12) Gyakorlós feladatok

Sziasztok!

Gyakorló feladatok

A továbbiakban feladatokkal gyakorlunk. A Moór példatárból jelöltem ki két fejezetet: 12. Munka, teljesítmény; 13. Energia. A házi feladat az, hogy minden órára mindkét fejezetből legalább 2-2 feladatot oldjál meg a füzetedben. A feladatok végén zárójelben lévő megoldás iránymutató arra, hogy helyesen gondolkodtál-e...

A feladatgyűjtemény letölthető: https://web.tresorit.com/l/3l8HY#6daYZVHGRkTgCbZ5nne_KA

A feladatok jelölésével kapcsolatban:

• * (egy csillag): közepes, jó dolgozat eredmény eléréséhez gyakorolandó egyszerű feladat.
• ** (két csillag): jó, jeles dolgozat eredmény eléréséhez gyakorolandó összetettebb feladat.
• *** (három csillag): plusz feladatként a dolgozatban megjelenthet hasonló, erősebb feladatok, amelyek a tanult fogalmakkal megoldhatók. Azok foglalkozzanak vele, akik szeretik a fizikát, és a többi feladat már "unalmas".
• ! (felkiáltó jel): olyan feladatok, amelyek megoldásához olyan ismeret is szükséges, amelyet nem tanultunk (a könyvben benne van, emelt szintű kiegészítő anyag ismeret kell a megoldásukhoz). Nem ajánlom a megoldásukat. A dolgozat eredményes megírásához nem szükséges.

A következő három óra menetrendje

• Május 20. szerda: 9:40 - 10:20: konzultáció Zoom-on (a kiadott feladatokkal kapcsolatban lehet kérdezni), a belépési link: https://us04web.zoom.us/j/75168155124?pwd=ZEJpd2l1aCswZWlrcFJKV1VIeThsUT09
• Május 25. hétfő: 10:50 - 11: 30: konzultáció Zoom-on (a kiadott feladatokkal kapcsolatban lehet kérdezni), a belépési link: https://us04web.zoom.us/j/76787282053?pwd=S1c1TXpEcmtqMHhYVDNhdFMyRFBodz09 
• Május 27. szerda: témazáró dolgozat redmentán 10:00 - 10:30 (pontos részletek előző este), a dolgozatban szokásosan elmélet és feladatmegoldás is lesz

Az előző órai házi feladatok ellenőrzése:

Tk. 190.o./1.

Tk. 190.o./2.

Tk. 190.o./3.

11) Egyszerű gépek

Sziasztok!

A hétfői "órához hasonlóan" ez az új fejezet is tulajdonképpen ismétlés:

Egyszerű gépek Tk.186 - 190.o.

A fejezet lényegi, a mostani témához tartozó része a tk.189. o. lévő "Munkavégzés egyszerű gépekkel" rész! Azt kell világosan látni, hogy az egyszerű gépekkel munkát nem tudunk spórolni (sőt, valójában több munkát fogunk végezni, mivel az egyszerű gépeknek is van tömegük, ezért a gépek használatával a hatásfok csökkenni fog). Az egyszerű gépek arra valók, hogy az erő nagyságát és/vagy irányát tegyünk számunkra kényelmesebbé...

A házi feladat a lecke füzetbe történő kijegyzetelése, és a tk. 190.o./1., 2., 3. feladat megoldása!

Ajánlom (gyerekkori nosztalgiával) a következő videó megtekintését :

Előző órai feladatok ellenőrzése

Tk. 185.o./ 1.

Tk. 185.o./2.

Tk. 185.o./5.

10) Teljesítmény-hatásfok

Sziasztok!

A mai óra anyaga igazából ismétlés:

Teljesítmény, hatásfok Tk. 182-185. o.

A feladat a tankönyv anyagának füzetedbe való kijegyzetelése, majd a Tk. 185.o./1., 2., 5. feladat megoldása a füzetben.

Előző "órai" számolós feladatok ellenőrzése:

Tk. 181.o./3.

Tk. 181.o./5.

Tk. 181.o./6.

09) A súrlódási erő munkája

Sziasztok!

Házi feladat ellenőrzése

Remélem szépen a füzetben megoldottad őket, s most csak ellenőrzésként kell átnézned... Ha kérdésed van, akkor merj valakitől kérdezni! Ne hagyd, hogy akár egy kicsi rész is "maszatos" maradjon a fejedben... Megtisztelő, ha engemet tüntetsz ki kérdéseddel! Tőlem emailben tudsz kérdezni, s ha a problémád többeket is érint a következő blogomban fogok válaszolni...

