LUKU 10

1. Yleistä

Tee seuraavat tehtävät ja palauta teoriatehtävät ARVIOINTIOSA -palautuskansioon

10. Arviointiosa

Tässä osiossa on erilaisia koontitehtäviä aiemmin opituista eli arvioitavia testitehtäviä: oikein/väärin -tehtäviä, vastaa omin sanoin -tehtäviä, koetehtäviä Moodle -oppimisympäristössä. Lisäksi verrataan uutta ja vanhempaa teknologiaa yhdessä käytännön tehtävässä. Arvioitavat tehtävät kohdissa 10.2 ja 10.3 eivät ole keskitetysti jostain tietystä osa-alueesta vaan koko fysiikan alueelta ja siten ne eivät ole erillisessä järjestyksessä. Tehtäviä voidaan myös palauttaa omassa järjestyksessä, kunhan vain muistetaan laittaa tehtävänumero ja sen kappaleen otsikko, johon tehtävät kuuluvat.

Mahdolliset laskutehtävät palautetaan mielellään erilliselle paperille laskettuna ohjaavalle opettajalle.

10.1. Uusi ja vanhempi teknologia

(Lähteenä on käytetty erilaisia kodinkoneliikkeiden mainoksia sekä sähköliesien vertailututkimusta

http://www.tts.fi/tutkimus/julkaisut/files/tr19.pdf )

TEHTÄVÄ1: Liesien vertaaminen. Seuraavaan taulukkoon on merkitty joitakin sähköliesien ominaisuuksia. Merkitse rasti siihen kohtaan, mikä laite sinun mielestäsi sopii parhaiten tilanteeseen.

Apua tehtävään voit hakea esim. Internetistä erilaisista kodinkonemainoksista.

TAULUKKO 1. Liesien vertaaminen

TEHTÄVÄ2. Edellisessä tehtävässä perehdyit erilaisiin liesiin. Valitse niistä nyt yksi liesimalli ja tee siitä mainos Powerpoint -ohjelman avulla. Kerää mainokseen 5 sellaista tietoa, jonka vuoksi kannattaa esim. ostaa ehdottomasti keraaminen liesi aikaisemmin rikkoutuneen tilalle. Tehtävässä voit hyödyntää Internetiä sekä hakea esim. materiaalia kodinkoneliikkeistä.

Lisää mainokseen lisäksi fysiikkaan liittyviä asioita esim. teho, kuinka paljon energiaa kuluttaa esim. vuorokaudessa jne.

TEHTÄVÄ3. Tee 10 kysymyksen haastattelulomake kodinkoneliikkeen myyjälle esitettäväksi fysiikan kannalta. Luo lomake Wordilla ja siihen joitakin apuja seuraavassa: 

Hae apua kyselylomakkeen tekemiseen esim. Motivan sivuilta Internetistä eli

http://www.motiva.fi/fi/kuluttajat/asuminen/

Selvitä kysymysten avulla, millaisen sähkölieden hän voisi myydä opiskelijan ensimmäiseen asuntoon, kun reunaehdot ovat seuraavassa:

-          rahaa ei ole paljon käytettävissä (hinta-laatu -suhde saataisiin erittäin hyväksi)

-          astioita ei kovin paljon vielä esim. ole hankittuna

-          sähkölaskun ei toivoisi koituvan kovin isoksi

-          asunnossa majailee päivisin lemmikkieläin ja voihan olla, että se laittaa vahingossa lieden päälle päivällä kun opiskelija on koulussa -> millaisia turvavarusteita on?

-          laitteen massa jne.

10.2. Kertaavia kysymyksiä 1:

1. Sähkömuuntaja on antanut energiaa 250 GJ. Kuinka paljon energiaa se on ottanut, jos hyötysuhde on 0,95

2. ´Mitä tarkoittaa hehkulamppujen yhteydessä sanonta: "kovasti vastustaa, kovasti valaisee"

3. Miksi kaasupolttimen liekki säädetään näkymättömäksi?

4. Mitä haittaa on liian kuivasta huoneilmasta?  Miten asiaa voitaisiin parantaa?

5.  Mitä elintarvikkeille tapahtuu, jos suhteellinen kosteus on liian suuri?

6. Miksi elintarvikkeiden kuljetuksessa lämpötilan tulee olla mahdollisimman suuri?

7. Minkä vuoksi kuuma ja kostea työpaikka on tukalampi kuin kuuma ja kuiva?

8. Mitä tapahtuu, kun leipä pakataan kuumana muovipussiin?

9. Mikä on säilyketölkkien paras säilytyslämpötila? Miksi?

10. Miksi tulikuumaan paistinpannuun ei saa kaataa kylmää vettä?

11. Miksi saunan lauteilla istuessa, iho ei kärvenny, vaikka laudepuiden lämpötila on jopa 100⁰C?

12. Miksi saunan lauteilla istuessa saattaa yksikin naula tuntua polttavalta kuin tuli?

13. Miksi kahvikuppi ei polta huulia, vaikka kupissa on kuumaa kahvia?

14. Missä olosuhteissa liha säilyy parhaiten?

15. Miksi hyvin rasvattu kenkä ei ole pakkasessa yhtä lämmin kuin huonosti rasvattu kenkä?

16. Kerro omin sanoin jokin käytännön esimerkki liikemäärästä. Mitä vaikutuksia on suurella liikemäärällä?

17. Jos poltetaan 1 kg puuta, jonka lämpöarvo on 15 MJ/kg, niin lämpöenergia, joka puusta saadaan on yhtä kuin

Q=m*H = 1 kg * 15 MJ/kg=15 MJ

TEHTÄVÄ 1: Laske itse vastaava lämpömäärä Q, jos poltetaankin puuta 5,5 kg edellisen perusteella.

18. Etsi Internetistä termodynamiikan kolme pääsääntöä ja kirjoita ne vastaukseksi tähän tehtävään.

19. Kirjoita jokin käytännön esimerkki seuraavista lämpötilan muutoksista

a) sublimoituminen

b) härmistyminen

c) tiivistyminen

d) jähmettyminen

e) höyrystyminen

f) haihtuminen

g) sulaminen

20. Mikä seuraavista kohdista on oikein

a) 1 MN = 1000 000 N

b) 1 MN = 1000 N

c) 1 kN = 1000 000 N

d) 1 mN= 1000 N

21. Kerro omin sanoin, mitä tarkoitetaan fysiikassa seuraavilla käsitteillä ja kerro jokin käytännön esimerkki jokaiseen.

a) suureella

b) massalla

c) painolla ?

22. Moottorivene lähtee levosta liikkeelle, saavuttaa 2 minuutissa nopeuden 40 km/h. Mikä on tällöin veneen kiihtyvyys? Vihje: Etsi ensin seuraavat suureet: alkunopeus, loppunopeus, aika ja laske lopuksi kiihtyvyys=nopeuden muutos/aika

23. Mopon nopeus on 40 km/h. Kuinka paljon aikaa on varattava 10 km:n matkaan?

24. Mikä on auton nopeus, jos sillä ajetaan 60 metrin matka viidessä sekunnissa?

25. Autoilija ajaa Lahti-Heinola -moottoritietä sallitulla nopeudella 120 km/h. Reaktioaika eli aika joka autoilijalta kuluu esteen huomatessaan, jarruttamiseen on noin 1 s. Kuinka pitkän matkan auto kulkee moottoritiellä tänä aikana? (kuinka pitkä turvaväli kannattaa pitää edellä ajavaan?)

26. Selitä omin sanoin, esimerkin avulla, mitä tarkoittaa sanonta:"Mikä voimassa voitetaan, se matkassa hävitään"

27. Liisan skootterin polttoainesäiliön koko on 6,0 litraa. Skotteri kuluttaa 3,5 litraa/100 km nopeudella 40 km/h

a) kuinka kauan sillä pystyy ajamaan yhdellä tankillisella?

b) kuinka pitkä matka silloin tulee ajetuksi kilometreinä?

28. Henkilö tekee tavallisesti 8 tunnin työpäivänä 240 kJ:n työn. Laske hänen tehonsa.

P=W/t eli teho on työ / aika

29. Kerro esimerkkejä tilanteista, joissa tehdään työtä fysiikan mielessä. (3 esimerkkiä tähän)

30. Kuinka kaukana ukonilma on kodistasi silloin, kun välähdyksen ja jyrähdyksen välinen aika on 4 s? Äänen nopeus on noin 330 m/s?

31. Kalteva taso esimerkki: vieritetään kappale auton kyytiin lankkua pitkin ja silloin ei tarvita läheskään niin paljon voimaa kuin jos kappale nostettaisiin suoraan auton kyytiin. Lankku toimii kaltevana tasona ja työ sujuu kevyemmin. Mainitse muita esimerkkejä kaltevasta tasosta, missä se esiintyy?

32. Vaihdat autonrenkaita ja kappas vaan mutterin avaaminen tavallisella kiintoavaimella ei onnistu, tarvitset fysiikkaa ja vipua avuksi. Kerro omin sanoin, mitä teet?

