Luodin energia

Seuraa 
Viestejä164
Liittynyt15.11.2007

Otetaan esimerkki, ammut ilmakiväärillä kahden kilon painoon alhaaltapäin ja luodissa on 20Joulea energiaa eli eikö painon pitäisi nousta metrin, mutta käytännössähän paino ei hievahdakkaan? Mistä se johtuu?

Sivut

Kommentit (20)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005

Törmäysmekaniikka perustuu liikemäärän säilymiseen, ei liike-energian. Suurin osa liike-energiasta kuluu luodin ja kohteen muodon muuttamiseen.

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Liittynyt7.3.2006

Entäpä jos ammutaan teräskuulalla joka ei menetä muotoaan? Hukkaantuuko energia kimmoiseen törmäykseen? Jos, niin kuinka saataisiin energia kohdennettua siten että tuo punnus tosiaankin hyppäisi ylöspäin?

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005

Kaivelin vanhoja viestejäni ja sieltä löysin linkin

http://per.physics.helsinki.fi/kirjasto ... /gradu.pdf

Gradun sivulta 31 (vastaa dokumentin sivua 35) alkaen on käsitelty ballistista heiluria ja sen fysiikkaa.

Siitäpä voi sitten laskeskella eri asioita. Lähtöarvoina voi käyttää 0.177-ilmakiväärille esimerkiksi: luodin paino m = 5,5 - 10 grain = 0,36 - 0,65 g ja luodin nopeus v0 = 150 - 300 m/s.

Vanha jäärä

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005
vihertaapero
Entäpä jos ammutaan teräskuulalla joka ei menetä muotoaan? Hukkaantuuko energia kimmoiseen törmäykseen?



Tuolloin kohde muuttaa muotoaan. Jos törmäys kuitenkin oletetaan täysin kimmoisaksi (mikä ei isoilla nopeuksilla ole mahdollista materiaalien luontaisen heikkouden takia), liikemäärä säilyy edelleen. Silloin kohde saa likimäärin kaksinkertaisen määrän liikemäärää luodin alkuperäiseen verrattuna, ja luodin liikemäärä pysyy samansuuruisena mutta kääntyy vastakkaiseen suuntaan.

Jos, niin kuinka saataisiin energia kohdennettua siten että tuo punnus tosiaankin hyppäisi ylöspäin?

Käyttämällä painavampaa luotia suhteessa punnukseen. Kevyt luoti ei kimmoisassakaan törmäyksessä välitä kuin alle kaksinkertaisen liikemäärän omaansa verrattuna. Silloin suurin osa liike-energiasta pysyy luodilla, joka vain vaihtaa etenemissuuntaansa.

Ronron
Seuraa 
Viestejä9265
Liittynyt10.12.2006
Neutroni
vihertaapero
Entäpä jos ammutaan teräskuulalla joka ei menetä muotoaan? Hukkaantuuko energia kimmoiseen törmäykseen?



Tuolloin kohde muuttaa muotoaan. Jos törmäys kuitenkin oletetaan täysin kimmoisaksi (mikä ei isoilla nopeuksilla ole mahdollista materiaalien luontaisen heikkouden takia), liikemäärä säilyy edelleen. Silloin kohde saa likimäärin kaksinkertaisen määrän liikemäärää luodin alkuperäiseen verrattuna, ja luodin liikemäärä pysyy samansuuruisena mutta kääntyy vastakkaiseen suuntaan.

Jos, niin kuinka saataisiin energia kohdennettua siten että tuo punnus tosiaankin hyppäisi ylöspäin?



Käyttämällä painavampaa luotia suhteessa punnukseen. Kevyt luoti ei kimmoisassakaan törmäyksessä välitä kuin alle kaksinkertaisen liikemäärän omaansa verrattuna. Silloin suurin osa liike-energiasta pysyy luodilla, joka vain vaihtaa etenemissuuntaansa.

