ammuksen pyöriminen vai ei-pyöriminen?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Kun ilmakivärillä ammutaan kuula, niin alkaako se pyörimään? Mutta mikä voima tämän silloin aiheuttaisi, koska eikö se voima mikä sen saa liikkeelle pyssystä khdistu suoraan liikkeen suuntaan keskipisteen läpi ja vastusvoimatkin ovat saman kokoisia keskipisteen ylä-ja alapuolella? Tämän jälkeen kuula törmää katosta roikkuvaan tasapaksuun palikkaan/lautaan.

Jos joku haluaa tietää mihin tällä pyrin, niin kysymys liittyy kevään fysiikan yo-kokeen tehtävään 10, joka on katottavissa mm. http://www.hs.fi.
Koska laskin tehtävän että eka säilyy liikemäärä ja sitten kineettinen energia muuttuu potentiaali energiaksi, mutta ilmeisesti olisi pitänyt käyttää liikemääräMOMENTIN säilymistä ja sit rotaatioenergian muuttumista potentiaalienergiaks.
(Jääköhän mun pisteet nollille? )

Sivut

Kommentit (23)

Vierailija
ifos
Kun ilmakivärillä ammutaan kuula, niin alkaako se pyörimään? Mutta mikä voima tämän silloin aiheuttaisi, koska eikö se voima mikä sen saa liikkeelle pyssystä khdistu suoraan liikkeen suuntaan keskipisteen läpi ja vastusvoimatkin ovat saman kokoisia keskipisteen ylä-ja alapuolella? Tämän jälkeen kuula törmää katosta roikkuvaan tasapaksuun palikkaan/lautaan.

Jos joku haluaa tietää mihin tällä pyrin, niin kysymys liittyy kevään fysiikan yo-kokeen tehtävään 10, joka on katottavissa mm. http://www.hs.fi.
Koska laskin tehtävän että eka säilyy liikemäärä ja sitten kineettinen energia muuttuu potentiaali energiaksi, mutta ilmeisesti olisi pitänyt käyttää liikemääräMOMENTIN säilymistä ja sit rotaatioenergian muuttumista potentiaalienergiaks.
(Jääköhän mun pisteet nollille? )

Piipun rihlaus!

Voi tuolla kyllä pojoja saada.

En löytänyt tehtävää.

Vierailija

Pitäskö lukiolaisen tietää tämä? Koskaan kuullutkaan koko sanaa. (tarkistin wikipediasta ja toden totta siellä luki et sen tarkotus on saattaaluoti pyörimään) no, toivottavasti saan säälipistetä sillä muuten on näkemiin L:lle.

DerMack
Seuraa 
Viestejä1839
Liittynyt16.3.2005

juu ei tuossa puhuttu mitään luodin pyörimisestä ja potentiaalienergiaksi se kaikki lopulta muuttuu koska se palikka on 'paikallaan' siellä ääriasennossa. Sitten olisi pitänyt laskea kulmaliikemääriä ja momentteja jos olisi sanottu esim että 10 asteen kulmassa palikalla olevan tietty kulmanopeus tms...

Vierailija

eilen tuli abitreeni ohjelma jossa sensori sanoi että olisi pitänyt laskea näin:

kuulan ja laudan törmäyksessä liikemäärämomentti säilyy jw=JW ja sit se rotaatioenergia jonka lauta saa muuttuu potenitaalienergiaksi J"alfa"=mgh
josta saa n.250m/s

omani oli mv=MV--> 0.5MV*V=Mgh jolla sain 611m/s

En vain käsitä et miten tuolla laudalla on pyörimisenergiaa? Koska eikö sillä tasan oo kineettistä törmäyksessä ja ylhäällä potentiaalia, matkalla sitten myös rotaatiota.

Vierailija

Muuten, miten jos nyt oletetaan muuten et se kuula pyrii niin silloinhan se liikemäärämomentti säilyy ja lauta saa kulmanopeuden, mutta pystyykö tämän myös laskemaan pelkällä liikemäärän säilymisellä et saako saman vastauksen vai onko toi momentti pakko huomioida? Koska kyllä kait pelkän liikemääränki on pakko säilyä vai?

DerMack
Seuraa 
Viestejä1839
Liittynyt16.3.2005

hmm nytkun enempi funtsii niin tuntuu siltä että sensori on kyllä oikeessa

sillä laudan törmäyksessä saamalla liikemäärämomentilla voidaan laskea laudan saama pyörimisenergia josta saadaan se nousukorkeuden potentiaalienergia. Tuo liikemäärämomentti johtuu siitä että törmäyksessä liikemäärä säilyy, ei suinkaan liike-energia mitä olet omassa laskussasi ilmeisesti käyttänyt

edit niin ja se palikka lähtee pyörimään eikä lineaariseen liikkeseen jolloin mv=MV ei suoraan toimi

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005
ifos

Koska laskin tehtävän että eka säilyy liikemäärä ja sitten kineettinen energia muuttuu potentiaali energiaksi, mutta ilmeisesti olisi pitänyt käyttää liikemääräMOMENTIN säilymistä ja sit rotaatioenergian muuttumista potentiaalienergiaks.
(Jääköhän mun pisteet nollille? :cry: )

Otinpa ja laskin pitkän päivän kevennykseksi laskun noin suurin piirtein:

Kun massapiste, jonka massa on m, on etäisyydellä l kiertoakselista, niin sen hitausmomentti kiertoakselin suhteen on

j = m*l^2.

Jos pisteen lineaarinen nopeus on v0, niin sen kulmanopeudeksi ω saman akselin suhteen saadaan

ω = v0/l.

Tasapaksun sauvan, jonka pituus on l ja massa M, hitausmomentti J päänsä kautta kulkevan akselin suhteen on

J = M*l^2/3.

Nyt, kun oletetaan kimmoton törmäys, jossa luoti tarttuu sauvaan ja jonka jälkeen niiden yhteinen kulmanopeus on Ω, niin liikemäärä törmäyksessä säilyy eli

j*ω = (J + j)*Ω,

mistä Ω voidaan ratkaista.

Toisaalta yhdistelmä heilahtaa kulmaan α, jolloin sauvan pää nousee matkan

h = l*(1-cos(α))

ja sen painopiste puolet tästä eli matkan h/2.

Nyt sauva-luoti-yhdistelmän kineettinen energia voidaan määrittää yhtä suureksi kuin niiden loppuasennon potentiaalienergia eli

(J + j)*Ω^2/2 = (m*h + M*h/2)*g,

missä g on maan vetovoiman aiheuttama kiihtyvyys.

Kun kaikki edellä määritetyt arvot sijoitetaan viimeiseen lausekkeeseen ja se ratkaistaan v0:n suhteen sekä sievennetään, saadaan

v0 = sqrt(3)*sqrt(l*(1-cos(α))*g*(5*m*M+6*m^2+M^2))/(3*m),

missä funktio sqrt() tarkoittaa neliöjuurta.

Vanha jäärä

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005
ifos
Muuten, miten jos nyt oletetaan muuten et se kuula pyrii niin silloinhan se liikemäärämomentti säilyy ja lauta saa kulmanopeuden, mutta pystyykö tämän myös laskemaan pelkällä liikemäärän säilymisellä et saako saman vastauksen vai onko toi momentti pakko huomioida? Koska kyllä kait pelkän liikemääränki on pakko säilyä vai?

Tarkastelin sitäkin mahdollisuutta, voitaisiinko tehtävä laskea pelkästään suoraviivaisen liikkeen liikemäärän perusteella.

Kineettisen energian osalta massa voitaisiin keskittää pisteeksi sauvan päähän, jolloin redusoiduksi massaksi m_r1 (tuottaa saman kineettisen energian) saadaan aiemman viestini merkinnöillä

m_r1 = m + M/3.

Toisaalta sauvan päähän redusoitu pistemassa m_r2, joka tuottaa painovoimakentässä saman potentiaalienergian, on

m_r2 = m + M/2.

Koska redusoidut massat eivät ole samat, niin suoraviivaisen liikkeen tarkastelua ei voida käyttää.

Jos taas ollaan niin ovelia, että käytetään näiden kahden keskiarvoa eli

m_r = m + 5*M/12,

niin nopeudeksi v0 suoraviivaisen liikkeen mallilla saadaan arvon 250 m/s asemasta 255 m/s, mistä arvosta sensorit voisivat hyvän selityksen kanssa antaa lähes täydet pisteet.

Vanha jäärä

Vierailija

jääköhän mun pisteet nyt sit nollille?

ja vain sen takia, etten tajunnut ammuksen pyörivän koska tottakai silloin olisin saanut sen liikemäärämomentin säilymisen mukaan... (ei kait sensoritkaan voi olettaa et 18-vuotiaat tytöt tietää kaiken aseist. pyh pah!)

Vierailija
ifos
jääköhän mun pisteet nyt sit nollille?

ja vain sen takia, etten tajunnut ammuksen pyörivän koska tottakai silloin olisin saanut sen liikemäärämomentin säilymisen mukaan... (ei kait sensoritkaan voi olettaa et 18-vuotiaat tytöt tietää kaiken aseist. pyh pah!)

Öö.. Ei kai sillä ollut mitään merkitystä tässä tehtävässä, pyörikö ammus vai ei? Tarkoituksena oli laskea laudan saama pyörimisenergia, ei ammuksen pyörimisenergiaa.

Vierailija

Ei tossa o mitään tekemistä sen ammuksen pyörimisen kanssa, vaan sen, että se lankku heilahtaa... Eli ei tarte tietää aseista mitään ton tehtävän ratkaisua varten

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat