Kinemaatika

Kursuse kood F1 (riikliku õppekava ja kooli kohustuslik kursus)
Valdkond loodusained
Kursuse nimetus Kinemaatika
Eelduskursused põhikooli füüsika
Lõimumine Matemaatika: vektor ja tehted vektoritega, lineaarfunktsioon, pöördfunktsioon, ruutfunktsioon, nende graafikud; suuruste avaldamine valemist, võrrandisüsteemi lahendamine.
Geograafia: jõgede ja liustike voolamine.
Bioloogia, majandus: kiirus ja kiirendus looduses, majanduses, tehnikas
Õppetöö korraldus
(eeldus 35 tundi)
kontakttunnid, praktilised tööd, iseseisvad tööd
Õpetamise aeg 10. klass
Kursuse eesmärgid Kursuses õpitakse erinevate liikumiste geomeetrilist kirjeldamist, võetakse kasutusele liikumist iseloomustavad põhisuurused (nihe, kiirus, kiirendus) vektorkujul. Õpitakse kasutama kinemaatika mõisteid, seadusi ja teooriaid loodus- ja tehnikanähtuste seletamisel.
Kursuse lühikirjeldus Sissejuhatus kinemaatikasse. Mehaaniline liikumine ja selle kirjeldamine
Füüsika kui loodusteadus. Füüsika koht teiste loodusteaduste hulgas. Loodusteaduslik meetod. Loodusteaduslik ja täppisteaduslik käsitlus. Vaatleja. Nähtavushorisont. Füüsikalised objektid ja füüsikalised suurused. Mõõtmine. Mõõtühikute areng. SI – mõõtühikute süsteem. Mõõtemääramatus. Mudelid füüsikas. Mudelite kasutamine reaalsuses. Mehaanika põhiülesanne. Kinemaatika. Mehaaniline liikumine. Kulgliikumine. Punktmass.
Teepikkus, nihe, aeg. Aegruum. Keha asukoht ruumis. Taustkeha ja taustsüsteem. Mõõtevigade hindamine füüsika laboratoorsetes töödes. Nihe kui vektor. Vektoriaalsed ja skalaarsed suurused.
Tehted vektoritega: korrutamine arvuga, liitmine ja lahutamine (vektori lahutamine kui vastandvektori liitmine).
Vektori projektsioonid.

Ühtlane sirgjooneline liikumine
Kiirus kui vektor.
Liikumisvõrrand projektsioonide kaudu.
Liikumise- ja kiiruse graafikud.

Liikumise suhtelisus
Liikumise suhtelisus. Nihete ja kiiruste liitmine (kiirusvektorid paralleelsed). Klassikaline kiiruste liitmise valem.
Liikumise suhtelisus (kiirusvektorid risti).
Liikumise suhtelisus (kiirusvektorid terav- või nürinurga all).

Ühtlaselt muutuv sirgjooneline liikumine
Keskmine kiirus, hetkkiirus, kiirendus.
Mehaanika põhiülesande lahendamine ühtlase ja ühtlaselt muutuva sirgjoonelise liikumise korral.
Graafiline meetod. Kiiruse- ja liikumisvõrrandid.
Liikumiste uurimine stroboskoopilisel meetodil.
Vaba langemine. Vaba langemise kiirendus.
Horisontaalselt ning horisondiga kaldu visatud keha liikumine.

Soovituslike ja kohustuslike praktiliste tööde loetelu:

  • keha joonmõõtmete (ja tiheduse) mõõtmine ja korrektse mõõtetulemuse esitamine;
  • ühtlase liikumise uurimine liikumisanduri abil;
  • ühtlaselt kiirenevalt liikuva keha koordinaadi, kiiruse ja kiirenduse määramine, uurides kuulikese veeremist rennis;
  • ühtlaselt kiirenevalt liikuva keha koordinaadi, kiiruse ja kiirenduse määramine, kasutades fotoväravaid ning andmehõiveseadet;
  • kettal märgitud punkti nihke ja teepikkuse määramine ketta veeremisel horisontaalsel alusel;
  • reaktsiooniaja määramine;
  • horisontaalselt visatud keha liikumise uurimine;
  • kuuli lennukauguse viskenurgast sõltuvuse uurimine.
Kursuse õpitulemused Kursuse lõpetaja:

  • teab põhimõisteid: mehaanika põhiülesanne, punktmass, taustsüsteem, teepikkus, nihe, kinemaatika, keskmine kiirus, hetkkiirus, kiirendus, vaba langemise kiirendus, liikumisgraafik, kiirusegraafik;
  • oskab kasutada seoseid:
  • rakendab mudeleid: punktmass, kulgliikumine;
  • oskab kasutada mõõteriistu: mõõtejoonlaud, kell;
  • oskab kirjeldada nähtusi: liikumine (sirgjooneline (ühtlane, kiirenev, aeglustuv)).
  • teab mehaanika põhiülesannet (keha koordinaatide määramine suvalisel ajahetkel ja etteantud tingimustel);
  • teab kinemaatika nähtuste iseloomulikke tunnuseid, nähtuste ilmnemise tingimusi, seost teiste nähtustega; nähtusi selgitavaid teaduslikke teooriaid, nähtuste kasutamist praktikas;
  • nimetab nähtuste (ühtlane sirgjooneline liikumine, ühtlaselt kiirenev sirgjooneline liikumine, ühtlaselt aeglustuv sirgjooneline liikumine, vaba langemine) olulisi tunnuseid, oskab tuua näiteid;
  • seletab füüsikaliste suuruste (kiirus, kiirendus, teepikkus ja nihe) tähendust, mõõtühikuid ning nende suuruste mõõtmise või määramise viise;
  • rakendab definitsioone 
  • mõistab ajavahemiku Δt = t – t0 asendamist aja lõppväärtusega t, kui t0 = 0;
  • rakendab ühtlase sirgjoonelise liikumise ja ühtlaselt muutuva liikumise kirjeldamiseks vastavalt liikumisvõrrandeid ;
  • 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: 
  • 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.
Hindamisviis Kursuse hinne moodustub kontrolltööde ja praktiliste tööde, tunnikontrollide ning iseseisvate tööde koondhinde alusel või arvestustöö alusel.
Õppematerjalid
Kirjandus (soovituslik kirjandus)
I. Peil “Füüsika X klassile”
I. Kikoin, A. Kikoin “Füüsika VIII klassile” (abimaterjal)
Ü. Ugaste, J. Saukas “Füüsika gümnaasiumile. Küsimusi ja ülesandeid I”
V. Väinaste “Valikvastustega füüsikaülesanded”
T. Ainsaar ja M. Reemann “Füüsika seeriaülesanded 1. osa”
A. Rõmkevitš ja I. Rõmkevitš “Füüsika ülesannete kogu keskkoolile”
G. Karu “Füüsika redeltestid”
TÜ Teaduskooli õppematerjal “Kinemaatika”
e-õpik: http://opik.fyysika.ee/index.php/book/view/14
e-õpik: http://opik.fyysika.ee/index.php/book/view/17
E. Paju, V. Paju “Füüsika ülesannete kogu gümnaasiumile”
Vastutav õppetool reaalainete õppetool
Kursuse väljund füüsika koolieksam

Viimati uuendatud: 26.02.2018