Eikös tuossa nyhjäistä liike-energiaa tyhjästä? Ymmärsinkö nyt oikein.. siis että luodilla säilyy oma liike-energiansa, joka tosin vaihtaa suuntaa, mutta samalla se antaa törmäyskohteelle kaksinkertaisen liike-energian? Ööm.. Ikiliikkujanhan tuosta voisi tehdä.

くそっ!

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005
Ronron

Eikös tuossa nyhjäistä liike-energiaa tyhjästä? Ymmärsinkö nyt oikein.. siis että luodilla säilyy oma liike-energiansa, joka tosin vaihtaa suuntaa, mutta samalla se antaa törmäyskohteelle kaksinkertaisen liike-energian? Ööm.. Ikiliikkujanhan tuosta voisi tehdä.

Tuossa nyt on mennyt kaksi asiaa sekaisin: liikemäärä ja liike-energia. Luodin liike-energia säilyy, mutta sen liikemäärä vektorisuureena vaihtaa suuntansa vastakkaiseksi, jos osuma tapahtuu kohteen pinnan normaalin suuntaan.

Tuo liikkeen peilautuminen on lisäksi mahdollista vain, jos kimmoinen törmäyskohde on massaltaan erittäin suuri. Silloin tosin kohteen vastaanottama liikemäärä on jokseenkin nolla.

Käytännössä tapahtuma vastaa kevyen teräskuulan ampumista paksuun teräslevyyn. Tunnetusti kuula kimmahtaa sieltä varsin vihaisesti takaisin, eikä levy liiku minnekään.

Vanha jäärä

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
Liittynyt7.3.2006

Jos materiaalitekniset asiat eivät olisi tässä teoreettisessa pähkäilyssä rajana, miten pitäisi homman olla että luodin energia siirtyisi kokonaisuudessaan punnukseen ja punnus hyppäisi ylös?

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26898
Liittynyt16.3.2005
Ronron

Eikös tuossa nyhjäistä liike-energiaa tyhjästä? Ymmärsinkö nyt oikein.. siis että luodilla säilyy oma liike-energiansa, joka tosin vaihtaa suuntaa, mutta samalla se antaa törmäyskohteelle kaksinkertaisen liike-energian? Ööm.. Ikiliikkujanhan tuosta voisi tehdä.



Kimmoisassa törmäyksessä liike-energia ja liikemäärä säilyy. Kimpoava luoti lähtee takaisinpäin vähän hitaammin kuin se tulee kohti. Se liike-energia siirtyy kohteen liike-energiaksi.

Tuo on helppo tapaus laskea olettamalla liikemäärän ja liike-energian säilyminen.

vihertaapero
Jos materiaalitekniset asiat eivät olisi tässä teoreettisessa pähkäilyssä rajana, miten pitäisi homman olla että luodin energia siirtyisi kokonaisuudessaan punnukseen ja punnus hyppäisi ylös?

Liikemäärän säilyminen ei ole materiaalitekniikkaa, vaan perustavanlaatuinen avaruuden ominaisuuksista (taisi olla translaatioinvarianssi) seuraava luonnonlaki. Kimmoisassa törmäyksessä kohteen ja luodin massojen suhde määrää kohteen saman nopeuden. Mitä kevyempi luoti suhteessa kohteeseen, sitä hitaammin kohde liikkuu.

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005
Neutroni
Kimmoisassa törmäyksessä kohteen ja luodin massojen suhde määrää kohteen saman nopeuden. Mitä kevyempi luoti suhteessa kohteeseen, sitä hitaammin kohde liikkuu.

Harrastin vähän mekaniikkaa ja laskin täysin kimmoisen törmäyksen jälkeiset nopeudet sekä luodille (v1) että kohteelle (V1), kun luodin tulonopeus on v0 sekä luodin massa m ja kohteen M. Tulos on

v1 = v0*(m-M)/(M+m),
V1 = 2*m*v0/(M+m).

