⚖️ Jõud: mass, raskusjõud ja resultantjõud
F = m · g, resultantjõud ja Newtoni I seadus.
Teooria, tähised ja eluline näide
Mass (kg), raskusjõud (N) ja raskuskiirendus g
Jõud: mass ja raskusjõud
Näitab keha inertsust ehk seda, kui palju ainet kehas on. Mass ei muutu mitte kunagi: isegi kosmoses on sinu mass sama!
Jõud, millega Maa (või muu planeet) tõmbab keha enda poole. Suund on alati otse alla: tähistame noolega (vektoriga).
Näitab, kui tugevalt planeet kehi tõmbab. Maal g ≈ 9,8 N/kg, ülesannetes kasutame sageli 10 N/kg.
Maal kasutame ülesannetes tihti g = 10 N/kg.
🎓 Gümnaasiumile
Raskuskiirenduse ühikuna näed sageli ka m/s². N/kg ja m/s² on sama asi: 1 N/kg = 1 m/s². Eksami andmelehel võib olla kumb tahes.
Nipp: kaal ja mass ei ole sama! Mass (kg) näitab, kui palju ainet kehas on: see ei muutu. Kaalud näitavad tegelikult raskusjõudu (N), aga kuvavad kilogramme. Kuul ja Maal on sinu mass sama, aga raskusjõud erinev.
Sinu mass on Maal ja Kuul täpselt sama (näiteks 60 kg). Kuid Kuu peal oled sa palju „kergem“, sest Kuu tõmbab nõrgemini: raskusjõud on seal umbes 6 korda väiksem.
Tähiste treening
Vii kokku kirjeldus ja õige tähis
Tähiste treening
Vajuta iga kirjelduse all olevale õigele tähisele.
Näidisülesanne: koolikott laual
Samm-sammult lahendus pildiga
Puust ja punaseks: näidisülesanne
- 1. Andmedm = 5 kg, g = 10 N/kg
- 2. ValemF = m · g
- 3. ArvutusF = 5 · 10 = 50 N
- 4. Vastus
Koolikotile mõjub raskusjõud 50 N.
Lennuki jõudude labor: tasakaal ja resultantjõud
Neli jõudu: tõstejõud, raskusjõud, veojõud ja õhutakistus
Lennuki jõudude labor: tasakaal ja resultantjõud
Muuda nelja jõudu ja vaata, mis lennukiga juhtub. Kui kõik jõud on tasakaalus, on resultantjõud null (Newtoni I seadus).
↕️ Vertikaalsed jõud
↔️ Horisontaalsed jõud
⚖️ JÕUD ON TASAKAALUS!
Lennuk lendab ühtlase kiirusega otse (resultantjõud on 0).
FÜÜSIKAVALEM: Resultantjõud
Samasuunalised jõud liidetakse
Vastassuunalised jõud lahutatakse
Kui jõud on samas suunas, liidetakse. Kui vastassuunas, lahutatakse (suuremast väiksem). Kui resultantjõud on null, on jõud tasakaalus: see ongi Newtoni I seadus. Siin tähistavad F1 ja F2 üksikjõude, ühikuks võib olla N või kN.
FÜÜSIKAVALEM: Kuidas lennuk lendab?
- Raskusjõud: Maa gravitatsioon tõmbab lennukit alla. Raskusjõud pole suvaline arv: see arvutatakse valemiga F = m · g (lennuki mass korrutatud raskuskiirendusega). Mida raskem lennuk, seda suurem raskusjõud.
- Tõstejõud: tekib tiibade erilise kuju tõttu ja lükkab lennukit üles.
- Veojõud: mootorite tekitatud lükkejõud edasisuunas.
- Õhutakistus: õhu hõõrdumine, mis pidurdab liikumist.
Vedrulabor: elastsusjõud ja Hooke'i seadus
F = k · Δl, tasakaal raskusjõu ja elastsusjõu vahel
Elastsusjõud ja Hooke'i seadus
Jõud, mis tekib keha deformatsioonil (kuju muutumisel) ja püüab taastada keha esialgset kuju. Suunatud alati venitamise või surumise vastassuunas.
Näitab, kui jäik on vedru: kui suurt jõudu on vaja vedru ühikulise pikenemise saavutamiseks. Suurem k tähendab jäigemat vedru.
Elastsusjõud on võrdeline vedru pikenemise (või lühenemise) suurusega. Δl on vedru pikenemine meetrites.
Δl (delta-ell) on vedru pikenemine meetrites. Kui F on njuutonites ja k on N/m, saad Δl meetrites.
🎓 Gümnaasiumile
Hooke'i seadus kehtib vaid elastsuse piirini. Kui vedru venitatakse liiga pikaks, tekib plastne deformatsioon ja vedru ei taasta enam oma algset kuju.
Tasakaaluolek: raskusjõud = elastsusjõud
Fraskus = m · g = 0 · 10 = 0 N
Δl = F / k = 0 / 50 = 0.00 meetrit
Riputa vedru otsa raskus, et näha, kuidas elastsusjõud tekib keha kuju muutumisel (deformatsioonil).
Resultantjõu treening
Liida samasuunalised jõud ja lahuta vastassuunalised jõud
Resultantjõu arvutamine
FÜÜSIKAVALEM: Resultantjõud
Samasuunalised jõud liidetakse
Vastassuunalised jõud lahutatakse
Kui jõud on samas suunas, liidetakse. Kui vastassuunas, lahutatakse (suuremast väiksem). Kui resultantjõud on null, on jõud tasakaalus: see ongi Newtoni I seadus. Siin tähistavad F1 ja F2 üksikjõude, ühikuks võib olla N või kN.
Kangi tasakaal ja lihtmehhanismid
Jõuõlg l, jõumoment M = F · l ja tasakaalu tingimus
Kangi tasakaal ja lihtmehhanismid
Kaugus toetuspunktist jõu mõjusirgeni. Mida kaugemal toetuspunktist jõud mõjub, seda pikem on jõuõlg.
Jõu ja jõuõla korrutis, mis iseloomustab jõu pööravat mõju: M = F · l. Mida suurem moment, seda tugevamini jõud keha pöörab.
Kang on tasakaalus, kui päripäeva pööravate jõudude moment on võrdne vastupäeva pööravate jõudude momendiga.
Väike jõud pika õlaga suudab tasakaalustada suure jõu lühikese õlaga: nii töötavad kang, käärid ja kiik.
Kiigelabor: kangi tasakaal
Katseta jõuõlgadega ja leia tasakaal
Kiigelabor
Toetuspunkt on keskel. Suurema jõumomendiga pool vajub alla.
Sinu isiklik treening
5 ülesannet koos sõbraliku tagasisidega
Tere! 👋
Eksamisimulatsioon
Päris eksamiküsimused 2022 ja 2023 eksamitelt