Mis on põhiküsimus või peaülesanne?

Miks inimesed ei saa, kui nad märjaks saavad, ennast kuivaks raputada nagu koerad?

Ei, nii tõsiseks ei tasu minna.

Mida teeb väike laps Newtoni seaduste järgi, kui talle midagi ebameeldivat käe külge kleepub?

Miks inimesed ei saa, kui nad märjaks saavad, ennast kuivaks raputada nagu koerad?

Newtoni seadused

Inerts ja tung (jõud)

1. Seo tükk niiti tooli külge ja vea pikkamisi. Tool nihkub edasi. Äkitselt tõmmates katkeb niit. Mispärast? Seepärast ja toopärast.
2. Pane pabeririba laual seisva veeklaasi või mõne teise väiksema asja alla ja tõmba äkki ära. Mida paned tähele ja kuidas seda seletada? Tõmba pikkamööda - mida märkad siis? Võib-olla seda, aga kindlasti mitte toda. Ja muidugi nii ka mitte.
3. Kui raudteerongid kiirel sõidul kokku põrkavad, purunevad vagunid. Mispärast?
4. Miks pole võimalik rongi piduriga enne õnnetust peatada?
5. Millest on tingitud maavärisemise hävitav (purustav) toime?
6. Kui sõiduk äkki liikuma hakkab, langevad reisijad tahapoole. Äkilisel seismajäämisel toimub vastupidine nähtus. Mispärast?
7. Mispärast tuleb tolm kloppimisel või raputamisel riietest välja?
8. Kui veega täidetud klaasi äkki liikuma või seisma panna, läheb vett üle ääre. Mispärast ja kuhu poole?
9. Me teame, et Maa pöörleb oma telje ümber läänest itta. Mispärast langeme meie maapinnalt üles hüpates samale kohale tagasi, aga mitte üleshüppamiskohast lääne poole?
10. Kuhu poole tuleb liikuvalt sõidukilt maha hüpata, et mitte maha kukkuda?
11. Mispärast koputatakse varre pihta, kirvest või luuda varre otsa pannes?
12. Mispärast ei saa raudteerongi järsku seisma ega liikuma panna?
13. Kastega on kergem niita kui kuivaga? Kuidas seda seletada?
14. Mispärast õunad puu raputamisel maha langevad?
15. Tagaajamisel on kasulik suuna äkilise muutmisega end kaitseda. Mispärast?
16. Miks roomad sagedasti katkevad, kui hobune äkitselt tõmbab?

E. Klikson J. Lang
Füüsika gümnaasiumi I ja II klassile
Tartu Eesti Kirjastus 1943

Mass [kg]

Nüüd võtame lisaks pikkusele (l, s, r, d, a jne) ja ajale (t) jutuks ka massi (m).

Mass ja kaal!

Ketšup

Kuidas saab peaaegu tühjast ketšupipudelist kätte selle viimase lusikatäie? Selleks ei ole küll vaja füüsikat õppida. Kas aga oskate seda tegevust seletada Newtoni esimese seadusega?

Newtoni I seaduse järgi säilitavad kehad liikumise (sh paigalseisu) nii suuna kui ka kiiruse mõttes nii kaua, kui teised kehad neid ei mõjuta. Kiiruse ja selle suuna muutus saab toimuda ainult vastastikmõjus teise kehaga ehk siis, kui mõjub mingi jõud.

Ketšupipära on pudeli põhjas. Paneme pudeli liikuma. Pudel saab liikuma hakata ainult vastastikmõjus liigutajaga, ehk siis kui sa pudelile jõudu avaldad.* Ketšup hakkab ka liikuma, sest on vastastikmõjus pudeliga. Liikuma hakanud pudel avaldab ketšupile jõudu, et ta samuti paigalt liiguks. Kui pudel ja ketšup on saanud paraja kiiruse, avaldad pudelile liikumissuunale vastupidist jõudu ja peatad ta äkitselt. Ketšup ei tea, et pudel jäi seisma ja liigub Newtoni I seaduse järgi ühtlaselt ning sirgjooneliselt edasi, st pudelist välja, kui korki peal ei ole.** Seda tegevust nimetataksegi tavakeeles raputamiseks.

