Kinematiikka ja dynamiikka
Suureet ja yksiköt
Mikä on fysikaalinen suure ja yksikkö, SI-järjestelmä, etuliitteet mikrosta gigaan, kymmenpotenssit ja yksiköiden muuntaminen, myös km/h muotoon m/s. Laskurin kanssa.
Skalaari- ja vektorisuureet
Miten skalaari eroaa vektorista, miten vektoreita lasketaan yhteen ja kerrotaan luvulla ja miten ne jaetaan komponentteihin sinin, kosinin ja Pythagoraan lauseen avulla.
Liike ja lepo
Miksi liike ja lepo ovat suhteellisia, mikä on vertailujärjestelmä, massapiste ja rata, mikä ero on matkalla ja siirtymällä ja miten liikkeet jaetaan.
Nopeus
Mitä nopeus on ja miten se lasketaan, keskinopeus ja hetkellinen nopeus, miksi 60 menomatkalla ja 40 takaisin ei anna keskiarvoa 50 ja miksi nopeus on vektori. Laskurin kanssa.
Tasainen suoraviivainen liike
Liike vakionopeudella suoraa pitkin: kaavat s = v·t ja s = s₀ + v·t, miksi matkan kuvaaja on suora, jonka jyrkkyys on nopeus, ja miten matka luetaan nopeuden kuvaajasta.
Näin ratkaiset kinematiikan ja dynamiikan tehtäviä
Fysiikan tehtävän ratkaisu vaihe vaiheelta: tehtävänannon kirjaaminen, yksiköiden muuntaminen, havainnekuva, yleinen ratkaisu, yksiköiden tarkistus, tuloksen arviointi ja tyypilliset virheet.
Sanallisia liiketehtäviä
Miten sanalliset liiketehtävät ratkaistaan: kaksi autoa toisiaan vastaan, kiinniotto, juna tunnelissa ja laiva myötävirtaan ja vastavirtaan. Ratkaisu yhtälöllä ja kuvaajien leikkauspisteellä.
Kiihtyvyys
Mitä kiihtyvyys on ja miksi se mitataan yksiköllä m/s². Kaava a = Δv/Δt, kiihdytys ja jarrutus, kiihtyvyys kaarteessa liikenneympyrän esimerkillä sekä g-voima g:n monikertoina.
Tasaisesti kiihtyvä liike
Liike vakiokiihtyvyydellä: kaavat v = v₀ + at ja s = v₀t + ½at² nopeuden kuvaajan alla olevasta alasta, matkan kuvaaja paraabelina ja yhteys v² = v₀² + 2as.
Jarrutus ja jarrutusmatka
Mihin auto pysähtyy: reaktiomatka, jarrutusmatka ja pysähtymismatka. Miksi kaksinkertainen nopeus tarkoittaa nelinkertaista jarrutusmatkaa. Laskuri.
Vapaa pudotus
Miksi vasara ja höyhen putoavat Kuussa yhtä nopeasti. Vapaa pudotus kiihtyvyydellä g, nopeuden ja korkeuden kaavat, kaivo, hyppy tornista ja laskuri.
Liikkeiden yhdistäminen
Miten liikkeet yhdistetään: kävely rullaportaissa, virran mukanaan kuljettama vene joen yli ja vinosti satava sade autosta nähtynä. Liikkeiden riippumattomuuden periaate ja laskut vaihe vaiheelta.
Tasainen ympyräliike
Miten ympyräliikettä kuvataan: jaksonaika ja taajuus, kulma radiaaneina, kulmanopeus ja yhteys v = ωr. Miksi karusellin reuna kulkee nopeammin kuin keskuksen lähellä olevat paikat.
Keskeiskiihtyvyys
Miksi ympyrällä kulkevalla kappaleella on kiihtyvyys, vaikka se kulkee koko ajan yhtä nopeasti. Kaava a = v²/r = ω²r, sen johtaminen kuvasta sekä esimerkit kaarteesta, Maasta ja pesukoneesta.
Voima
Mikä on voima, kuinka suuri on yksi newton ja miten voimia yhdistetään ja jaetaan osiin. Resultantti, voimien tasapaino ja miksi lampun vaijeria ei saa vedettyä suoraksi.
Newtonin ensimmäinen laki
Jatkavuuden laki: miksi kappale, johon ei vaikuta kokonaisvoimaa, pysyy paikallaan tai liikkuu tasaisesti suoraviivaisesti. Bussi, liina astioiden alla, turvavyöt ja inertiaalijärjestelmä.
Newtonin toinen laki
Voiman laki F = m · a: miten kiihtyvyys lasketaan voimasta ja massasta ja päinvastoin. Massa hitauden mittana, newtonin määritelmä ja miksi raskas ja kevyt putoavat yhtä nopeasti.
Newtonin kolmas laki
Voiman ja vastavoiman laki: miksi voimat syntyvät aina pareittain kahteen eri kappaleeseen. Hevosen ja kärryjen paradoksi, kävely, uiminen, raketti ja kirja pöydällä.
Paino ja näennäinen paino
Massan ja painon ero, painon kaava, mitä kylpyhuoneen vaaka näyttää, tukivoima ja miksi ihminen on ylöspäin lähtevässä hississä raskaampi.
Liikemäärä ja impulssi
Mitä ovat liikemäärä p = m · v ja voiman impulssi F · Δt. Miksi turvatyyny, pehmeä alusta ja rennot kädet pienentävät törmäysvoimaa ja miten Newtonin toinen laki kirjoitetaan liikemäärän avulla.
Liikemäärän säilymislaki
Miksi eristetyn systeemin kokonaisliikemäärä ei muutu. Johto Newtonin kolmannesta laista, kiväärin takaisku, luistelijat, vaunujen törmäys ja raketti.
Kitka
Lepokitka ja liikekitka, kitkavoiman kaava ja kitkakertoimien taulukko. Miksi kaappi on vaikeampi saada liikkeelle kuin liikuttaa, mihin pyöriä tarvitaan ja mistä hidastuvuus jarrutettaessa tulee.
Kalteva taso
Miten paino jaetaan komponentteihin kaltevalla tasolla, kuinka suuri on kelkan kiihtyvyys mäessä kitkan kanssa ja ilman sitä ja milloin kappale pysyy paikallaan. Esimerkki vaihe vaiheelta.
Keskeisvoima
Mikä pitää kappaleen ympyräradalla ja kuinka suurella voimalla. Kaava F = mv²/r, naruun sidottu kivi, auto kaarteessa, suurin nopeus pinnan mukaan ja kallistetut kaarteet.
Hitausvoimat
Mitä ovat hitausvoima ja keskipakoisvoima, miksi ne tuntee vain kyydissä oleva ja miksi kuvaus ulkoa ja sisältä antaa saman tuloksen. Juna, hissi ja karuselli.
Ratkaistuja kinematiikan tehtäviä
Kolmetoista ratkaistua kinematiikan tehtävää vaihe vaiheelta: matka ja siirtymä, keskinopeus, kiihtyvyys, jarrutusmatka, vapaa pudotus, ympyräliike ja kuvaajan lukeminen.
Ratkaistuja dynamiikan tehtäviä
Kolmetoista ratkaistua dynamiikan tehtävää vaihe vaiheelta: voimien yhdistäminen, Newtonin lait, hissi, liikemäärä ja törmäykset, kitka, kalteva taso, kaarre ja hitausvoima.
