IV voor. 15. märts 1999. a.

Füüsikaülesannete lahendused


1. ülesanne

Andmed: v1 = 20 m/s, v2 = 24 m/s, v3 = 28 m/s, s1 = 400 m, s2 = 100 m

Leida: l = ?, sS = ?

Lahendus:

1) Leiame ajavahemiku, mis kulub sõiduautol bussi kõrvale jõudmiseks. Lähtume kiiruse valemist

v = s / t.

Vaatleme sõiduauto liikumist bussi suhtes. Buss seisaks nagu paigal ja sõiduauto läheneks bussile kiirusega

vS = v3 - v2,

vS = 28 m/s - 24 m/s = 4 m/s.

Seega jõuab sõiduauto bussi kõrvale ajavahemiku t = s2 / vS jooksul.

t = 100 m / 4 m/s = 25 s.

Et leida, kui kaugel on buss veoautost sel hetkel, kui sõiduauto jõuab bussi kõrvale, arvutame bussi kiiruse veoauto suhtes vB = v2 - v1,

vB = 24 m/s - 20 m/s = 4 m/s.

Seega vaadeldud ajavahemiku jooksul läheneb buss veoautole teepikkuse sB = vB · t võrra.

sB = 4 m/s · 25 s = 100 m.

Bussi kaugus veoautost on seega l = s1 - sB ja

l = 400 m - 100 m = 300 m.

Et leida, kui pika tee läbis sõiduauto kuni jõudis bussi kõrvale, vaatleme sõiduauto liikumist Maa suhtes sS = v3 · t;

SS = 28 m/s . 25 s = 700 m.

Vastus: Hetkel, mil sõiduauto möödub bussist, on buss veoautost 300 m kaugusel; sõiduauto läbib bussi kõrvale jõudmiseni teepikkuse 700 m. 

2. ülesanne

Paadist vette visatud päästerõngas liigub allavoolu kiirusega, mis võrdub veevoolu kiirusega jões. Kui paadi kiirust vaadelda kalda suhtes, siis allavoolu liikuva paadi kiirus on suurem kui vastuvoolu liikuva paadi kiirus, sest veevool kannab paati endaga kaasa. Kui aga paadi liikumist vaadelda päästerõnga suhtes, siis juhul kui nii allavoolu kui ka vastuvoolu liikuva paadi mootor töötab sama võimsusega, on paadi kiirus allavoolu ja vastuvoolu sõites sama väärtusega.

Kiiremini sõitev paat jõuab veerand tunniga päästerõngast küll kaugemale, kuid kuna selle paadi kiirus on suurem kui teise paadi kiirus, jõuavad nad pärast ümberpööramist päästerõngani samaaegselt.

3. ülesanne

Karastatud ja karastamata terasest kuulikeste eristamiseks pakuti mitmeid huvitavaid projekte. Üks võimalik seade on järgmine.

Kuulikesed langevad samalt kõrguselt kaldu asetatud karastatud terasest paksule plaadile. Karastatud terasest kuulike põrkub plaadist kaugele ja satub ühte kasti, karastamata terasest kuulike lendab plaadilt põrkudes lähemale ja satub teise kasti.

Põrkel kuulikesed deformeeruvad. Mida elastsemast terasest on kuulike, seda väiksem osa kuulikese energiast muundub põrkel soojuseks. Seetõttu lendabki karastatud terasest kuulike kaugemale kui karastamata terasest kuulike.

4. ülesanne

Keha liigub ühtlaselt siis, kui sellele mõjuvad liikumise suunalised ja liikumisele vastassuunalised jõud tasakaalustavad üksteist. Õhupallile mõjub raskusjõud, õhu üleslükkejõud ning liikuvale õhupallile ka õhu takistusjõud, mis on alati liikumisele vastassuunaline.

Kui õhupall laskub on raskusjõud liikumise suunaline. Õhu üleslükkejõud ja takistusjõud on liikumisele vastassuunalised.

Kui õhupall tõuseb on õhu üleslükkejõud liikumise suunaline. Raskusjõud ja õhu takistusjõud on liikumisele vastassuunalised.

Esialgu õhupall laskus kiirusega v, seega

mg = rVg + FT,

kus r-ga on tähistatud õhu tihedust ja FT-ga õhu takistusjõudu.

Kui visata gondlist välja osa koormisest, hakkab õhupall tõusma. Kuna takistusjõud on võrdeline kiirusega, siis sama kiirusega v tõusmisel on õhupallile mõjuv takistusjõud sama väärtusega FT.

Õhupalli tõusmisel kehtib seega jõudude seos:

rVg = (m - m1)g + FT,

kus m1 on tähistatud allavisatud koormise mass.

Avaldame kummastki seosest takistusjõu,

FT = mg - rVg

FT = rVg - (m - m1g

Kuna takistusjõud on nii laskumisel kui tõusmisel sama suurusega, siis

mg - rVg = rVg - (m - m1g

Avaldame saadud seosest väljavisatud koormise massi m1

m1 = 2(m - rV).

Vastus: Gondlist väljavisatud koormise mass on m1 = 2(m - rV).


Palume saata kõik küsimused aadressil ttkool@ut.ee
Viimati muudetud: 14.03.1999. a.