Seuraa 
Viestejä2
Liittynyt23.2.2014

Terve! Kirjauduin foorumille saadakseni apua tehtävään, joka ei jostain syystä millään avaudu. Idea on todennäköisesti helppo mutta en sitä vain keksi. Miettimiseen olen käyttänyt niin paljon aikaa, että en kyllä luovuta tässä vaiheessa.

Tehtävä 4-6 Tammen Fysiikka 2 - Lämpö kirjasta:

Maastopolkupyörän renkaan paine on ylipainemittarin mukaan 2,9bar. Renkaaseen pumpataan ilmaa, kunnes mittari näyttää lukemaa 4,0bar. Kuinka monta pumpullista ilmaa renkaaseen on pumpattava, kun pumpun tilavuus on 0,21dm^3 ja renkaan tilavuus on 1,9dm^3? Oletetaan, että lämpötila muuttuu pumppaamisen aikana vain vähän ja että renkaan tilavuus ei juurikaan muutu.

Sivut

Kommentit (17)

korant
Seuraa 
Viestejä8326
Liittynyt16.12.2013

Käytä kokonaispainetta. Ilmanpaine lienee 1 bar, jolloin alkupaine on 3,9 bar ja loppupainen 5 bar. Jos renkaan painetta merkitään p, puristuu pumpun ilma 1/p osaan ennenkuin ilma alkaa edes virrata renkaaseen ja sen jälkeen vielä vähän.

Helpoin tapa tietysti on laskea, paljonko normaalipaineista ilmaa tarvitaan renkaaseen 5 bar paineisena eli siis viisinkertainen määrä. paljonko siellä on ilmaa alussa normaalipaineisena. Näiden erotus jaettuna pumpun tilavuudella on sitten tarvittavien pumppausten määrä kun lämpenemistä ei huomioida.

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013
korant

Käytä kokonaispainetta. Ilmanpaine lienee 1 bar, jolloin alkupaine on 3,9 bar ja loppupainen 5 bar. Jos renkaan painetta merkitään p, puristuu pumpun ilma 1/p osaan ennenkuin ilma alkaa edes virrata renkaaseen ja sen jälkeen vielä vähän.

Helpoin tapa tietysti on laskea, paljonko normaalipaineista ilmaa tarvitaan renkaaseen 5 bar paineisena eli siis viisinkertainen määrä. paljonko siellä on ilmaa alussa normaalipaineisena. Näiden erotus jaettuna pumpun tilavuudella on sitten tarvittavien pumppausten määrä kun lämpenemistä ei huomioida.

Minun mielestäni ympäröivää painetta ei pidä lisätä paineisiin, koska tyhjänä ollessaan sisärenkaassa ei ole ilmaa juuri lainkaan. Jos se olisi valmiiksi maksimitilavuudessaan, silloin ympäristöpaine pitäisi lisätä paineisiin. Kun renkaassa kuitekin on hiukan ilmaa ja tilavuutta, sen tilavuus siinä tilassa pitäisi tietää, jotta tarkka vastaus olisi laskettavissa.

Älä nyt kuitenkaan hiilly, jos olet eri mieltä, mutta näin minä asian näkisin.

Eli jos oletetaan, että renkaan tilavuus tyhjänä on 0, yhtälöksi tulee

2,9 x 1,9 + X x 0,21 = 4 x 1,9 ,  josta pumppauksia X = 10 kertaa.

Voisiko Sebmit kertoa kirjan vastauksen.

korant
Seuraa 
Viestejä8326
Liittynyt16.12.2013

Saman tuloksen minäkin sain. Tehtävänannossahan mainittiin että kyse on ylipainemittarista ja ainahan painemittari näyttää juuri ylipainetta. Siis jos renkaassa on ympäristön paine mittarin lukema on 0.

Laskussahan otetaan annettujen paineiden erotus joten on aivan sama lisätäänkö ympäristön paine vai ei. Mutta jos ajatellaan lopullista ilmamäärää ympäristön paineessa, silloin on käytettävä kokonaispainetta. Kun ympäristön paine on 1 bar se ei vaikuta lopputulokseen mutta jos se poikkeaa siitä niin silloin se vaikuttaa eli tottakai pumppausten määrä riippuu ympäristön paineesta.

Muuten olen samaa mieltä että sebmit voisi kertoa saiko kirjan vastauksen vai ei.

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013

Joo, kyllä ympäristön paine pitää periaatteessa olla mukana laskussa. Vaikka tyhjän sisärenkaan tilavuus olisikin 0, se jo hyvin pienellä paineella kasvaa täyteen tilavuuteensa.

fenoxi
Seuraa 
Viestejä201
Liittynyt12.12.2013
korant

Tehtävänannossahan mainittiin että kyse on ylipainemittarista ja ainahan painemittari näyttää juuri ylipainetta.

 

Alipainemittarikin?

 

 

korant
Seuraa 
Viestejä8326
Liittynyt16.12.2013
fenoxi
Alipainemittarikin?
Harvemmin renkaissa on alipainetta. Kannatta noissa vitseissään pysytellä asiayhteydessä.

korant
Seuraa 
Viestejä8326
Liittynyt16.12.2013
Kontra
Vaikka tyhjän sisärenkaan tilavuus olisikin 0, se jo hyvin pienellä paineella kasvaa täyteen tilavuuteensa.
Eihän laskussa tule vastaan missään vaiheessa tyhjä rengas vaan painestetun renkaan ilman määrä normaalipaineessa. Renkaan tilavuus ei juurikaan muutu tehtävänannon mukaan annetuilla paineilla. Sinun kaavassasi vaan jätetään huomiotta kokonaan tyhjän renkaan sisältämä ilmamäärä, mikä on lähes sama kuin paineistetulla renkaalla. Se ei kuitenkaan merkitse laskussa mitään koska se supistuu pois.

