VAK: FISIKA
KLAS: SS 1
DATUM:
KWARTAAL: 1ste KWARTAAL
VERWYSINGSBOEKE
- Nuwe Skool Fisika. Deur prof. MW Anyakoha
- Nuwe Stelselfisika. Deur Dr Charles Chow et.al
WEEK DRIE
ONDERWERP: BEWEGING IN DIE NATUUR
INHOUD
- Definisie van beweging
- Oorsake van Beweging
- Sirkelbeweging
- Centripetale versnelling en krag
GRONDSLAG VAN MOSIE
Baie wetenskaplikes het beweging en sy eienskappe bestudeer vanweë die belangrikheid daarvan vir lewe. Die Italianer, Galileo Galilei, wat van 1564 tot 1642 geleef het, het die eerste sistematiese studie van beweging gedoen. Die wetenskap van die studie van beweging wat deur Galileo gedoen word, staan bekend as kinematika. Isaac Newton was nog 'n wetenskaplike wat gedetailleerde werk gedoen het oor die studie van beweging.
Beweging behels 'n verandering van posisie van 'n liggaam met verloop van tyd. Dit behels ook hoe dinge beweeg en wat hulle laat beweeg. Kinematika is die beskrywing van hoe voorwerpe beweeg sonder inagneming van kragte wat hul beweging veroorsaak, en dinamika handel oor hoekom voorwerpe beweeg soos hulle beweeg.
SOORTE BEWEGING
Daar is vier basiese tipes beweging. Daar is die volgende.
- VERTALINGSBEWEGING:- Wanneer 'n liggaam van 'n punt A langs die lyn AB na 'n ander punt B beweeg (sien Fig. 4.1), sê ons dat die liggaam van A na B getransleer word, en die beweging wat uitgevoer word, staan bekend as translasiebeweging. Byvoorbeeld wanneer 'n vliegtuig van Abuja na Lagos vlieg of 'n motor van Lagos na Enugu reis
A B
Fig. 4.1 'n Horisontale lyn
- OSCILLERENDE BEWEGING: In hierdie tipe beweging beweeg 'n liggaam heen en weer, om 'n vaste punt. Voorbeelde is die vibrasie van 'n geplukte kitaarsnaar, die beweging van 'n slinger terwyl dit heen en weer swaai, die vibrasie van die molekules van 'n vaste stof.
- WILLEKEURIGE BEWEGING: In hierdie tipe beweging beweeg die liggaam voortdurend in sigsagrigting sodat hulle nie 'n bepaalde pad volg nie. Hierdie tipe beweging word deur molekules in gasse vertoon. Ander voorbeelde van ewekansige beweging is die Brownse beweging – 'n onreëlmatige beweging van deeltjies van verskillende soorte wat in water of rookdeeltjies wat in lug gesuspendeer word, ens.
Fig 4.2 Willekeurige beweging
- ROTASIONELE BEWEGING: Dit is die beweging van 'n liggaam wat in 'n sirkel of ellips beweeg en om 'n as draai. Voorbeelde is (i) die rotasie van die aarde om sy as (ii) die rotasie van lemme van 'n elektriese waaier om sy as (iii) die rotasie van 'n kraan om 'n sentrale as.
Fig. 4.3 Die aarde wat om sy as draai
RELATIEWE BEWEGING
As twee liggame, A en B op 'n reguit lyn beweeg, word die snelheid van A relatief tot B gevind deur die snelheid van B gerespekteer by die snelheid van A te voeg. Byvoorbeeld, as 'n motor op 'n reguit pad ry teen 100 km/ hr verby 'n bus gaan wat in dieselfde rigting gaan teen 60km/h, die snelheid van die motor relatief tot die bus is (-60+100) = 40km/hr. As die motor en die bus in teenoorgestelde rigting ry met dieselfde snelhede van 100km/r en 60km/hr onderskeidelik, is die snelheid van die motor relatief tot die bus ( -(-60) + 100) = (60 +100) = 160 km/h.
