paino, massa ja muuta sekavaa

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Aika köykänen aihe tälle palstalle mutta...

Arkikielessä käytetään surutta painoa ja massaa miten sattuu. So not, kunhan ihmisillä on massaa.

Mutta ikävämpi juttu on "törmäysmassat". Törmäysten yhteydessä (esim. konginkangas) media mainostaa kuinka pikkuinen sylikoira muuttuu norsuksi jne.

Nyt kysyisinkin, että onko jossakin tarkka määriteltä kuinka esim. mediassa esitetyt massa lasketaan. Lähinnä kiinnostaa se löytyykö sellaiset vai käyttävätkö kaikki vähän mielensä mukaan sopivasti pyöristellen.

Miten on tämän palstan lukijoilla, tuleeko useampaa mielipidettä miten on laskettu mediassa esitetyt tulokset.

Kommentit (15)

Vierailija

Kyllähän sitä vanhassa fysiikassa todettiin, että kullakin kappaleella on massa joka oli koordinaatistosta riippumaton. sitten jotta asia saataisiin kunnolla sotketuksi otettiin käyttöön käsitteitä kuten "rasko" yms. joiden yksikköinä käytettiin kp, kgf yms. tämän seurauksena sotkettiin sitten keskenään painovoimakentästä riippumaton massa ja painovoimakentän aiheuttama paino elikkä sijoittamalla F=m*a:n a:lle arvo 1 saatiin m ja F:n numeroarvo samaksi. eihän siinä mitään kun tiesi mitä tekee. Sitten vielä tämä liikeenegian ja potentiaalienergian vertailu kun enegian vaihto tapahtuu törmäyksessä, ompipahan monen olettamuksen takana tuo vertailtavuus

Vierailija

Mitäs tuo käsite "rasko" nyt tarkoittaa? Aivan vieras minulle?

Yleisesti tämä asia kiinnostaa siksi, kun oli väittelyä miten pitäisi ajatella törmäysmassan suuruus ja miten se perustellaan fysikaalisesti. Kerron myöhemmin pari näkökulmaa mitkä näkökulmat vedettiin mukaan. Mutta ensin haluaisin tietää löytyykö jostain oikea määritelmä tai onko täällä useampaa tapaa määrittää törmäysmassa.

Vierailija

Kiitos mutta nuo asiat kyllä tiedostan.

Edelleenkään ei ole itselleni selvää millä tavalla laskevat, kun lehdessä lukee jotakuinkin tähän tyyliin "jos 30 kg lapsi istuu ilman turvavöitä, vastaa hänen massa törmäyksessä xxx kg:maa". Miten hitossa voivat vertailla tuohon tyyliin ja mistä saa laskukaavat, joihin syöttämällä vaan massan ja nopeuden saa tietoon tuon vastaavuuden. En ole edelleenkään mistään löytänyt ja pikaisesti vilkaistuna, en löytänyt äskeisestäkään linkistä (voi olla sisälukutaidon puutetta).

Kai pitäisi kuitenkin ottaa tosiaan huomioon törmäyksen kesto jne. Luulisi olevan tosiaan vähän kyseenalaista tuo massojen käyttäminen noin.

Ymmärtäisin, jos verrataan vaikka sitä, kuinka paljon pitää törmäyksessä turvavöiden kestää. Olkoon törmäys vaikka sellainen, että ihminen kohdistaa 4000 N voiman turvavöihin. Tällöinhän voisi hieman havainnollistaa ja ajatella, että turvavöiden pitää kestää, jos laitetaan niiden varaan roikkumaan noin 410 kg massaltaan oleva ihmisen muotoinen nukke? Vai voiko? Olisiko tuo järkevä ajattelutapa?

Yleensähän vain pyritään esittämään asia "havainnollisesti", kuten on tehty mielestäni onnistuneesti niissä jutuissa joissa verrataan, kuinka korkealta pitää tipahtaa autolla nokalleen, jos ajat niin ja niin kovasti seinään pahki.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26853
Liittynyt16.3.2005

Tuossa oletetaan joku matka, jolla törmäävä kohde pysähtyy. Sitten lasketaan voima, joka tuottaa tarkasteltavalle objektille törmäyksessä tapahtuvan nopeudenmuutoksen sillä matkalla. Lopulta muunnetaan saatu voima massaksi, johon kohdistuu sellainen painovoima.

Ei tuollaisessa ole mitään järkeä tekniseltä kannalta, se on vain jonkinlainen havainnollistus teknisesti kouluttamattomille ihmisille siitä, että liikenteessä tyypillisillä nopeuksilla törmäyksissä ihmisiin ja esineisiin kohdistuu paljon suurempia voimia kuin perstuntumalta voisi kuvitella. Tuo pysähtymismatka joudutaan yleensä arvioimaan hyvin karkeasti, kun taas tosielämässä olosuhteet vaihtelevat. Lähinnä se on mielekäs suuruusluokkatarkasteluna.

Vierailija

Kiitoksia, mielenkiintoinen linkki.

Edelleenkään ei tosin vastaa kysymykseeni. Ymmärrän kyllä, että energia säilyy törmäyksissä vaikka muuntuisikin hieman vaikeasti havainnoitaviin muotoihin ja varsinkin sen että liikemäärä säilyy. Ymmärrän myöskin minkälaisia impulsseja voi kohdistua jne. Mutta edelleen kalvaa epävarmuus mitä tarkoitetaan vaikka konginkankaan tapauksessa sillä kun paperirullan massa vastaa 20 tonnia (jotain tuota luokkaa oli jossain)?

Väittelyssä (tässä taannoin) yksi oli sitä mieltä, että laskelmissa vertaillaan törmäyksessä aiheutuvia kiihtyvyyksiä ja verrataan niitä kappaleen painoon. Törmäykseshän kappale voi kohdistaa tosiaan esteisiin moninkertaisen voiman painoonsa nähden. No tässähän käytetään sitten painon ja muutenkin voiman yksikkönä virheellisesti kg:moja. Muuten kuulostaisikin jokseenkin järkevältä vertailutavalta.

Toinen oli sitä mieltä, että koska kappaleen liike-energia lasketaan 0,5mv^2, niin nopeuden kaksinkertaistuessa energia nelinkertaistuu ja jutuissa sitten suoraan verrataan vain näitä energioita mutta jotenkin halutaan kertoa suuruus kg:moina. No energiahan kyllä kertoo kappaleen tuhovoimasta mutta miten sitä voidaan kilogrammoina sitten vertailla. Ja tekevätkö ne näin. Toisaalta paikallaan kappaleella ei ole ollenkaan liike-energiaa jne.

Tämän takia kyselin, kun kukaan ei oikein tiedä miten nämä määritellään vaikka kuinka osaisi laskea liikemäärän säilymiset törmäyksessä jne.

Vierailija

Niin ja niin kuin huomaamme nimim. tk esitti vielä yhden näkökulman, josta en ymmärrä kyllä tuota kun liikeyhtälöön sijoitetaan a:n paikalle 1. Miksi?

derz
Seuraa 
Viestejä2431
Liittynyt11.4.2005

Kuten Neutronikin mainitsi, että kun mediassa puhutaan "painosta" voiman sijaan, tarkoitetaan tietyn massaiseen kappaleeseen vaikuttavan painovoiman suurutta. Esim. jos uutisissa sanotaan "törmäysvoima vastasi tonnin painoa", niin vaikuttavan voiman suuruus voidaan laskea painovoiman kaavasta [G = mg], g = painovoimasta aiheutuva kiihtyvyys = n. 9,81 m/s^2. Tällöin kappaleeseen kohdistuva voima on
G = mg = (1000 kg)*(9,81 m/s^2) = 9810 Newtonia

Media käyttää sanaa "paino" voiman sijaan, sillä ihmisten on helpompi kuvitella kappaleisiin kohdistuvan painovoiman suuruutta. Tiedämme esim. miltä n. kilon painoiseen maitopurkkiin kohdistuva painovoima tuntuu kädessä, joten voimme arvioida tonnin "painoisessa" törmäyksessä vaikuttavavan voiman suuruutta intuitiivisesti.

∞ = ω^(1/Ω)

Vierailija

Painon (massan) ja voiman eron voi havainnollistaa painolla varren päässä.
Vastavoiman tarve painovoimaa vastaan, varren eri pituuksilla on erisuuri, vaikka paino ei ole muuttunut lainkaan.
Fysiikan teoroiden pohjalta kannattaisi aina vääntää jokin koe, jotta voi varmistaa onko ymmärtänyt asian oikein.

Vierailija

Itse en ole kuullut koskaan käytettävän törmäysmassa-nimitystä. Mutta ymmärtäisin sen esimerkistäsi näin:

Rekka-auton kyydissä oli 1000kg painavia paperirullia. Bussiin törmätessään paperirullat tunkeutuivat 15m bussin sisään. Paperirullien nopeus oli ennen törmäystä 90km/h (eli 24,6m/s), koska rekkakuski kiihdytti vasten rajoitinta yrittäessään saada perävaunun oikenemaan ennen kohtaamista.

Koska paperirulla pysähtyi 90km/h vauhdista 15m matkalla, kohdistui siihen keskimäärin 20G:n voima. Newtoneina se on siis 20 * 9,81m/s^2 * 1000kg = 196,2kN. Tällainen voimahan ei sano tavan tallaajalle mitään, joten sen voi muuttaa massaksi ajattelemalla kuinka raskas kappale aiheuttaa tuommoisen painovoiman. Eli 196,2kN / 9,81m/s^2 = 20 000kg.

Noin ymmärtäisin asian kun mediassa verrataan kappaleita toisen massaisiin kappaleisiin. Tuo tonnin paperirulla "painaisi kolarissa rekka-auton verran".

Vierailija

Jos sitä konginkankaan onnettomuutta käytetään esimerkkin, niin rullien liike-energiasta osa kuului kiinnityshihnojen, korin rakenteiden ja linja-auton rakenteiden tuhoamiseen. Toisaalta rullia oli useita.
Pelkkä rullan paino olisi ollut tappava, jos sen olisi saanut syliinsä vauhditta.

Vierailija

Se pitää silmällä nähdä mitä siinä tarkotetaan. Tietysti. Tää on varsin simppeli asia, eikä siinä ole mitään ihmeellisyyksiä.

Vierailija

En huomannut ollenkaan tuota Neutronin vastausta aiemmin, kun luin. Näköjään vaikka vastauksia on tullut useampi, niin silti sähkäriin tulee vain yksi vastausviesti. Pahoittelen kokemattomuuttani.

Neutronin ajatus on samanlainen kuin itse olen ajatellut ja mikä mainitsemassani väittelyssä oli toinen kanta. No mutta toisessa kannassa ajatus lähti kulkemaan erilaista rataa. Kaikki tunsi perusfysiikkaa ja osaisivat laskea yksinkertaisia törmäystilanteita. No jos asia on noin, kuin Neutroni sen mainitsi, niin asia on ok. Ainut harmi on se, että kaikki ei sitä tajua vaikka sitä sumeilematta käytetään mediassa.

Eli lyhyesti: lasketaan kiihtyvyyden aiheuttama voima ja verrataan sitä sellaiseen massaan jonka paino on sama (jaetaan saatu voima luvulla 9,81).

Vierailija
tietää
Jos sitä konginkankaan onnettomuutta käytetään esimerkkin, niin rullien liike-energiasta osa kuului kiinnityshihnojen, korin rakenteiden ja linja-auton rakenteiden tuhoamiseen. Toisaalta rullia oli useita.
Pelkkä rullan paino olisi ollut tappava, jos sen olisi saanut syliinsä vauhditta.
Paperirullia ei oltu kiinnitetty mitenkään kuljetusautossa. Kuljetusauton kontin reunat olivat jotain todella kevytrakenteista materiaalia, kovalevyä tai kusilaidun tapaista. Eli paperirullan vauhti ei paljoa ehtinyt hidastua, kun se oli jo ulkona kuljetusautosta.

Uusimmat

Suosituimmat