Grymoedd, màs a mudiant Newton

• newEditor
• Physics
• Upper Secondary (Key Stage 4)
• GCSE

Grymoedd, Màs a Mudiant

null

Nod y wers

Gallaf egluro inertia, defnyddio deddfau mudiant cyntaf ac ail Newton, a chyfrifo màs, pwysau a mudiant mewn sefyllfaoedd syml.

null

Pa eiriau sy'n dod i'r meddwl wrth glywed grymoedd a mudiant?

Defnyddiwch y cwmwl geiriau i weld a yw disgyblion eisoes yn cysylltu'r pwnc â grym, màs, pwysau, cyflymiad, disgyrchiant neu wrthiant aer.

Beth yw inertia?

• Inertia yw tuedd gwrthrych i wrthsefyll newid yn ei fudiant

• Mae gwrthrych llonydd yn tueddu i aros yn llonydd

• Mae gwrthrych sy'n symud yn tueddu i barhau i symud ar yr un buanedd ac i'r un cyfeiriad

Pwysleisiwch nad yw inertia yn rym. Mae'n briodwedd gwrthrych sy'n disgrifio pa mor anodd yw newid ei fudiant.

Màs fel mynegiad o inertia

Mae màs yn fesur o inertia gwrthrych.

• Po fwyaf yw'r màs, y mwyaf yw'r inertia

• Mae gwrthrych â màs mawr yn anoddach ei gyflymu, ei arafu neu newid ei gyfeiriad

• Mae gwrthrych â màs bach yn newid ei fudiant yn haws

Defnyddiwch enghraifft fel pêl denis a phêl feddyginiaeth: mae'r ddwy yn gallu symud, ond mae newid mudiant y bêl drymach yn gofyn am fwy o rym.

Màs bach, màs mawr

• Mae trol wag yn cyflymu'n haws na throl lawn

• Mae hyn oherwydd bod gan y drol lawn fwy o fàs

• Felly mae ganddi fwy o inertia

Cysylltwch yr enghraifft bob dydd â'r diffiniad ffisegol: nid y gwrthrych 'mwy' yn unig sy'n bwysig, ond ei fàs.

Deddf gyntaf Newton

Mae deddf gyntaf Newton yn dweud:

Bydd gwrthrych yn aros yn llonydd, neu'n parhau i symud gyda buanedd cyson mewn llinell syth, oni bai bod grym cydeffaith yn gweithredu arno.

Atgoffwch fod 'buanedd cyson mewn llinell syth' yn golygu dim newid mewn buanedd na chyfeiriad. Mae troi hefyd yn newid mudiant.

Grym cydeffaith a mudiant

• Os yw'r grymoedd yn gytbwys, nid yw'r mudiant yn newid

• Os yw'r gwrthrych yn llonydd, mae'n aros yn llonydd

• Os yw'n symud, mae'n parhau gyda buanedd cyson

• Dim ond grymoedd anghytbwys sy'n newid mudiant

Defnyddiwch iaith fanwl: gall gwrthrych symud er nad oes grym cydeffaith arno. Dyna un o'r syniadau sy'n mynd yn groes i reddf bob dydd.

Beth yw inertia?

A

Grym tynnu

B

Tuedd i wrthsefyll newid

C

Mesur o bwysau

D

Cyfradd o gyflymu

Mae'r ateb cywir yn profi dealltwriaeth bod inertia yn briodwedd, nid grym.

Inertia, màs a deddf gyntaf Newton

Mae inertia yn disgrifio tuedd gwrthrych i wrthsefyll newid yn ei fudiant. Mae màs yn fesur o'r inertia hwn. Yn ôl deddf gyntaf Newton, bydd gwrthrych yn aros fel y mae oni bai bod grym cydeffaith yn gweithredu arno.

inertia

màs

grym cydeffaith

pwysau

cyflymiad

gwrthiant aer

buanedd

Mae pob bwlch yn term allweddol o'r bloc cyntaf: diffiniad inertia, màs fel mesur inertia, a rôl grym cydeffaith.

Pan fo grymoedd anghytbwys

• Mae grym cydeffaith yn achosi cyflymiad

• Gall y cyflymiad hwn gynyddu buanedd

• Gall leihau buanedd

• Gall newid cyfeiriad y mudiant

Pwysleisiwch fod cyflymiad yn golygu unrhyw newid mewn buanedd neu gyfeiriad, nid dim ond mynd yn gyflymach.

Ail ddeddf Newton

Mae ail ddeddf Newton yn cysylltu grym, màs a chyflymiad:

grym cydeffaith = màs × cyflymiad

F = ma

Defnyddiwch unedau'n gyson: grym mewn newtonau (N), màs mewn cilogramau (kg), cyflymiad mewn m/s².

Beth yw'r grym cydeffaith

A

15N i'r dde

B

5N i'r chwith

C

5N i'r dde

D

15 N i'r chwith

Beth yw'r grym cydeffaith

A

0N

B

10N i'r dde

C

20N i'r chwith

D

20N i'r dde

Beth yw'r grym cydeffaith

A

28N i'r chwith

B

20N i'r dde

C

12N i'r chwith

D

12N i'r dde

Beth mae F = ma yn ei olygu?

• Mae cyflymiad mewn cyfrannedd union â'r grym cydeffaith

• Mae dyblu'r grym yn dyblu'r cyflymiad, os yw'r màs yn gyson

• Mae cyflymiad mewn cyfrannedd wrthdro â màs

• Mae dyblu'r màs yn haneru'r cyflymiad, os yw'r grym yn gyson

Gallwch ddefnyddio saethau neu gymariaethau rhifiadol llafar i ddangos y berthynas gyfrannol heb roi gormod o gyfrifiadau ar y sleid.

Mwy o rym neu fwy o fàs

• Mae gwthio'n galetach yn rhoi mwy o gyflymiad

• Mae gwrthrych trymach yn cael llai o gyflymiad o'r un grym

• Felly mae F = ma yn esbonio sut mae mudiant yn newid

Gallwch gymharu dau feiciwr neu ddau drol gyda'r un gwthiad i atgyfnerthu effaith màs.

Sut mae grym cydeffaith yn newid mudiant gwrthrych?

Dylai atebion gyfeirio at hyn: os yw'r grymoedd yn gytbwys, nid yw mudiant yn newid; os oes grym cydeffaith, mae'r gwrthrych yn cyflymu, arafu neu newid cyfeiriad.

Os caiff màs ei ddyblu a'r grym aros yr un fath, beth sy'n digwydd?

A

Cyflymiad yn dyblu

B

Cyflymiad yn aros yr un fath

C

Cyflymiad yn haneru

D

Grym yn diflannu

Yn seiliedig ar F = ma: mae cyflymiad mewn cyfrannedd wrthdro â màs os yw'r grym yn gyson.

Màs a phwysau

• Màs yw faint o ddeunydd sydd mewn gwrthrych, ac mae'n fesur o inertia

• Pwysau yw'r grym disgyrchiant sy'n gweithredu ar y gwrthrych

• Mae màs yn cael ei fesur mewn kg

• Mae pwysau yn cael ei fesur mewn N

Mae disgyblion yn aml yn defnyddio 'màs' a 'phwysau' fel pe baent yr un peth. Tynnwch sylw at y gwahaniaeth mewn unedau.

Y fformiwla ar gyfer pwysau

Mae pwysau yn dibynnu ar ddau beth:

pwysau = màs × cryfder y maes disgyrchiant

W = mg

Atgoffwch fod g yn cael ei fesur mewn N/kg, ac ar y Ddaear mae'n aml yn cael ei gymryd fel tua 10 N/kg ar gyfer amcangyfrifon cyflym.

1 kg ar y Ddaear

• Ar arwyneb y Ddaear, mae cryfder y maes disgyrchiant tua 10 N/kg

• Felly mae gwrthrych â màs 1 kg yn pwyso tua 10 N

• Gellir amcangyfrif pwysau gwrthrych trwy luosi ei fàs â 10

Os oes angen mwy o fanwl gywirdeb, gellir crybwyll 9.8 N/kg, ond ar gyfer CBAC defnyddir 10 N/kg yn aml mewn cyfrifiadau syml.

Pwysau mewn meysydd gwahanol

• Mae màs gwrthrych yn aros yr un fath ym mhobman

• Gall pwysau newid os yw cryfder y maes disgyrchiant yn newid

• Dyna pam y byddai'r un gwrthrych yn pwyso'n wahanol ar y Lleuad ac ar y Ddaear

Cysylltwch hyn yn ôl â'r diffiniad: mae pwysau yn rym, felly mae'n dibynnu ar y maes disgyrchiant lleol.

Egni potensial disgyrchiant

Pan gaiff gwrthrych ei godi mewn maes disgyrchiant, mae'n storio egni potensial disgyrchiant.

Mae'r newid mewn egni hwn yn dibynnu ar bwysau'r gwrthrych a'r newid mewn uchder.

Peidiwch â chyflwyno fformiwla ychwanegol os nad yw'n angenrheidiol yma; y prif gysylltiad yw bod pwysau'n berthnasol i gyfrifiadau egni potensial disgyrchiant.

Pa un sy'n cael ei fesur mewn newtonau?

A

Màs

B

Inertia

C

Pwysau

D

Cyflymiad

Camdybiaeth gyffredin yw cymysgu kg a N. Pwysau yw'r grym, felly fe'i mesurir mewn newtonau.

Màs, pwysau a disgyrchiant

Mae màs yn aros yr un fath ym mhobman, ond gall pwysau newid os yw cryfder y maes disgyrchiant yn newid. Ar y Ddaear, gellir defnyddio 10 N/kg fel amcangyfrif, felly mae W = mg yn cysylltu pwysau, màs a disgyrchiant.

màs

pwysau

10 N/kg

W = mg

F = ma

1 N

cyflymiad

inertia

kg

Mae'r testun yn atgyfnerthu'r gwahaniaeth rhwng màs a phwysau ac yn cysylltu hynny â'r fformiwla W = mg.

Grymoedd mewn aer

• Mae gwrthrych sy'n symud drwy'r aer yn profi gwrthiant aer

• Mae disgyrchiant yn tynnu i lawr

• Mae gwrthiant aer yn gweithredu i'r cyfeiriad gwrthwyneb i'r mudiant

Defnyddiwch enghraifft disgynnydd awyr neu barasiwtydd i wneud y grymoedd yn hawdd eu delweddu.

Sut mae gwrthiant aer yn newid

• Po fwyaf yw buanedd gwrthrych, y mwyaf yw gwrthiant aer fel arfer

• Ar ddechrau disgyniad, mae pwysau yn fwy na gwrthiant aer

• Felly mae'r grym cydeffaith i lawr, ac mae'r gwrthrych yn cyflymu

Mae hyn yn fan allweddol i gysylltu ail ddeddf Newton â sefyllfa go iawn: grym cydeffaith i lawr → cyflymiad i lawr.

Buanedd terfynol

pwysau > gwrthiant aer → mae'r gwrthrych yn cyflymu

gwrthiant aer yn cynyddu → mae'r grym cydeffaith yn lleihau

pwysau = gwrthiant aer → dim grym cydeffaith → buanedd terfynol

Pwysleisiwch nad yw buanedd terfynol yn golygu bod y gwrthrych wedi stopio; mae'n dal i symud, ond ar fuanedd cyson.

Beth sy'n digwydd ar fuanedd terfynol?

• Mae'r grymoedd yn gytbwys

• Nid oes cyflymiad pellach

• Mae'r gwrthrych yn parhau i symud ar fuanedd cyson

• Mae hyn yn cyd-fynd â deddf gyntaf Newton

Cysylltwch y subtopic olaf yn ôl â dechrau'r wers: pan fo'r grymoedd yn gytbwys, nid yw'r mudiant yn newid.

Ar fuanedd terfynol, pa ddatganiad sy'n gywir?

1

minute

00

second

add30s

A

Mae'r grymoedd yn gytbwys

B

Mae'r pwysau'n sero

C

Mae'n stopio symud

D

Mae'r cyflymiad yn cynyddu

Pwysleisiwch fod gwrthrych ar fuanedd terfynol yn dal i symud, ond ar fuanedd cyson oherwydd bod y grymoedd yn gytbwys.

Gwrthiant aer a buanedd terfynol

Wrth i wrthrych ddisgyn drwy'r aer, mae gwrthiant aer yn cynyddu wrth i'w fuanedd gynyddu. Ar y dechrau, mae pwysau yn fwy na'r grym hwn, felly mae'r gwrthrych yn cyflymu. Pan fydd y ddau rym yn hafal, cyrhaeddir buanedd terfynol ac nid oes cyflymiad pellach.

gwrthiant aer

pwysau

buanedd terfynol

cyflymiad

màs

inertia

grym cydeffaith

10 N/kg

llonydd

Mae'r dilyniant yn profi'r mecanwaith: mwy o wrthiant aer, llai o rym cydeffaith, yna buanedd terfynol.

Beth yw'r un peth pwysicaf a ddysgoch heddiw?

Dim ateb cywir unigol. Gwahoddwch fyfyrwyr i enwi un syniad neu berthynas allweddol, e.e. inertia, F = ma, W = mg, neu fuanedd terfynol.

Pa ran o'r wers helpodd fwyaf i ti ddeall?

Dim ateb cywir unigol. Gall ymatebion gyfeirio at enghreifftiau, fformiwlâu, cymariaethau màs/pwysau, neu drafodaeth am wrthiant aer.

Pa ran oedd fwyaf anodd neu ddryslyd?

Dim ateb cywir unigol. Defnyddiwch hyn i weld ble mae angen ailadrodd: unedau, grym cydeffaith, neu fuanedd terfynol efallai.

Geirfa

inertia - tuedd gwrthrych i wrthsefyll newid yn ei fudiant

màs - mesur o faint o ddeunydd ac o inertia gwrthrych

pwysau - grym disgyrchiant sy'n gweithredu ar wrthrych

grym cydeffaith - y grym cyffredinol ar ôl cyfuno'r holl rymoedd

cyflymiad - cyfradd newid buanedd neu gyfeiriad

gwrthiant aer - grym sy'n gwrthwynebu mudiant gwrthrych drwy'r aer

buanedd terfynol - y buanedd cyson a geir pan fo'r grymoedd yn gytbwys

null

Geirfa

deddf gyntaf Newton - mae gwrthrych yn aros fel y mae oni bai bod grym cydeffaith yn gweithredu arno

ail ddeddf Newton - mae grym cydeffaith yn hafal i fàs × cyflymiad

F = ma - hafaliad sy'n cysylltu grym, màs a chyflymiad

W = mg - hafaliad sy'n cysylltu pwysau, màs a chryfder maes disgyrchiant

cryfder maes disgyrchiant - pwysau pob cilogram mewn maes disgyrchiant, mewn N/kg

egni potensial disgyrchiant - egni sydd gan wrthrych oherwydd ei safle mewn maes disgyrchiant

null

Mae ail ddeddf newton yn dweud:

A

mwyaf yw'r grym lleiaf yw cyflymiad

B

mwyaf yw'r grym y mwyaf yw'r cyflymiad

C

mwyaf yw'r mas y lleiaf yw'r cyflymiad

D

mwyaf yw'r mas y mwyaf yw'r cyflymiad

Pam mae plymiwr aer yn agor parasiwt mae gwrthiant aer yn fwy na pwysau felly

A

mae'n cyflymu i lawr

B

mae'n arafu

C

does dim newid

D

mae'n symud i fyny

Text

Pa grym sydd angen i gyflymu beic modur 250kg ar 5 m/s²

A

125 N

B

50 N

C

1250 N

D

500 N

Pa rhif sy'n dangos pryd mae pwysau yn llai na gwrthiant aer?

A

2

B

4

C

6

D

7

Pa rhif sy'n dangos buanedd terfynol?

A

2

B

4

C

6

D

1

Pa rhif sy'n dangos pryd mae pwysau yn fwy na gwrthiant aer?

A

2

B

4

C

6

D

7