FY1 t1.1

Suureet, graafinen malli, merkitsevät numerot, matemaattinen malli

Suositeltava osaamistaso: 
80%

a) Millainen tiede fysiikka on?  

b) Anna kolme esimerkkiä fysiikan tutkimuskohteista. 

 

Pisteytysohje: 

a) Fysiikka on

  • kokeellinen luonnontiede \(\quad \color{red}{\text{(+1,5p)}}\)
  • eksakti luonnontiede \(\quad \color{red}{\text{(+1,5p)}}\)

 

Fysiikka pyrkii löytämään lainalaisuuksia, joita

voidaan mallintaa matemaattisesti

koetella kokeellisesti

 

b) Fysiikka tutkii esimerkiksi

  • liikettä
  • ainetta
  • energiaa
  • perusluonteisia luonnonlakeja 
  • perusvuorovaikutuksia
  • kaikkeutta
  • makromaailmaa (aistein havaittava todellisuus)
  • mikromaailmaa (apuvälinein havaittava todellisuus)

\(\quad \color{red}{\text{(+1p / esimerkki)}}\)

 

 

 

Pisteytysohjeen mukaiset pisteet
Ymmärryksen arviointi
Navigointi

a) Mitä tarkoittaa suure? Mitä eroa on

    skalaari- ja vektorisuureella?

b) Minkä kahden perussuureen johdannaissuure on nopeus? 

c) (i) Muunna kymmenpotenssimuotoon 900 nm

    (ii) Muunna kymmenpotenssimuotoon 52 GJ

Pisteytysohje: 

a) Suure on jonkin asian tai esineen mitattava ominaisuus \(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

    Skalaarisuureella on vain suuruus (esim. massa) \(\quad \color{red}{\text{(+0,5p)}}\)

    Vektorisuureella on suuruus ja suunta (esim. nopeus)\(\quad \color{red}{\text{(+0,5p)}}\)

b) Nopeus määritellään siirtymän ja kuluneen ajan suhteena.

  \(\text{nopeus}= \dfrac{\text{paikan muutos}}{\text{kulunut aika}}\) \(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

    \(v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}\)

  Perussuureet ovat siis matka ja aika.\(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

c)

(i)

 \(\quad 900 \text{ nm}\)

\(= 900 \cdot 10^{-9} \text{ m} \)

\(= 9 \cdot 10^{-7} \text{ m}\)\(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

(ii)

\(\quad 52 \text{ GJ} \)

\(=52 \cdot 10^{9} \text{J}\)

\( \\ =5,2 \cdot 10^{10}\text{ J}\)\(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

Pisteytysohjeen mukaiset pisteet
Ymmärryksen arviointi
Navigointi

Erään aineen massan ja tilavuuden välistä riippuvuutta tutkittaessa

saatiin seuraavanlaiset mittaustulokset

\(\begin{array}{|c|c|} \hline \text{massa (g)} & \text{tilavuus (ml)} \\ \hline 11,8 & 15,0 \\ 23,7 & 30,0 \\ 39,5 & 50,0 \\ 47,3 & 60,0 \\ 71,0 & 90,0 \\ \hline \end{array}\)

a) Määritä sopivaa graafista esitystä käyttäen aineen tiheys. (5p)

 

b) Mikä aine on kyseessä? (1p)

Pisteytysohje: 

Sijoitetaan mittaustulokset (V, m) -koordinaatistoon.

Synonyymeja:

  • Piirretään massa m tilavuuden V funktiona.
  • Sijoitetaan mittaustulokset Vm -koordinaatistoon.

Huom! \(1 \text{ ml} = 1 \text{ cm}^3\)

Huom! Muista kirjoittaa suureiden

tunnukset ja yksiköt akseleihin! 

\(\quad \color{red}{\text{(Akselit oikeinpäin, nimetty ja yksiköt +2p)}}\)

 

Suureiden välinen riippuvus on lineaarista, joten

sovitetaan suora mittauspisteiden kautta.

\(\quad \color{red}{\text{(Sovitettu suora +1p)}}\)

Ratkaistaan suoran fysikaalinen kulmakerroin, joka on

aineen tiheys.

Aineen tiheydeksi saadaan

\(\rho=\dfrac{\Delta m}{\Delta V} \) \(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

\(\rho=\dfrac{65 \text{ g} - 35 \text{ g}}{82,5 \text{ cm}^3 - 44,5 \text{ cm}^3} \)

\(\rho \approx 0,79 \text{ g/cm}^3\)

\(\quad \color{red}{ 0,786 \text{ g/cm}^3\leq\rho \leq 0,794 \text{ g/cm}^3\text{(+1p)}}\)

b) Taulukkokirjasta huomataan, että aineen tiheys on lähimpänä

etanolin tiheyttä ( \(0,789 \text{ g/cm}^3\)) eli aine on mitä todennäköisimmin etanolia.  \(\quad \color{red}{\text{(+1p)}}\)

 

Pisteytysohjeen mukaiset pisteet
Ymmärryksen arviointi
Navigointi

Tekemäsi itsearvion pohjalta tuloksesi prosentteina on: