Fy1 - Kapittel 1 - På rett vei - Bevegelseslover

Transkript

1 Fy1 - Kapittel 1 - På rett vei - Bevegelseslover Løsningsskisser og kommentarer Oppgave 1 Forklar hva vi legger i begrepet fysikk. Fysikk er et fagområde som tar for seg stoff og energi og prøver å beskrive og forklare verden rundt oss. Fysikk dekker spesielt mekanikk, dynamikk, termofysikk, elektrisitet, atomfysikk, kjernefysikk og astrononomi. I fysikk benyttes dessuten den naturvitenskapelige arbeidsmetoden. (Som også kalles hypotetisk-deduktiv metode eller bare hypotesemetoden.) Se oppgave 2: Oppgave 2 Forklar hva vi legger i begrepet naturvitenskapelig metode? Figuren over viser arbeidsgangen: 1. Vi formulerer en hypotese. (Som skal være falsifiserbar.) 2. Vi utleder nødvendige, logiske konsekvenser av hypotesen og tester disse eksperimentelt. 3. Vi prøver eksperimentelt å falsifisere hypotesene 4. Vi formulerer bedre og alternative hypoteser og gjentar 1,2,3,4 helt til vi har en hypotese som hverken vi eller andre klarer å falsifisere. Legg merke til de to kravene (som pseudovitenskap som regel ikke etterlever): Hypoteser skal være presise og falsifiserbare. Hypoteser og teorier skal kunne testes og kontrolleres av andre enn opphavsmannen, altså full åpenhet om datamateriale og eksperimentutførelse. Oppgave 3 Hvilke grunnenheter har vi brukt når vi har arbeidet med bevegelsesformlene i kapittel 1? Tid i sekunder. (Se definisjon side 15.) Ulven av 5 fy1_170913_ls.tex

2 Lengde i meter. (Se definisjon side 16.) Oppgave 4 Hva er tyngdens akselerasjon? Tyngdens akselerasjon er den akselerasjon alle gjenstander som faller fritt på samme sted får. (Falle fritt: Bare påvirket av tyngdekraft.) Tyngdens akselerasjon på jordoverflaten ligger i området: m/s 2, men vi definerer standard verdi til å være g m/s 2. Oppgave 5 En bil kjørte med konstant fart 36 km/t i en halv time, og deretter med konstant fart 54 km/t i en time. a) Hvor lang var hele kjøreturen? b) Hva var gjennomsnittshastigheten for hele turen? c) Etter hvor lang tid hadde bilen tilbakelagt halvparten av hele kjøreturen? a) s 1 v 1 t [km] (Eller 10m/s s m) s 2 v 2 t [km] (Eller 15 m/s s m) Lengde kjøretur: s 1 s [km] b) Gjennomsnittshastighet: v s 1 s 2 t 1 t [km/t] 1.5 (Eller [m/s] [km/t] ) c) Halvpart: s [km] Der er vi i andre del av kjøreturen, etter t minutter: t 0. 5 t [time] [min] 50 [min] Oppgave 6 Figuren under viser hastigheten som funksjon av tiden for en bil som akselererte fra stillestående til 100 km/t på 11 sekunder. Ulven av 5 fy1_170913_ls.tex

3 Bruk grafisk avlesing til å bestemme: a) Gjennomsnittsakselerasjonen i de 11 sekundene. b) Momentanakselerasjonen i starten. c) Momentanakaselerasjonen etter 11 sekunder. d) På hvilket tidspunkt momentanakselerasjonen var like stor som gjennomsnittsakselerasjonen. ( Se a). ) e) Omtrent hvor langt bilen beveget seg på de 11 sekundene. Vi tegner tangenter og sekanter og regner ut stigningstall: a) Gjennomsnittsakselerasjon fra t 0 til t 11 s: a 0,11 v [m/s 2 ] t 11 0 b) Momentanakselerasjon for t 0 s: a 0 v t [m/s 2 ] 5 0 c) Momentanakselerasjon for t 11 s: a 11 v [m/s 2 ] t 14 0 d) Tangent til fartsgrafen parallell med sekant fra start til slutt Ulven av 5 fy1_170913_ls.tex

4 tangerer på det tidspunktet hvor momentanakselerasjonen er like stor som gjennomsnittsakselerasjonen: Avlest: t 4. 5 s e) Veilengden er arealet under fartsgrafen. Omtrentlig areal kan vi finne ved å telle ruter: s 110 [ruter] 2 [m/rute] 220 [m] Oppgave 7 Vi står på en balkong og kaster en ball loddrett oppover med starthastighet 8 m/s. Velg positiv retning oppover i hele oppgaven. Tyngdens akselerasjon setter vi til 10 m/s. Ballen treffer bakken når hastigheten er 13 m/s. a) Tegn en fartsgraf for ballen fra den starter til den lander på bakken. b) Tegn en veigraf for ballen fra den starer til den lander på bakken. a) Fartsgraf: Fartsformel: v v 0 at gir funksjonen v t 8 10t altså en rett linje med stigningstall -10: Har markert stadier i bevegelsen: A: Start B: Toppunkt: v t 0 t 0. 8 [s] C: Passerer start: t (symmetri!) v [m/s] D: Treffer bakken: v t t [s] b) Veigraf: Veiformel: s v 0 t a 2 t2 8t 5t 2 Ulven av 5 fy1_170913_ls.tex

5 Stadier i bevegelsen: A: Start: t 0, s 0 B: Toppunkt: s [m] C: Passerer start: s 0 0 8t 5t 2 5t 8 t 0 5 t 0 (Start A) t (C) 5 D: Treffer bakken: s [m] Ulven av 5 fy1_170913_ls.tex