Tk. 177.o./2. feladat

Tk. 177.o./4. feladat

Tk. 177.o./5. feladat

Új anyag: A súrlódási erő munkája Tk. 32. lecke (178.o. - 181.o.)

A lecke lényege a 179. o. jobb oldali hasábjában lévő "Energiaviszonyok a súrlódásnál" fejezetben van! Azt kell nagyon megjegyezni, hogy amikor súrlódás is van, akkor a mechanikai energia-megmaradás tétele NEM használható, ti. az energia egy része a mechanikai formából átalakul hővé! Tessék a leckét a szokásos módon a füzetbe kijegyzetelni!

Feladatmegoldó házi feladat: Tk. 181.o./3., 5. 6.

A feladatmegoldás szokásosan kerüljön a füzetedbe!

08) Helyzeti energia, mechanikai energia-megmaradás

Sziasztok!

A mai "órát" is a házi feladatok ellenőrzésével kezdjük! Remélem szépen a füzetben megoldottad őket, s most csak ellenőrzésként kell átnézned... Ha kérdésed van, akkor merj valakitől kérdezni! Ne hagyd, hogy akár egy kicsi rész is "maszatos" maradjon a fejedben... Megtisztelő, ha engemet tüntetsz ki kérdéseddel! Tőlem emailben tudsz kérdezni, s ha a problémád többeket is érint a következő blogomban fogok válaszolni...

A házi feladat ellenőrzése:

Tk. 169.o./2.

(Igazából a munkatétel alkalmazása!)

Tk. 169.o./4.

(Szintén a munkatételt kell alkalmazni! Ha szépen figyelsz, akkor az előjelek is stimmelni fognak...)

Tk. 169./8.

A feladat "érdekessége", hogy a munkát a rugó két állapotában lévő rugalmas energiából számítjuk! Vigyázni kell a mértékegységekre!

Új anyag: Tk. 32. lecke - 170.o. - 177.o.

A leckében újból megtalálhatunk egy mechanikai energiafajta (helyzeti energia) képletének "levezetését". A helyzeti energia képletét tudni kell, a levezetést nem kell megtanulni (170 - 170. o.). 

A lecke súlyponti része, amelyet a füzetedbe jegyzetelj is ki, a konzervatív erő fogalma és a mechanikai energia-megmaradás tétele. (172-173.o.) Figyelmesen, értőn olvasd ezt a részt! A mechanikai energia-megmaradás tételéről már volt szó, a konzervatív erők fogalma új! Szintén új, hogy a mechanikai energia-megmaradás tételének feltételeként szerepel ez a fogalom!

Levezetésként a tankönyv újra foglalkozik az egyensúlyi állapotokkal és az energiaviszonyokkal. Értőn olvasd el, a kiegészítő anyagot is... (174.o.)

Feladatmegoldó házi feladat: Tk. 177.o./2., 4., 5. feladat

A feladatokat a füzetedben a szokott módon oldd meg!

07) Mozgási energia, munkatétel, rugalmas energia

Sziasztok!

Először a mai órára feladott házi feladatról

Tk.162.o./6.

Barnabás nem végez munkát, mert a kötélre fejt ki erőt, de a kötélhez képest nem mozdul el. (Ő csak kapaszkodik! Más a helyzet, amikor valaki a földön állva a kötelet húzva felemeli a vödröt!)

Tk.162.o./7.

Mivel azonos úton azonos erőt fejtettek ki, azonos munkát végeztek. 

F = 300 N, s = 5 m,  Mindkét esetben W = 300 N · 5 m = 1500 J a végzett munka.

Tk.162.o./8.

A Tk.160.o.-on a "A munka ábrázolása grafikonon" fejezetben megismert összefüggés alapján, gyakorlatilag a grafikon alatti területet kell kiszámolni:

Új anyag: Tk. 31. lecke - 163-169.o.

Tulajdonképpen a 7. osztályban megismert energia képletek levezetését tudjuk a tankönyvben áttekinteni. A levezetéseket meg kell érteni, de nem kell megtanulni! Olvasd tehát végig figyelmesen, értőn! A végeredményeket viszont meg kell tanulni, tehát a mozgási és a rugalmas energia képletét tudni kell!

A témakör új, kiegészítő része a Munkatétel (Tk. 164-165.o.)! Erre koncentrálj! Ezt a részt kétszer is olvasd el és a füzetedbe jegyzeteld ki!