Tuloksesta nähdään, että jo massasuhteella m/M = 1/10, v1 = -0,82*v0 ja V1 = 0,18*v0. Suhteella m/M = 1/1000 nopeudet ovat jo v1 = -0,998*v0 ja V1 = 0,002*v0. Molemmat massat saavat saman nopeuden v0/2, mutta tietysti vastakkaisiin suuntiin, kun m/M = 1/3.

Vanha jäärä

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005

Tarkastelin täysin kimmoista törmäystilannetta siltä kannalta, että luoti on massaltaan yhtä suuri tai suurempi kuin kohde: Kun molemmat ovat yhtä suuria, luoti pysähtyy ja kohde jatkaa matkaa luodin nopeudella. Kun luodin suhteellinen massa kasvaa kohteeseen nähden, niin raja-arvona saadaan tilanne, jossa luoti jatkaa nopeudellaan ja kohde saa kaksinkertaisen nopeuden.

Tällä periaatteella voisi ilmeisestikin toteuttaa binaarisen nopeuskertojan. Lieneekö joku jo toteuttanutkin?

Vanha jäärä

Vierailija

Hei! Löytyi asiaani liittyvä sivusto, josta ehkä saan vastauksen käytännön tilanteeseen.

Olen rakentamassa ampumataulutelinettä 9mm:n pistoolille. Luoti painaa 8 grammaa ja nopeus 330 m/s. (Ampumamatka 25 metriä). Rakennan maalitaulun metallista. Alkutilanteessa taulu varsineen on saranoitu niin, että se on tasapainossa vertikaalisesti; siis saranasta ylös- ja alaspäin on sama paino. Kun lyijyluoti osuu tauluun, sanotaan vaikka 10 cm ylhäältä alaspäin, niin mikä on osuman aikaansaama energia kiloina? Eli teoreettisesti ajateltuna: jos osumakohdalla olisi vaaka, niin mihin lukemaan se heilahtaa? (Olkoon osumamateriaalina lattarauta ja olkoon saranan ylä- ja alapuoliset mitat 50 cm).

Ideani on, että taulu heilahtaa "sopivalla" vauhdilla vaakatasoon ja lukittuu. Saranakohdan alapuoliseen varteen tulen kiinnittämään painon, jonka asemaa voidaan siirtää eri pistoolikaliberien mukaan. Mutta jotta olisi joku lähtökohta rakentelulle, toivoisin saavani ymmärrettävän vastauksen. Kiitos etukäteen!

Vierailija

Energiaa ei ilmaista kiloina vaan Jouleina. Vaa'an osoittimen heilahdus riippuu täysin siitä, miten herkästi luoti sen liikkuvan osan lävistää eli kuinka paljon luotia tuo osa jarruttaa.

Opettaja
Seuraa 
Viestejä1983
Liittynyt22.7.2011
korant
Energiaa ei ilmaista kiloina vaan Jouleina. Vaa'an osoittimen heilahdus riippuu täysin siitä, miten herkästi luoti sen liikkuvan osan lävistää eli kuinka paljon luotia tuo osa jarruttaa.



Ja eikös tässä ole enempi kysymys pyörimismäärästä eli pitäisi panna hitausmomentit kehiin. Energia tulee sitten käyttöön, kun hoidellaan tuo vastapaino ja akselin kitka. Eli törmäyksessä peltihökötys saa impulssin Delta p luodista, joka antaa sille alkukulmanopeuden eli törmäyksen jälkeen hökötyksellä on pyörimisenergiaa, joka sitten menee vastapainon potentiaalienergiaksi ja osa kuluu kitkaan. Mitekäs tuo suoraviivaisen liikkeen impulssi muutetaan pyörimiseksi?
Onko se vain deltap x r = J x oomega?

Vierailija

Osa impulssista hukkuu systeemin akseliin ja sitä kauttaa Maahan eli Maa saa osan liikemäärästä mutta ilmeisesti aika mitättömän.
Tai ei se liikemäärä ole mitätön mutta itse liike on koska Maan massa on muutama kertaluokkaa suurempi. Vastapaino liikkuu aluksi vastakkaiseen suuntaan joten senkin liikemäärä tulee Maan kontolle.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat