KESKUSTELU

Ajattelin tätä myös aluksi mutta jätin kitkan huomioimatta sitten lopulta kun johonkin piti raja vetää. (rupesin siitä sitten miettimään tota voiman suuntaa muodon muuttuessa.)

Hitain luoti tuskin kokee merkittävää muodonmuutosta, kun väliainevastus lienee verrannollinen nopeuden johonkin korkeampaan potenssiin, mutta nopeimmalla tilanne saattaa olla toinen. Mikäli nopein luoti levähtää pahasti, voi se lennättää lautaa merkittävästi.
Tietysti nopeinkaan luoti ei ole moksiskaan ohuesta havupuulevystä, mutta paksumpi kovapuulevy voi jo osoittautua kovemmaksi palaksi.
Olettekos muuten nähneet vesimelonia ammuttavan aseella? Meloni itseasiassa lennähtää ampujaa kohden. Tämäkin voi osoittautua merkittäväksi tekijäksi.
Pikaisesti googlettamalla en nyt videota löytänyt, mutta tässä joku on pohtinut tapausta.

Olet juuri pilaamassa monta vanhaa elokuvaa.

Intissähän tuo tuli koettua.

Otan täyden kunnian, mutta vastuun delegoin Newtonille.

Minä taas en koskaan ole kuullut uusavuttomasta teekkarista. (Näistä ruotsalaisista siviili-insinööreistä kyllä uskon ihan mitä tahansa.)

Tämä kakkostehtävä lähtee siitä, että tarvittava voima on sama, kuten kirjoitit. Se pitää varsin hyvin paikkansa, todellisuudessa voima pienenee aavistuksen nopeuden kasvaessa. Jos nopeus nousee kovin suureksi tapahtuu kuitenkin outoja. Jos nopeus ylittää äänennopeuden puussa (4000m/s) on tulos vaikeasti arvioitavissa.
Voima on siis sama, mutta voimahan ei yksinään riitä laudan liikuttamiseen. Sillä täytyy olla myös vaikutusaika. Impulssi on voima kertaa aika. Nopeammalla luodilla on aika lyhyempi ja impulssi pienempi, ja lauta liikahtaa vähemmän.
Jos tarkastelu tuntuu epäuskottavalta, voi yhtähyvin pitää lähtökohtana sitä, että energian kulutus on sama kaikissa tapauksissa. Energia on voima kertaa matka, se on siis sama kaikissa tapauksissa. Impulssihan on voima kertaa aika ja aika ei ole sama.

Nopein luoti = pienin impulssi = pienin laudan liike.
Hitain luoti = suurin impulssi = suurin laudanliike.
Korant vastasikin tähän jo aivan oikein.
Muihin kysymyksiin palaan maanantaina. Laittakaahan vastauksianne esille.

No jos minä sitten aloittaisin tuosta viimeisestä:
Kananmunan todellinen olemus selviää (ainakin jos on verrokki) ottamalla sen käteen ja pyöräyttämällä sitä vähän nopealla ranneliikkeellä. Keitetyn pyöräyttäminen tuntuu raskaammalta kuin keittämättömän, koska keitetyssä munassa kiinteytynyt sisältö pyörii kuoren mukana.

Ilman verrokkimunaakin tuo onnistuu: saatetaan muna pyörivään liikkeeseen ja pysäytetään se hetkeksi. Massan hitauden nojalla raa'an munan keltuainen pyrkii säilyttämään liiketilansa ja kiepauttaa munan uuteen liikkeeseen käden noston jälkeen. As simple as that.

Kysymysten tarkoituksena oli antaa mahdollisuus testata perustietojanne fysiikasta, sekä kykyä soveltaa tietoja yksinkertaisiin tehtäviin. Vastauksia ei niin järin runsaasti tullut, Vain yksi yksityisviestinä. Katson kuitenkin tarpeelliseksi julkaista vastaukset. Jos olette erimieltä jostain tai muuten haluatte kommentoida, niin siitä vaan kirjoittamaan. Pallot liikkuvat toisiaan kohden, pallojen välissä ilman nopeus on suurempi, joten paine on vastaavasti pienempi. (Bernoullin laki) Tässä tehtävässä olisi ollut hyvä mainita pallojen välissä olevan 5cm tila. Voima on sama kaikissa tapauksissa, vaikutusaika on lyhyempi nopealla luodilla. Lauta a saa suurimman impulssin ja lentää pisimmälle. Tässä oletettiin jokaisen tähän vastaavan tietävän, ettei aika 42minuuttia riipu lähtöpaikkojen välisestä etäisyydestä. Jos välimatkaksi valitaan vaikka yksi metri, huomataan heti että tekemällä alkuun laskeva osa ja loppuun nouseva osa saadaan nopeampi reitti.
Nopein reitti on käsittääkseni sykloidin muotoinen. Kyseisen sykloidin muodostaa suuren (maapallon kokoisen) ympyrän sisällä pyörivä ympyrä, jonka kehä on kuljettavan matkan (maanpintaa pitkin) mittainen. Nesteen pinta laskee, vaikka ilman molekyylien ”lomittumista” ei huomioitaisi. Kuula, sylinteri, putki. Leikki auto olisi luultavasti nopein. Nettovoimaa liikuttamaan systeemiä jää 1kg*g. Massaa on 3 kg, joten systeemi saa kiihtyvyyden 1+1/3 g. Kilon punnus tarvitsee voiman 4/3*kg*g. Langassa vaikuttaa joka paikassa sama voima, joten pyörään vaikuttaa 8/3 vanhanaikaista kilopondia. Liikemäärän säilymisen laista johtuen liikahtaa se lauta johon on osuttu kumipallolla eniten. Vetovoima ei muutu. Tämä on niitä asioita, jotka muuttuva itsestään selvyyksiksi, kun ne on kyllin monta kertaa laskenut tai kuullut. Toinen samanlainen juttu on onton pallon sisälleen aiheuttama vetovoima. Kevyempää kuormaa on kevyempi vetää.
Itselläni ei ole kovin tarkka tunto käsissä, joten käytän varmaa menetelmää.
Yritän saada munan pyörimään pöydällä hyrrän tavoin. Keitetty onnistuu, ei hyvin mutta kuitenkin. Raaka ei onnistu lainkaan. Varmasti tarkkakätinen voi tuntea kädessä pyöräyttämällä.

Tehtävässä 9 kuormaa voi vetää muuhunkin suuntaan kuin vaakasuuntaan johon itse ensin rajoituin. Jos on hinku hieman laskeskella niin jatkokysymyksenä: Missä kulmassa 50 kg kuormaa tulisi vetää, jotta tarvittava vetovoima olisi pienin mahdollinen.

Itse asiassa tarkoitukseni oli kokeilla vastata näihin sillä tiedolla ja ymmärryksellä, mikä minulla on, mutta jokin (elämä?) tuli väliin Joihinkin kohtiin olisi mukava saada lisäselvennystä ja olen kiitollinen, jos joku jaksaa vähän valaista.

Enpä olisi osannut todistaa, mitenkään. Näppärä tapa lähestyä ongelmaa. Yritin ajatella tilannetta, jossa hitain luoti luovuttaisi kaiken energiansa läpäisyssä, mutta ilman konkreettisia tuloksia.

Ymmärtääkseni johtuu ihan tämän pallon muodosta ja sen pv-kentästä, joka noudattaa Maan muotoa? Mutta onko se enää sykloidi, jos se pyörii kaarevaa pintaa vasten? Uskottavasti se silti voi olla edelleen tässä tapauksessa brakistoktroni. Lisäksi se todistus puuttuu... Muist. vaadittiin Newton ratkaisemaan tämä, mut ehkäpä se on peruskauraa nykyään - kiitos Newtonin ja kumppaneiden. " ...huomataan heti että tekemällä alkuun laskeva osa ja loppuun nouseva osa saadaan nopeampi reitti." kuka huomaa, kuka ei

Johtuen siitä, että alussa syrjäytyy painolla kevyempää nestettä?

Hmm, omissa laskuissani putki tuli kappaleista toiseksi, mutta en olekaan koskaan ollut hyvä laskimen kanssa. Vaikuttaako tuohon jokin muukin, kuin pelkkä hitausmomentti?

Näitä en ole tajunnut koskaan... ..enkä tajua vieläkään.

Tätä en todellakaan ymmärrä. Olisin luullut että ko. lauta liikahtaa vähiten. Luulisi kumipallon muodonmuutoksiin ja sen takaisinpäin suuntautuvaan liikkeeseen kuluvan tuhottomasti energiaa.

Ilmeisesti tässä oletetaan levyllä olevan jokin todellinen paksuus , muuten kysymys taitaisi olla joka mielessä järjetön (aloin miettiä onko järkevää edes matemaattisessa mielessä esittää kysymystä, mikä sellaisen levyn massa on, joka on kahdessa ulottuvuudessa ääretön, muta kolmannessa äärettömän ohut). Uskomaton vastaus, vaikka saattanee olla totta. Johtaako em. siihen, että myös levyn vetovoima on mielivaltaisen suuri (ääretön), jolloin koko kysymyksessä ei olisi mitään mieltä? Vai miten?

Tätäkään vastausta en ymmärrä. Miksei molempien vetämiseen vaadittava voima ole sama? Lepo- ja liikekitkakertoimia ole erikseen annettu, joten se ei voi olla syy (ja onko levossa olevista kappaleista puhuttaessa koko käsitteellä mitään mieltä?).

Tätä en kertakaikkiaan suostu allekirjoittamaan ilman tarkempaa perustelua.
Ongelmana ovat puun syymäinen heterogeeninen rakenne, sen ja luodin lujuusominaisuudet, ilman turbulenssi, materiaalien värähtely ja elastiset sekä plastiset muodonmuutokset. Näistä muodostuu jonkinsortin epälineaarinen väliainevastus, jonka samuutta vahvasti epäilen.
Haluaisin tietää, minkälaisella perustellulla idealisaatiolla saadaan sama voima kaikkiin tapauksiin, tai sitten nähdä jonkin simulaation aiheesta. En kertakaikkiaan pysty ajattelemaan tapausta yksinkertaisemmin, kun en osaa arvioida eri ilmiöiden merkkittävyyksiä.

Muista toki liikemäärän säilyvyys: Alussa koko systeemin liikemäärä oli kumipallolla vm. Kimpoamisen jälkeen kumipallon liikemäärä on -vm. Koska muissa tapauksissa tikan ja hernepussin liikemäärät ovat >0 ja 0, on kumipallon kohdanneen laudan liikemäärän oltava suurin 2vm, hernepussin tapauksessa se on laudalla vm ja tikan kohdalla vielä vähemmän, joskin tikalla ja laudalla yhteensä vm.

Kyllä levy voi matemaattisessa mielessä olla äärettömän ohut - voidaan valita jokin massatiheys pinta-alayksikölle, kg/m², eikä se välttämättä johda mihinkään omituisuuksiin.
Hyvin lähellä levyä vain lähimpien levyn pisteiden vetovoima on kohti levyä, kun taas kauimmaisimpien on miltei levyn kanssa samassa tasossa. Kun sitten ollaan vähän kauempana, on äsken lähellä olleiden pisteiden vaikutus jo huvennut, mutta nyt niiden kauemmaisempien vetovoiman suunta on muuttunut hivenen enemmän kohti levyä. Osoittautuu, että gravitaatio todellakin on kaikkialla vakio, levyn toisella puolella vain suunnaltaan päinvastainen.

Hitausvoimien avulla asian tajuaa helpommin. Kiihdyttävä voima on punnusten massojen ero·g eli siis 1 kg · g. Kokonaismassa on 3 kg joten kiihtyvyys on g/3, 1 kg ylöspäin ja 2 kg alaspäin. Ylöspäin kiihdytys lisää narun kuormaa hitausvoimalla g/3 joten naruun kohdistuva vetovoima on 4/3 g · kg. Alaspäin kiihdytys keventää narun kuormaa hitausvoimalla 2 kg · g/3 joten naruun vaikuttava voima on (2 - 2/3)kg · g = 4/3 g · kg eli sama voima kuin pyörän toisella puolellakin. Kokonaisvoima on siis näiden summa eli 8/3 kp.

Kuten tuolla aiemmin kerroin, narusta voi vetää myös viistosti ylös, jolloin vetovoima keventää kuorman normaalivoimaa ja samalla kitkavoimaa. Jos kitkakerroin on pieni, kuten 500 kg massalla, vaikutus on hyvin vähäinen tai jopa suurentaa tarvittavaa voimaa.

Tässähän ei kysytty nopeinta reittiä tai sen tarkkaa muotoa, vaan pelkästään onko suoraa nopeampi reitti olemassa?. Olen lukenut, että sykloidi olisi nopein, jos mennään tarkalleen toiselle puolelle maapalloa on sykloidi suora. Todistus jätetään Newtonille. Mitä taas nimitykseen tulee, niin puhuttaessa hammaspyöristä käytetään (käytettiin) sykloidi nimitystä ympyrän pisteen piirtämistä profiileista. Siitä minulle nimitys on jäänyt. Taisivat olla vielä eriteltynä episykloidi ja hyposykloidi.

Saat kernaasti pitää oman mielipiteesi.
Netistä oli hankalahko löytää sopivaa materiaalia asiasta. Joku harrastaja voisi löytää nopeastikin.
Vähän yhdistelemällä samanlaisen luodin ominaisuuksia sain seuraava tiedot..
Infanteriepatrone 7,9mm / 8x57 JS .
Etäisyys (m) energiaa jäljellä lähtöenergiasta (%) läpäisykyky kuivaa puuta (cm.)
100, 90, 85
400, 60, 65
800, 40, 45
1800, 15,10
Tämä taulukko sopii kuin nenä päähän esittämääni idealisointiin.
Jos löydät jostain patruunasta tiedot joissa on seka nopeus (tai energia), että läpäisykyky eri etäisyyksillä, niin laitahan tänne että saamme tutkia.