33. Miten vipu toimii lasten keinulaudassa leikkipuistossa?

34. Mainitse esimerkkejä

a) yksivartisesta vivusta (voima ja kuorma ovat tällöin samalla puolella tukipistettä)

b) kaksivartisesta vivusta (voima ja kuorma ovat eri puolilla tukipistettä)

35. Muunna tunneiksi, minuuteiksi ja sekunneiksi

a) 135,6 min

b) 2,5 h

36. Muunna Kelvin -lämpötila Celsius -lämpötilaksi ja päinvastoin:

a) 35 K

b) 50 astetta Celsiusta

(Lämpötila Celsius-asteina = lämpötila Kelvin - 273,15 Celsius)

(Lämpötila Kelvin = lämpötila Celsius + 273,15 K)

10.3. Kertaavia kysymyksiä 2:

1. Määrittele seuraavat käsitteet

a) kaiku

b) äänen absorboituminen

c) akustiikka

d) kuuloalue

e) ihmisen äänen taajuus

2. Yhdistä oikein seuraavat käsitteet:

lämmönjohtuminen, lämmön kuljettaminen, lämpösäteily, aurinko, merivirrat, kattila liedellä

3. Yhdistä seuraavat toisiinsa oikein:

kineettinen energia, potentiaalienergia, liike-energia, asemaenergia, mekaaninen energia, liike- ja asemaenergia

4. Ajan perusyksikkö on SI-järjestelmässä...

5. Kerro omin sanoin ja jokin esimerkki, mitä tarkoitetaan dynamiikan peruslailla?

6. Jatka lausetta omin sanoin: Johdannaisyksikköä Newton vastaava suure on...

7. Jatka lausetta omin sanoin: Kerrannaisyksikkö mikro on...

8. Jatka lausetta omin sanoin: Kerrointa 10^3 vastaa etuliite...

9. Kiihtyvyys saadaan laskettua seuraavalla kaavalla eli a=F/m. Laske, miten suuren kiihtyvyyden 100 N:n voima aiheuttaa 10 kg:n massalle?

(F=m*a eli a=F/m)

10. Jatka lausetta omin sanoin: Kitkakerroin kuvaa...

11. Jatka lausetta omin sanoin: Vedettäessä esinettä alustalla pienenee kitkavoima, kun ...

12. Jatka lausetta omin sanoin: Lämpötilan perusyksikkö on SI-järjestelmässä...

13. Jatka lausetta omin sanoin: Massan yksikön tunnus on SI-järjestelmässä...

14. Mopon nopeudeksi mitattiin 10 m/s. Paljonko tämä on muutettuna kilometreiksi tunnissa eli km/h?

15. Newtonin kolmannessa laissa sanotaan, että kahden kappaleen väliset vuorovaikutukset aiheuttaa kappaleisiin yhtäsuuret, mutta vastakkaissuuntaiset voimat. Näitä voimia sanotaan vastavoimiksi.

Jatka lausetta omin sanoin: Edellisestä johtuen Newtonin kolmas laki on toiselta nimeltään...

16. Jatka lausetta omin sanoin: Pituuden perusyksikkö on SI-järjestelmässä...

17. Jatka lausetta omin sanoin: Tilavuuden lisäyksikkö litra on...

18. Jatka lausetta omin sanoin: Voiman yksikkö on...

19. Hyötysuhde kertoo kuinka monta prosenttia koneen esim. pölynimurin vastaanottamasta energia muuntuu koneessa haluttuun muotoon. Koska osa esim. pölynimurin ottamasta energiasta muuttuu aina lämmöksi ja karkaa siten ympäristöön, sen hyötysuhde ei voi olla koskaan 100 %. Tarkkaa hyötysuhdetta on hankalaa määrittää.

Etsi seuraavien hyötysuhde oppikirjoista tai Internetistä a) hehkulamppu b) loisteputki ja c) auton moottori

20. Mitkä ovat lämmönsiirtymistavat (3 kpl)?

21. Kerro 3 käytännön esimerkkiä, missä lämpölaajeneminen on huomioitava käytännössä.

22. Mikä on Newtonin mekaniikan toinen laki. Kerro tämä laki jonkin käytännön esimerkin avulla.

23. Etsi jokin  käytännön esimerkki seuraaviin voimiin

a) paino

b) etävoima

c) kosketusvoima

d) tukivoima

e) kitkavoima

f) väliaineen vastus

g) noste

h) jännitys

24. Mitä eroa on painolla ja massalla fysiikan mielessä?

25. Miksi tyynellä säällä puhe kuuluu vastarannalta toiselle erittäin hyvin järven yli?

26. Määrittele seuraavat käsitteet mahdollisimman lyhyesti

a) ominaistaajuus

b)  vertaa äänen etenemistä tyhjiössä ja nesteessä. Kummassa ääni etenee paremmin ja miksi?

c) vertaa ison ja pienen eläimen äänen tuottamista sekä kuulemista, kumpi kuulee ja tuottaa matalampia ääniä?

27. Etsi seuraavaan vastauksia Internetistä tai fysiikan oppikirjoista:

a) montako desibeliä riittää häiritsemään nukkuvan henkilön unen? Kerro esimerkki, mikä voisi olla tällainen ääni?

b) millainen ero on äänillä esim. kun autot ajavat mukulakivikaduilla ja asfalttikaduilla samalla nopeudella?

c) mikä on desibeliraja, jolloin suositetaan käytettäväksi kuulosuojaimia?

d) mikä on ns. kipuraja

e) mikä on melutason turvallisuusraja. Kerro jokin esimerkki tähän.