Massan vaikutus putoamisnopeuteen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Tuli tässä parin tyypin kanssa kinaa siitä, vaikuttaako kappaleiden massa niiden putoamisnopeuteen. Itse väitän kivenkovaa, että massalla ei ole putoamisnopeuteen vaikutusta, mutta toiset väittävät vastaan. Esimerkiksi tapauksessa, jossa kaksi muovipulloa, toinen vettä täynnä, toinen tyhjä, pudotetaan yhtäaikaa samalta korkeudelta, eräs tyyppi väittää, että täynnä oleva pullo putoaa ennemmin, koska se vetää itseään kohti maata enemmän, koska sillä on suurempi massa, eroa ei vain voi huomata mitenkään sen pienuuden takia. Kai olen oikeassa?

Sivut

Kommentit (62)

Vierailija
Anzee
Tuli tässä parin tyypin kanssa kinaa siitä, vaikuttaako kappaleiden massa niiden putoamisnopeuteen. Itse väitän kivenkovaa, että massalla ei ole putoamisnopeuteen vaikutusta, mutta toiset väittävät vastaan. Esimerkiksi tapauksessa, jossa kaksi muovipulloa, toinen vettä täynnä, toinen tyhjä, pudotetaan yhtäaikaa samalta korkeudelta, eräs tyyppi väittää, että täynnä oleva pullo putoaa ennemmin, koska se vetää itseään kohti maata enemmän, koska sillä on suurempi massa, eroa ei vain voi huomata mitenkään sen pienuuden takia. Kai olen oikeassa?

Kyllä täysi pullo putoaa nopeammin, jos ei ole ilmanvastusta, kappaleet putoavat yhtä nopeasti.
Esim. höyhen ja tykinkuula putoavat yhtä nopeasti tyhjiössä.

Vierailija
jukteri?
Kyllä täysi pullo putoaa nopeammin, jos ei ole ilmanvastusta

Miten niin? Kappaleiden muoto ja tilavuus on silti sama.

Vierailija
Anzee
jukteri?
Kyllä täysi pullo putoaa nopeammin, jos ei ole ilmanvastusta

Miten niin? Kappaleiden muoto ja tilavuus on silti sama.

Lainasit väärästä kohdasta, jos ei ole ilmanvastusta kuuluu vasta seuraavaan lauseeseen.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Siis täysinäinen pullo vetää maata nopeammin puoleensa kuin tyhjä, tästä on kysymys. Kappaleet joiden massa on pieni maahan nähden, putoamiskiihtyvyys on likimain sama.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005

No se riippuu siitä, moneenko osaan halutaan hiukset halkoa. Painovoimakentän aiheuttama kiihtyvyys ei riipu massasta. Vetovoima on suoraan ja kiihtyvyys kääntäen verrannollinen massaan, nuo vaikutukset kumoavat toisensa. Se lienee epäselvää, miksi painovoiman ja hitauden aiheuttavat massat ovat samat, mutta mittaustarkkuuen rajoissa niin on.

Mutta, molemmat massakappaleet kiihtyvät. Vaikka Maa aiheuttaa saman kiihtyvyyden isoon ja pieneen massaan, iso kiihdyttää Maata kovemmin. Maahan sidotussa koordinaatistossa siis massiivinen kappale putoaa nopeammin. Ilmiöllä ei kuitenkaan ole minkäänlaista käytännön merkitystä Maan pinnalla tapahtuvissa ilmiöissä, se on valtavan monta kertaluokkaa pienempi kuin herkimmätkään mittalaitteet pystyvät mittaamaan, mutta esimerkiksi tarkoissa taivaanmekaniikan laskuissa ja mittauksissa se vaikuttaa.

Vaikka tyhjiökammiossa kaikki kappaleet putoavat mittaustarkkuuden rajoissa samalla nopeudella, Maan pinnalla vaikuttaa kuitenkin toinen hyvin merkittävästi esineiden putoamiseen vaikuttava tekijä, ilmanvastus. Käytännössä täysi pullo putoaa selvästi tyhjää nopeammin, mikä on helppo itsekin testata. Ilmanvastus ei riipu pullojen sisällöstä, vaan voima on sama (samalla nopeudella). Koska tyhjä pullo on kevyt, sama voima aiheuttaa siihen suuremman kiihtyvyyden liikkeen suuntaa vastaan.

Vierailija
David
Siis täysinäinen pullo vetää maata nopeammin puoleensa kuin tyhjä, tästä on kysymys.

Siis mitä, onko se pullo paikallaan ja maa nousee?
Tyhjään pulloon mahtuisi kyllä maata...

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Kuukkeli
David
Siis täysinäinen pullo vetää maata nopeammin puoleensa kuin tyhjä, tästä on kysymys.

Siis mitä, onko se pullo paikallaan ja maa nousee?
Tyhjään pulloon mahtuisi kyllä maata...

Kieli poskessa vissiin, no kummatkin vetävät toisiaan. Tuossa Neutroni jo laittoikin hieman spesifistisemmän vastauksen.

Vierailija

No entäs sellainen vanha kompa, jossa kysytään; Kumpi on ennemmin maassa, kilo kiviä vai kilo höyheniä?
Periaatteessahan molemmat painaessaan saman verran olisivat yht'aikaa tiputettuna myös perillä...
Eikös ne höyhenet kuitenkin pitäisi sulloa tilavuudeltaan kiviä vastaavaksi?
Jos molemmat laitettaisiin vaikka saman suuruiseen säkkiin niin höyhenten kohdalla ottaisi ilma enemmin vastaan eivätkä ne säkit olisi maassa yht'aikaa...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26890
Liittynyt16.3.2005
Kuukkeli
Siis mitä, onko se pullo paikallaan ja maa nousee?
Tyhjään pulloon mahtuisi kyllä maata...

Painopistekoordinaatistossa (jonka origo on Maan ja pullon yhteisessä painopisteessä) molemmat kappaleet liikkuvat. Jos määrittelet suunnan ylös Maan keskipisteestä pulloon päin, Maa nousee ja pullo laskee. Kappaleiden etenemien matkojen suhde on niiden massojen suhde. Maa painaa 6E24 kg, ja liikkuu sen mukaisesti.

Ylipäätään kappaleiden välinen liike on suhteellista. Koordinaatiston voi kiinnittää mihin tahansa kappaleeseen (tai vaikka kuviteltuun kappaleeseen). Kun koordinaatistomuunnokset tehdään oikein, mekaniikan lait antavat samat tulokset riippumatta koordinaatiston valinnasta. Joskus oikean koordinaatiston valinnalla voi kyllä helpottaa laskutyötä huomattavasti.

Vierailija
Kuukkeli
Siis mitä, onko se pullo paikallaan ja maa nousee?
Tyhjään pulloon mahtuisi kyllä maata...

Linnunradan käsikirja (erittäin tieteellinen opus) selittää tämän ilmiön varsin mallikkaasti.

Eräässä tilanteessa epätodennäköisyysmoottori synnytti valaan erään planeetan ilmakehään. Valas sitten siinä alkoi omaa identiteettiään määrittelemään ja huomasi että joku lähestyy kovaa vauhtia. Maan (tai planeetan mikä lie) kamarahan se sieltä tuli vastaan aika kovaa kyytiä.

Valas oli siis lyhyen elämänsä ajan maailman napa joka pysyi paikallaan ja kaikki muut, ennenkaikkea kamara, liikkuivat. (Fysiikaalisesti valas kiinnitti koordinaatiston itseensä).

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
Neutroni

Ylipäätään kappaleiden välinen liike on suhteellista.

Huomioiden kuitenkin, että se on suhteellista kaikkiin kappaleisiin, ei vain toisiinsa.

Vierailija

Kylläpä on toinen toistaan hienompia selityksiä. Olisi kai tuon voinut selittää vaikka ranskaksi ?

Maan vetovoiman kiihtyvyys on 9,81 m/s². Tarkoittaa sitä, että vapaasti putoavan kappaleen nopeus kasvaa joka sekuntti 9,81 m/s.

Pieni ja suuri kivi putoavat siten yhtä nopeasti. Tuossa muovipullojutussa on pieni kompa. Ilmanvastus hidastaa tyhjää pulloa enemmän jostain tietystä nopeudesta alkaen.

Vierailija
Ertsu

Maan vetovoiman kiihtyvyys on 9,81 m/s². Tarkoittaa sitä, että vapaasti putoavan kappaleen nopeus kasvaa joka sekuntti 9,81 m/s.

Tämä 9,81 m/s² on likiarvo. Jos tiputat maan painoisen kiven kuun etäisyydeltä maahan, tämä ei pidä paikkaansa.

ps. Aika iso kivi

Vierailija
Ertsu
Ilmanvastus hidastaa tyhjää pulloa enemmän jostain tietystä nopeudesta alkaen.

Pullot ovat samanmuotoiset ja -tilavuuksiset, joten ilmanvastuksen pitäisi omalla järjelläni vaikuttaa molempiin pulloihin samalla lailla. Ei kai massa siihen vaikuta?

Vierailija
Kuukkeli
No entäs sellainen vanha kompa, jossa kysytään; Kumpi on ennemmin maassa, kilo kiviä vai kilo höyheniä?
Periaatteessahan molemmat painaessaan saman verran olisivat yht'aikaa tiputettuna myös perillä...
Eikös ne höyhenet kuitenkin pitäisi sulloa tilavuudeltaan kiviä vastaavaksi?
Jos molemmat laitettaisiin vaikka saman suuruiseen säkkiin niin höyhenten kohdalla ottaisi ilma enemmin vastaan eivätkä ne säkit olisi maassa yht'aikaa...

Kappaleen massa ei vaikuta putoamiskiihtyvyyteen. Ilmanvastus aiheuttaa eron kiven ja höyhenten välillä. Jos se ei vaikuttaisi: Höyheniin voi muodostua staattinen sähkövaraus joka kihdyttää tai jarruttaa kiihtyvyyttä. Kiven magneettisuus samoin voi asiaan vaikuttaa ja vaikutussäteellä on vastapooli.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat