Fizika házi

3)
Az a helyzet, hogy nincs teljesen specifikálva a feladat. Azt feltételezem, hogy nem akarták túl bonyolulttá tenni, ezért úgy képzelem, hogy a láda állandó sebességgel megy, de ez nincs beleírva.
Ez a gyakorlatban úgy valósítható meg, ha mondjuk letten toljuk a ládát, és a másik egyre kisebb erővel tolja, ezért kell nekem egyre nagyobb erővel tolnom. Így a ládára ható tolóerők összege állandó, megegyezhet a súrlódási erővel, ezért az eredő erő nulla, állandó sebességgel megy a láda.

Ha nem így lenne, hanem a tolóerők összege folyamatosan nőne, akkor egyre nagyobb gyorsulással gyorsulna a láda, az időben egyenletesen növekvő erő az úttal nem egyenletesen növekedne, nem középiskolai feladat lenne még grafikusan sem.

Szóval állandó sebességgel megy a láda.

Rajzolj egy koordináta rendszert, vízszintesen az s út 0-tól 6 méterig egyesével, függőlegesen az F erő 0-tól 25 newtonig ötösével húzz vonalkákat.
x=0-hoz y=10-nél rakj egy pöttyöt. Ez jelenti azt, hogy amikor 0-ban (kezdőponton) van a láda, akkor 10 N erővel toljuk. Aztán egy másik pöttyöt rakj x=5 és y=20-hoz, ami azt jelenti, hogy amikor 5 méternél van a láda, akkor 20 N erővel toljuk. A 20 N nincs benne a feladatban, majd elmondom, hogy jön ki. Végül kösd össze egy egyenes vonallal a két pöttyöt. Ez jelenti azt, hogy egyenletesen nő az erő.

Valójában úgy kellene csinálni, hogy a függőleges tengelyre nem írsz először számokat, csak a vonalat rajzolod fel akárhogy, és aztán amikor a grafikonból kiszámoltad, hogy mi lesz a max erő, akkor lehet beleírni a számokat. De én inkább elárultam, hogy 20 N a max erő. Mondom, hogy hogyan jött ki:

A végzett munka ezen a diagramon a görbe alatti terület. Húzz egy vízszintes szaggatott vonalat 10 magasan 5-ig, ez alatt egy téglalap van, ennek a téglalapnak a területe F·s = 10N · 5m = 50 J. Ez adja a 75 J nagyobbik hányadát.
A szaggatott vonal fölött egy háromszög van, annak a területének kell kiadnia a maradék 25 joule-t. Most találd ki, milyen magas a háromszög, hogy 25 legyen a területe? 5 széles, ezért 10 magasnak kell lennie, úgy lesz 5·10/2 = 25. A 10-es magasság látszik a diagramon, hogy 20-ra megy fel.

Szóval most tudjuk már, hogy tényleg 20 N-ig kellett a vonalat rajzolni.

5)
[Nekem se volt kedvenc fizikakönyvem, de azért nem utáltam a fizikát ]

Most is eléggé specifikálatlan a feladat... Hogy lehet, hogy ugyanakkora erővel két különböző idő alatt toljuk a könyvet? Szerencsére ez most nem befolyásolja a megoldást (nem úgy, mint az előző feladatnál), de azért engem izgat.

Bizonyára úgy lehetett,. hogy baromi rövid idő alatt felgyorsítjuk a könyvet a kisebb illetve a nagyobb sebességre, utána pedig mindkét esetben 2 N erővel toltuk tovább. A kezdeti munkát, amivel felgyorsítottuk, azt pedig nem számoljuk bele, mert az nincs megadva.

A megoldás sokkal egyszerűbb, mint a fenti gondolatmenet:

A munka F·s, csak az erőtől és az úttól függ, nem függ az időtől. Tehát mindkét esetben ugyanakkora munkát végzünk: 2N · 0,5 m = 1 J