrná tepelná kapacita ledu c J výsledná teplota t.? kj kg Pro předané teplo platí: teplo předané vroucí vodou teplo na zahřátí ledu + teplo na tavení ledu + teplo na zahřátí roztáté vody c (t t ) c ( t ) + l TANI + c (t ) t c t + c t l c + c TANI 4 +,5 ( ),5 4+, a) o, 44 o b) 7 J, 7 J kj kj c) 8, 8 kg kg 4. př. Mont Blanc 48 n,. tlak 55 kpa, teplota varu vody 8 o