Kui nüüd uuesti vaadata Adam Savage teadushariduslikku videot, siis 35 sekundil algab ta juttu kärust ja pallist. Teades Newton I seadust, tekib küsimus, kas pall ikka läheb kärus tahaotsa. Käru suhtes muidugi läheb. Laiemas taustsüsteemis tundub, et hoopis käru läheb, sest poiss avaldab talle jõudu, lihasjõudu. Pall jääb paigale.

---

*Sellest räägib täpsemalt Newtoni II seadus.

** Peatamine on pea alati äkilisem kui startimine. Sellesama ketšupipudeliga võib proovida ka teistpidi. Pudel ja ketšup on taldriku kohal paigal. Horisontaalis, pudelisuu vasakule. Tõmbad pudeli äkitselt paremale, ketšup jääb Newtoni esimese seaduse järgi paigale ja kuna pudel teda enam üleval ei hoia, kukub maha, st taldrikule. Vaevalt et see õnnestub, Newtoni II seadus astub vahele.

Esimene seadus

 Öeldakse, et esimene ei olegi Newtoni oma seadus, vaid Newtoni mehaanika mudelisse tõstetud Galilei inertsiseadus.

Võtame elulise näite. Kuidas saab peaaegu tühjast ketšupipudelist kätte selle viimase lusikatäie? Selleks ei ole küll vaja füüsikat õppida. Kas aga oskate seda tegevust seletada Newtoni esimese seadusega? 

Bill Nye

Asjad ei liigu, kui neid ei liigutata? Boxes 6:35

Kolmas, natuke teine

 Kolmas seadus

Jah, kolmas seadus, aga vaata ette!

Newtoni seadused

Hooke, Halley ja Wren istusid kohvikus ja arutasid Kuu trajektoori küsimust. (Miks kohvikus, kes teab?) Kas on võimalik, et seesama jõud, mis õunad puu otsast maha toob ja kohvi tassis hoiab, võiks kuidagimoodi ulatuda Kuuni ja panna ta liikuma elliptilisel trajektooril. Wren õhutas kolleege 30-šillingise preemiaga. Halley läks pärast Newtoni juurede, et asja arutada ja nõu saada. Newton aga ütles, et see küsimus on tal juba lahendatud, kuigi ei leidnud oma pabereid üles. Nii ta võttiski asja uuesti ette ja kirjutas kokku üheksaleheküljelise seletuse, millest varsti kasvas välja üks teadusajaloo tähtsamaid raamatuid, Newtoni „Printsiibid”.

Võib-olla ei olnud päris nii, aga kuna see on hea lugu, siis jääme selle juurde. Igastahes on raamatus kirjas liikumisseadused, mida on nimetatud ka mehaanika põhilauseteks. Neid on kolm ja siin näete neid neljas sõnastuses: A) Newton ladina keeles, B) Newton inglise keeles, C) Natuke kaasaegsemas inglise keeles (valemitega), D) Eesti keeles (üks paljudest variantidest).

Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

Law I: Every body persists in its state of being at rest or of moving uniformly straight forward, except insofar as it is compelled to change its state by force impressed.

First law: If an object experiences no net force, then its velocity is constant: the object is either at rest (if its velocity is zero), or it moves in a straight line with constant speed (if its velocity is nonzero).

Iga keha säilitab oma oleku kas paigalseisu või ühtlase sirgjoonelise liikumise kujul seni, kuni temale rakenduvad jõud seda olekut ei muuda.


Lex II: Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

Law II: The alteration of motion is ever proportional to the motive force impress'd; and is made in the direction of the right line in which that force is impress'd.

Second law: The acceleration a of a body is parallel and directly proportional to the net force F acting on the body, is in the direction of the net force, and is inversely proportional to the mass m of the body, i.e., F = ma.

Liikumishulga muutus on võrdeline kehale mõjuva jõuga ning toimub samas suunas mõjuva jõuga.


Lex III: Actioni contrariam semper et æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales et in partes contrarias dirigi.

Law III: To every action there is always an equal and opposite reaction: or the forces of two bodies on each other are always equal and are directed in opposite directions.

Third law: When a first body exerts a force F₁ on a second body, the second body simultaneously exerts a force F₂ = −F₁ on the first body. This means that F₁ and F₂ are equal in magnitude and opposite in direction.

Jõud esinevad ainult paariti: iga mõjuga kaasneb alati niisama suur, kuid vastassuunaline vastumõju.

And Now for Something Completely Different

  

Mis on jõud?

Mis jõud näiteks sulle mõjuvad? Just praegu?

 

Vastus, kui lubate.

Suur kell, osutid 17 m ja 22 m

AbrajAl Bait

Esimene pöörlemise ülesanne. Arvuta kellaosutite liikumise (pöörlemise) nurkkiirused. Selleks sobib vaadata peaaegu ükskõik millist kella. Peaaegu tähendab seda, et on olemas veidi teistmoodi kellad või isegi kolmandat moodi.

Teine pöörlemise ülesanne. Arvuta minutiosuti otsa liikumise joonkiirus. Selleks tuleb teada, mis kellast me räägime. Üsna tavaline on võtta näiteks kuulus Big Ben, kus just praegu on lõppemas neljaaastane remont. Oli aeg ka meil oli poliitiliselt korrektne panna ülesandesse Spasski kella osutid. Pikimat minutiosutit keerutab praegu AbrajAl Bait Mekas, võib ka selle näiteks võtta.

Seletused ja valemid (joon- ja nurkiirus) leiab siit ja sealt.

Kas pöörlemine on hea või halb?

67P//Tšurjumov-Gerassimenko

Lahendus,

ülesande lahendus.

1905. aasta jalgrattatrikk

Billi, Bobby, Bo ja sõnaraamatud

Päris imelikuks läinud oma füüsikatundidest.

Seda võib kodus järgi teha.

Kukkumine ja põrge, impulsi jäävuse seadus. Just!

Viljandi hüpe 21.11.2016

Pildid

Amfetamiini, LSD ja kanepi tarvitamisest joobnud naine sõitis 2016. aasta 21. novembril kell 23.10 Viljandis mööda Riia maanteed kiirusega vähemalt 117 kilomeetrit tunnis. Vaksali tänavale jõudes ei vähendanud ta kiirust ega püüdnud pöörata, vaid kihutas otse üle ristmiku. Suure kiiruse ja laskuva teeprofiili ühisel mõjul paiskus kõnniteekivi trampliinina kasutanud auto õhku, lendas üle seisva auto ning maandus enam kui 30 meetrit hiljem Köstri tänava äärses majas.

6. veebruar 2018

Hea pidurdus, tagurpidi ülesanne

Palun väga, siin on lahendus ja vastus. Kirjuta ülesanne?

Arvutusi jms

1) Arvuta keskmine kiirus mootorratturile, kes läbib 30 km 24 minutiga.

2) Üks mees jookseb 100m 11,8 sekundiga, teine 12,4 sekundiga. Kiirem mees annab aeglasemale stardis 4m ette. Kas on lootust, et nad jõuavad nüüd korraga finišisse?

3) Kui suur on kiirendus, kui auto pidurdab kiiruselt 54 km/h ja jääb seisma 1,1 sekundiga.

4) Traktor kiirendab ühtlaselt 1,5m/s². Kaua läheb, et saavutada kiirus 20 km/h?

5) Kui kaugele jõuab 5 sekundiga 10 kg massiga keha?

6) Kui kaua püsib õhus algkiirusega 7m/s vertikaalselt üles visatud kivi? Kuidas see graafiliselt esitatuna välja näeb?

7) Kahurikuul saavutas 2,1m pikkuses kahuritorus kiiruse 200m/s. Loeme kiirenduse kogu lasu ajal ühtlaseks. Kui suur on kuuli kiirendus?

Kujuta kiiruse ja kiirenduse graafikutel kuuli liikumist 0,03 sekundi jooksul pärast püssirohu süttimist.

Sihik

Ja nüüd, trajektoori praktiline kõverdamine. Palun väga, ei ole vaja kahurit külili keerata.

Ärge seda järgi tehke, isegi kui saaksite teha.

Vinge viskaja

 Nolan Ryan

106 mph
170,6 km/h
47,4 m/s

Insenerid, 120 mph, miks mitte?