Noarootsi Gümnaasiumi õppekava

II kursus: Mehaanika

1. 
   Kinemaatika
   
   1. 
      Õppesisu
      

Mehaanika põhiülesanne. Punktmass kui keha mudel. Koordinaadid. Taustsüsteem. Teepikkus ja nihe. Kinemaatika. Ühtlane sirgjooneline liikumine ja ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine: liikumisvõrrand, kiiruse ja läbitud teepikkuse sõltuvus ajast, vastavad graafikud. Vaba langemine kui näide ühtlaselt kiireneva liikumise kohta. Vaba langemise kiirendus. Kiiruse ja kõrguse sõltuvus ajast vertikaalsel liikumisel. Erisihiliste liikumiste sõltumatus.

2. 
   Põhimõisted
   

Mehaanika põhiülesanne, punktmass, taustsüsteem, teepikkus, nihe, kinemaatika, keskmine kiirus, hetkkiirus, kiirendus, vaba langemise kiirendus.

3. 
   Praktilised tööd ja IKT rakendamine
   

Ühtlaselt kiirenevalt liikuva keha koordinaadi, kiiruse ja kiirenduse määramine, uurides kuulikese veeremist rennis ja kasutades fotoväravaid ning andmehõiveseadet.

Tutvumine visatud keha liikumisega demokatse või arvutisimulatsiooni abil.

4. 
   Lõiming
   

Matemaatika – ristkoordinaadistik, lineaar- ja ruutfunktsioon, funktsiooni tuletis

5. 
   Õpitulemused
   Kursuse lõpul õpilane:
   

teab mehaanika põhiülesannet (keha koordinaatide määramine suvalisel ajahetkel ja etteantud tingimustel);

nimetab ühtlase sirgjoonelise liikumise, ühtlaselt kiireneva ja aeglustuva sirgjoonelise liikumise ning vaba langemise olulisi tunnuseid, oskab tuua näiteid vastavatest liikumistest;

seletab füüsikaliste suuruste - kiirus, kiirendus, teepikkus ja nihe – tähendust ja mõõtühikuid ning nende suuruste mõõtmise või määramise viise;

rakendab definitsioone ja ;

mõistab ajavahemiku Δt = t – t0 asendamist aja lõppväärtusega t, kui t0 = 0;

rakendab ühtlase sirgjoonelise liikumise ja ühtlaselt muutuva liikumise kirjeldamiseks vastavalt liikumisvõrrandeid  või ;

kujutab graafiliselt ja kirjeldab graafiku abil ühtlase ja ühtlaselt muutuva sirgjoonelise liikumise kiiruse ning läbitud teepikkuse sõltuvust ajast; oskab leida teepikkust kui kiiruse graafiku alust pindala;

rakendab ühtlaselt muutuva sirgjoonelise liikumise kiiruse, nihke ja kiirenduse leidmiseks seoseid: ,  ja ;

teab, et vaba langemise korral tuleb kõigis seostes kiirendus  a  asendada vaba langemise kiirendusega  g, ning oskab seda teadmist rakendada, arvestades kiiruse ja kiirenduse suundi.

2. 
   Dünaamika
   
   1. 
      Õppesisu
      Kulgliikumise dünaamika. Newtoni seadused (kordamine). Jõudude vektoriaalne liitmine. Resultantjõud. Näiteid konstantse kiirusega liikumise kohta jõudude tasakaalustumisel. Keha impulss kui suurus, mis näitab keha võimet muuta teiste kehade kiirust. Impulsi jäävuse seadus. Jõud kui keha impulsi muutumise põhjus. Keskkonna takistusjõu tekkemehhanism. Raskusjõud, keha kaal, toereaktsioon. Kaalutus. Rõhumisjõud ja rõhk. Elastsusjõud. Hooke’i seadus. Jäikustegur. Hõõrdejõud ja hõõrdetegur. Keha tiirlemine ja pöörlemine. Ühtlase ringjoonelise liikumise kirjeldamine: pöördenurk, periood, sagedus, nurk- ja joonkiirus, kesktõmbekiirendus. Gravitatsiooniseadus. Raske ja inertse massi võrdsustamine füüsikas. Tiirlemine ja pöörlemine looduses ning tehnikas. Orbitaalliikumise tekkimine inertsi ja kesktõmbejõu koostoime tagajärjena.
      
   2. 
      Põhimõisted
      

Resultantjõud, keha impulss, impulsi jäävuse seadus, raskusjõud, keha kaal, kaalutus, toereaktsioon, rõhumisjõud, rõhk, elastsusjõud, jäikustegur, hõõrdejõud, hõõrdetegur, pöördenurk, periood, sagedus, nurkkiirus, joonkiirus, kesktõmbekiirendus.

3. 
   Praktilised tööd ja IKT rakendamine
   

Liugehõõrdeteguri määramine, kasutades dünamomeetrit ja kaldpinda .

Kesktõmbekiirenduse määramine, kasutades vastavat arvutisimulatsiooni.

Tutvumine planeetide liikumise seaduspärasustega, kasutades vastavat arvutisimulatsiooni.

4. 
   Õpitulemused
   Kursuse lõpul õpilane
   

nimetab nähtuste (vastastikmõju, gravitatsioon, hõõrdumine ja deformatsioon) olulisi tunnuseid ning selgitab seost teiste nähtustega;

täiendab etteantud joonist vektoritega, näidates kehale mõjuvaid jõudusid nii liikumisoleku püsimisel (v = const, a = 0) kui ka muutumisel (a = const ≠ 0);

oskab leida resultantjõudu;

kasutab Newtoni seadusi mehaanika põhiülesannet lahendades;

seletab füüsikalise suuruse impulss tähendust, teab impulsi definitsiooni ning impulsi mõõtühikut;

sõnastab impulsi jäävuse seaduse ja oskab praktikas kasutada seost

;

seletab jõu seost impulsi muutumise kiirusega keskkonna takistusjõu tekkimise näitel;

nimetab mõistete (raskusjõud, keha kaal, toereaktsioon, rõhumisjõud ja rõhk) olulisi tunnuseid ning rakendab seoseid:

nimetab mõistete (hõõrdejõud ja elastsusjõud) olulisi tunnuseid ning toob näiteid nende esinemise kohta looduses ja tehnikas;

rakendab hõõrdejõu ja elastsusjõu arvutamise eeskirju  ja ;

toob loodusest ja tehnikast näiteid ühtlase ja mitteühtlase tiirlemise ning pöörlemise kohta,

kasutab liikumise kirjeldamisel õigesti füüsikalisi suurusi (pöördenurk, periood, sagedus, nurkkiirus, joonkiirus ja kesktõmbekiirendus) ja teab nende suuruste mõõtühikuid;

kasutab probleemide lahendamisel seoseid: , , ,

;

rakendab gravitatsiooniseadust  ;

teab mõistete raske mass ja inertne mass erinevust;

seletab orbitaalliikumist kui inertsi ja kesktõmbejõu koostoime tagajärge.

3. 
   Võnkumised ja lained
   
   1. 
      Õppesisu
      Võnkumine kui perioodiline liikumine. Pendli võnkumise kirjeldamine: hälve, amplituud, periood, sagedus, faas. Energia muundumine võnkumisel. Hälbe sõltuvus ajast, selle esitamine graafiliselt ning siinus- või koosinusfunktsiooniga. Võnkumised ja resonants looduses ning tehnikas. Lained. Piki- ja ristlained. Lainet iseloomustavad suurused: lainepikkus, kiirus, periood ja sagedus. Lainetega kaasnevad nähtused (peegeldumine, murdumine, interferents, difraktsioon) ja näited nende esinemisest looduses ning tehnikas.
      
   2. 
      Põhimõisted
      

Võnkumine, hälve, amplituud, periood, sagedus, faas, vabavõnkumine, sundvõnkumine, pendel, resonants, laine, pikilaine, ristlaine, lainepikkus, peegeldumine, murdumine, interferents, difraktsioon.

3. 
   Praktilised tööd ja IKT rakendamine
   

Matemaatilise pendli ja vedrupendli võnkumiste uurimine demokatse ja arvuti-simulatsiooni abil.
Tutvumine lainenähtustega demokatse või interaktiivse õppevideo vahendusel.

4. 
   Lõiming
   

Matemaatika – siinus- ja koosinusfunktsioon, funktsiooni tuletis

5. 
   Õpitulemused
   Kursuse lõpul õpilane
   

nimetab vabavõnkumise ja sundvõnkumise olulisi tunnuseid ning toob näiteid nende esinemise kohta looduses ja tehnikas;

tunneb füüsikaliste suuruste (hälve, amplituud, periood, sagedus ja faas) tähendust, mõõtühikuid ning mõõtmisviisi;

kasutab probleeme lahendades seoseid  ja  võnkumiste kontekstis;

seletab energia muundumisi pendli võnkumisel;

teab, et võnkumiste korral sõltub hälve ajast ning, et seda sõltuvust kirjeldab siinus- või koosinusfunktsioon;

nimetab resonantsi olulisi tunnuseid ning toob näiteid selle esinemise kohta looduses;

nimetab pikilaine ja ristlaine olulisi tunnuseid;

tunneb füüsikaliste suuruste (lainepikkus, laine levimiskiirus, periood ja sagedus) tähendust, mõõtühikuid ning mõõtmisviisi;

kasutab probleeme lahendades seoseid ja  ;

nimetab lainenähtuste: peegeldumine, murdumine, interferents ja difraktsioon, olulisi tunnuseid;

toob näiteid lainenähtuste kohta looduses ja tehnikas.

4. 
   Jäävusseadused mehaanikas
   
   1. 
      Õppesisu
      Impulsi jäävuse seadus ja reaktiivliikumine, nende ilmnemine looduses ja rakendused tehnikas. Mehaaniline energia. Mehaanilise energia jäävuse seadus. Mehaanilise energia muundumine teisteks energia liikideks. Energia jäävuse seadus looduses ja tehnikas.
      
   2. 
      Põhimõisted
      

Reaktiivliikumine, mehaanilise energia jäävuse seadus, energia muundumine.

3. 
   Praktilised tööd ja IKT rakendamine
   

Tutvumine reaktiivliikumise ning jäävusseadustega mehaanikas demokatse või arvutisimulatsiooni abil.

4. 
   Õpitulemused
   Kursuse lõpul õpilane
   

seletab reaktiivliikumise nähtust, seostades seda impulsi jäävuse seadusega, toob näiteid reaktiivliikumisest looduses ja rakendustest tehnikas;

seletab füüsikalise suuruse mehaaniline energia tähendust ning kasutab probleemide lahendamisel  seoseid ,  ja Emeh = Ek + Ep;

rakendab mehaanilise energia jäävuse seadust ning mõistab selle erinevust üldisest energia jäävuse seadusest;

3.