NB: Wanneer die snelhede nie in dieselfde reguit lyn is nie, moet die parallelogrammewet gebruik word om dit by te voeg aangesien snelhede vektore is, en hul groottes en rigting moet in ag geneem word.
OORSAKE VAN BEWEGING
Ons het die beweging van 'n liggaam beskryf sonder inagneming van wat die beweging veroorsaak. 'n Blok hout wat op 'n tafel rus, sal rus totdat dit deur 'n agent gedruk of getrek word. So 'n middel wat die toestand van rus of eenvormige beweging in 'n reguit lyn van 'n liggaam verander of geneig is om te verander, word krag genoem .
SOORTE KRAG
Daar is twee hooftipes kragte, kontakkrag en kragveld.
- KONTAKKRAG: Dit kan beskou word as 'n krag wat tussen oppervlaktes in kontak bestaan. Dit sluit stoot- en trekkragte, wrywingskragte, reaksie- en spanningskragte in snare en drade in.
- KRAGVELDE: Dit is kragte waarvan die bronne nie kontak met die liggaam vereis waarop dit toegepas word nie. Voorbeelde is gravitasiekrag, elektrostatiese en magnetiese kragte
EVALUERING
- Verduidelik die tipes beweging.
- Onderskei tussen kontak- en veldkrag.
EENVOUDIGE IDEE VAN KRINGBEWEGING
Daar word gesê dat 'n voorwerp wat met 'n konstante spoed langs 'n sirkelbaan beweeg, 'n eenvormige sirkelbeweging het. Voorbeelde is die maan wat om die aarde draai, die planete wat om die son beweeg, die aarde wat om die son beweeg, klip vasgemaak aan 'n tou wat in 'n horisontale vertikale sirkel gedraai word.
Sirkelbeweging het drie kenmerke:
- konstante spoed (2) veranderende of veranderlike snelheid (3) sentripetale versnelling.
Die versnelling wat na die middel van die sirkelbaan gerig is, staan bekend as sentripetale versnelling. Die grootte a word gegee deur
Waar V die eenvormige spoed is en r die radius van die sirkelbaan is.
Sentripetale krag F T word gedefinieer as daardie inwaartse krag wat nodig is om 'n voorwerp te laat beweeg met 'n konstante spoed in 'n sirkelbaan
Die sentripetale krag word gegee deur waar m die massa is van die voorwerp wat met 'n eenvormige snelheid v in 'n sirkelbaan of radius r beweeg.
Sentrifugale krag: Die sentrifugale krag is die reaksiekrag wat geneig is om 'n liggaam weg van die middelpunt te beweeg. Met ander woorde, dit werk in teenoorgestelde rigting as die sentripetale krag
Sentrifuge: 'n Sentrifuge is 'n toestel wat gebruik word om deeltjies in suspensie te skei van die vloeistof waarin hulle vervat is.
EVALUERING
- Onderskei tussen sentripetale en sentrifugale krag.
- 'n Klip wat aan 'n tou vasgemaak is, word gemaak om in 'n horisontale sirkel van radius 4m te wentel met 'n hoekspoed van 2 rad/s. Met wat is tangensiële snelheid sal die klip van die sirkel af beweeg as die tou sny?
LEESOPDRAG
www.google.com (kliek op google soek, tik "sirkulêre beweging", klik op soek) & - Nuwe skoolfisika deur MWAnyakoha,Phd. Bl 12-27
NAWEEKOPDRAG
- Watter van die volgende tipes beweging ondergaan 'n liggaam wanneer dit op 'n lukraak manier beweeg? (a) Willekeurige beweging (b) Translatoriese beweging (c) Rotasiebeweging (d) Vibrerende beweging
- Watter tipe beweging voer die vel van 'n pratende trom uit wanneer dit met 'n tromstok geslaan word? (a) Rotasie (b) Translasie (c) Willekeurig (d) Vibrerende
- Die beweging van die tande van klinkende draaivurk is
(a) rotasie (b) vibrerende (c) vibrasie en rotasie (d) willekeurig
- 'n Liggaam beweeg met 'n konstante spoed, maar het 'n versnelling. Dit is moontlik as dit
(a) beweeg in 'n reguit lyn (b) beweeg in 'n sirkel (c) ossilleer
(d) in ewewig is (e) het 'n wisselende
- 'n Liggaam beweeg langs 'n sirkelbaan met eenvormige hoekspoed van 0.6rads −1 en teen 'n konstante spoed van 3.0ms −1 . Bereken die versnelling van die liggaam na die middel van die sirkel.
(a) 25.0ms −2 (b) 5.4ms −2 (c) 5.0ms −2 (d) 1.8ms −2
- Die hoekspoed van 'n voorwerp wat 'n sirkel met radius 4m beskryf met 'n lineêre konstante spoed van 10ms −1 is (a) 40rads −1 (b) 14rads −1 (c) 2.5rad −1 (d) 0.40rad −1
- 'n Liggaam wat teen 'n konstante spoed beweeg, versnel wanneer dit in ('n) reglynige beweging is
(b) translasiebeweging (c) sirkelbeweging (d) vibrasiebeweging
- Die studie van beweging sonder om die krag te betrek wat die beweging veroorsaak, word genoem
(a) kinematika (b) traagheid (c) elektromagneties (d) dinamika
- Die grootte van die krag wat nodig is om 'n voorwerp met massa M te laat beweeg met spoed V in 'n sirkelbaan met radius R, word gegee deur die uitdrukking
(a) (b) (c) (d)
- 10 . Die volgende is tipes beweging behalwe (A) lukrake beweging (b) rotasiebeweging (c) kernbeweging (d) ossillerende beweging.
- 11 . Die beweging van die tande van 'n klinkende draaivurk is (a) willekeurig (b) translasie (c) rotasie (d) vibrerend
- 12 . 'n Liggaam wat teen konstante spoed in 'n sirkel beweeg, het
- 'n snelheid tangensiaal aan die sirkel
- konstante kinetiese energie
- 'n versnelling gerig na die omtrek van die sirkel. Watter van die stellings hierbo is korrek
(a) Slegs i & ii (b) Slegs ii & iii (c) Slegs I & iii (d) i, ii & iii
- 13 . 'n Gelaaide proefbuis wat regop in water dryf, word versigtig en effens ingedruk en dan vrygelaat. watter van die volgende beskryf die daaropvolgende beweging van die proefbuis die beste (a) sirkelvormig (b) rotasie (c) ewekansig (d) ossillerend.
- 14 . Watter van die volgende gee korrek die verband tussen lineêre spoed v & hoeksnelheid w van 'n liggaam wat eenvormig beweeg (a) v=wr (b) v=w 2 r (c) v=wr 2 (d) v=w/r
TEORIE
- Noem en beskryf twee praktiese situasies waar sentripetale krag in ag geneem moet word.
- 'n Liggaam wat 100N weeg met 'n spoed van 5ms -1 in 'n horisontale sirkelbaan met 'n radius van 5m. Bereken die grootte van die sentripetale krag wat op die liggaam inwerk (g= 10ms -2 ). (WAEC, 1999)
- 'n Stuk klip wat aan die een punt van die veer vasgeheg is, word in 'n horisontale sirkel met 'n radius van 7m rondgerwarrel. Wanneer die konstante spoed van die klip 40ms -1 is , bereken die sentripetale versnelling.
- 'n Keke (driewielfiets) beweeg om Mary Slessor-rotonde van radius 50m, teen 'n konstante spoed van 20ms -1 , vind (a) Centripetale versnelling (b) Centripetale krag
- 'n Deeltjie met 'n massa van 100 kg is aan die punt van 'n waaierblad vasgemaak wat met 'n hoeksnelheid van 100 rad -1 roteer . As die radius van die lem 0,2 m is, vind die sentripetale krag.
- 'n Liggaam met 'n massa van 5 kg wat in 'n sirkelbaan beweeg met 'n snelheid van 5m/s vir 10 volledige omwenteling binne 4 s. As die radius van die sirkelpaadjie 30m is. Vind (a) die sentripetale krag (b) die sentripetale versnelling (c) hoek onderspan in radiaal (d) hoeksnelheid