Házi feladat

Tk. 169.o./2., 4., 8.

06) A munka

Sziasztok!

A következő témakörünk: Munka, energia, teljesítmény (Tk. 157. oldalon kezdődik). A témakör tulajdonképpen ismétlés, azonban egy-egy kiegészítést is tartalmaz! A dolgozatokban ezekre a kiegészítésekre fogunk koncentrálni, természetesen az alapfogalmakat újraismételve, amelyek így remélhetően rögzülni fognak...

30. lecke: A munka (Tk. 158-162. o.)

Házi feladat: a fejezet füzetben történő kijegyzetelése, megtanulása és a Tk. 162. o. 6, 7, 8. feladat elkészítése.

kis segítség:

A munka fogalmának kiegészítései!

Eddig: 

Munka: A testre ható (állandó), az elmozdulás irányába ható erő munkáján az erő és az elmozdulás szorzatát értjük. (W = F s )

Nem tűnik jelentős változásnak a tankönyv mostani definíciója:

Munka: "Egy testre ható állandó erő munkája az erő elmozdulás irányába eső összetevőjének és az elmozdulásának a szorzata." ( W = F_s s )  [A tankönyv a 159. oldal, első oszlopának alján hozza ezt az új képletet, F indexében x szerepel, én azért írtam s-t, hogy legyen világos, hogy ez az elmozdulás irányába eső komponens!]

A munka fogalmának viszont ez csak az egyik irányú tágítása! A fogalom bővítését az alábbi pontok segítségével érthetjük meg:

a) Az erő tetszőleges irányú és állandó nagyságú, a test pályája egyenes szakasz

Ezzel a bővítéssel a tankönyv a 159. oldalon foglalkozik, a fejezet címe: "Az erő és az elmozdulás különböző irányú". Az ábrákon a pirossal jelzi a könyv az aktuális erők elmozdulás irányú komponensét... Világossá válik, hogy a munka lehet negatív(!) is, ami azt fejezi ki, hogy nekünk (valamilyen másik hatásnak) kell végezni munkát az erő ellenében, hogy az adott elmozdulás bekövetkezzen... Újra megjelenik az az ismeret, hogy az elmozdulásra merőleges erő fizikai értelemben nem végez munkát!

Ha ismerjük az elmozdulás vektor és az erő vektor által bezár szöget (jelöljük ezt φ-vel), akkor hasonló derékszögű háromszögekkel ill. a koszinusz függvény ismeretében az F elmozdulás vektor elmozdulás irányú komponense kiszámítható (F_s = F cosφ). A matematikai alak még egyszerűbb formára hozható, ha ismerjük a vektorok skaláris szorzatát, lásd. kiegészítő anyag vége Tk. 160. o. jobb hasábjának alsó része...

A fenti matematikai alakok ismerete nem szükséges, viszont az erő elmozdulás irányú komponensének szerepe az új tágított ismeretek közé tartozik!

b) Az erő elmozdulás irányú komponense változó nagyságú, a test pályája egyenes szakasz

Ezt a bővítést a tankönyv a 160. oldalon tárgyalja "A munka ábrázolása grafikonon" című fejezetben. (Látjátok fehér, tehát tudni kell!) Az ilyen esetek kezeléséhez (lásd év elejét a gyorsuló mozgásoknál, ahol a test sebességének nagysága változott) a grafikonon történő ábrázolás módszerét vesszük igénybe! Amikor tehát a az erő elmozdulás irányú komponense változik, akkor az F-s grafikon grafikon alatti területe lesz a munka!

c) Általános eset: Az erő iránya és nagysága is folyamatosan változhat és a test pályája egy tetszőleges görbe vonal

Ez az eset már kiegészítő anyag (lásd Tk. 160. o. "A munka általános definíciója"), de azért érdemes beszélni róla (mindenkinek nem kell tudni, de az ötösért, a fizika iránt érdeklődők a továbbiakban leírtakat tanulják meg): A szokásos fizikai problémákra kifejlesztett matematikai módszert alkalmazzuk: a szakaszt felbontjuk olyan kis szakaszokra, ahol a szakasz már egyenesnek tekinthető és az erő iránya és nagysága nem változik jelentősen. Kiszámítjuk az egyes szakaszokon végzett munkát, majd ezt összegezzük (Σ)...

Szemléltetés (az ábrán vannak olyan matematikai jelölések, amelyeket nem kell tudni...)