Kontra
Seuraa 
Viestejä981
Liittynyt22.3.2013

Joo, lähtökohta ajattelulleni oli turhan käytännönläheinen, niin kuin yleensä kaikki ajatteluni.

Se miksi aluksi mainitsin renkaan tilavuudeksi 0, johtui siitä, että kun olen vaihtanut renkaita, sisärengas on aina pakkauksessa lutussa niin, että siellä ei ole ilmaa käytännöllisesti ollenkaan. Ja vaikka sinne pumppaa ilmaa, se tyhjenee melkein tyhjäksi, kun venttiilin ottaa pois. Ja tyhjänä sisärengas on asennettavakin, ei sitä muuten saa paikalleen. Sitten kun rengas on paikallaan, sinne pitää pumpata ilmaa, ennenkuin se saavuttaa täyden tilavuutensa, sillä sisärengas on yleensä halkaisijaltaan pienempi, kuin se päälirenkaan sisätila - usein sen vuoksi, että sama sisärengas on tarkoitettu eri kokoisille ulkorenkaille. 

Mutta, kuten sanoit, tyhjän renkaan ilmamäärä supistuu tässä tehtävässä pois, eli sillä ei ole merkitystä.   

Sakkemaister
Seuraa 
Viestejä8
Liittynyt6.5.2012

VOI P****** Kirjotin tässä äsken tollasen A4 kokosen tehtävän ratkaisuun liittyvän kysymyksen ja tää väittää etten ollu kirjautunu sisään. Tääl on kait vissiin joku aikakatkaisu. Mutta eniweis kirjotin nyt kysymyksen ja tehtävänannon lyhyessä muodossa.

Kysymys:

Miksei esimerkiksi mekaniikan energiapreiaatetta sovellettaessa vinoille pinnalle vastusvoimissa oteta huomioon Gravitaation aiheuttamaa komponenttia Gx. Siis jos kappale esim liukuu pinnalla ylöspäin saatuaan alkunopeuden v (mielivaltaisesti valittu nopeus).

Olkoon nyt esimerkkinä Oulun, Turun, Helsingin ja Kuopion yliopistojen pääsykokeen tehtävä vuodelta 2003. Mutta kiva kun en sitä linkkiäkään löytänyt mutta:

Tehtävän anto (ehkei ihan sanatarkalleen mutta kuitenkin):

Kappale sysätään liikkeelle alkunopeudella 4,5m/s. Pinta jolla kappale liukuu on vino ja sen kaltevuuskulma on 19°. Kappaleen ja pinnan välinen kitkakerroin (liikekitka) on 0,14. Kuinka korkealle vinoa pintaa kappale pysähtyy?

Oikeaan vastaukseen päädytään kun ajatellaan vastusvoimaksi pelkästään W = Fμ × s eikä W = (Fμ + Gx) × s jossa s on siis pinnalla kuljettu matka. S paikalle voi tietystikin sijoittaa korkeuden suoraan s=h/sin (β) ,β=19° Tehtävä on sinänsä helppo mutta ongelmaksi koituu minulle aina tuo vastusvoiman/voimien miettiminen. Eli siis miksi laskettaessa vastusvoimiin ei oteta huomioon G:n komponentin Gx tekemää työtä?

PPo
Seuraa 
Viestejä12892
Liittynyt10.12.2008
Sakkemaister

VOI P****** Kirjotin tässä äsken tollasen A4 kokosen tehtävän ratkaisuun liittyvän kysymyksen ja tää väittää etten ollu kirjautunu sisään. Tääl on kait vissiin joku aikakatkaisu. Mutta eniweis kirjotin nyt kysymyksen ja tehtävänannon lyhyessä muodossa.

Kysymys:

Miksei esimerkiksi mekaniikan energiapreiaatetta sovellettaessa vinoille pinnalle vastusvoimissa oteta huomioon Gravitaation aiheuttamaa komponenttia Gx. Siis jos kappale esim liukuu pinnalla ylöspäin saatuaan alkunopeuden v (mielivaltaisesti valittu nopeus).

Olkoon nyt esimerkkinä Oulun, Turun, Helsingin ja Kuopion yliopistojen pääsykokeen tehtävä vuodelta 2003. Mutta kiva kun en sitä linkkiäkään löytänyt mutta:

Tehtävän anto (ehkei ihan sanatarkalleen mutta kuitenkin):

Kappale sysätään liikkeelle alkunopeudella 4,5m/s. Pinta jolla kappale liukuu on vino ja sen kaltevuuskulma on 19°. Kappaleen ja pinnan välinen kitkakerroin (liikekitka) on 0,14. Kuinka korkealle vinoa pintaa kappale pysähtyy?

Oikeaan vastaukseen päädytään kun ajatellaan vastusvoimaksi pelkästään W = Fμ × s eikä W = (Fμ + Gx) × s jossa s on siis pinnalla kuljettu matka. S paikalle voi tietystikin sijoittaa korkeuden suoraan s=h/sin (β) ,β=19° Tehtävä on sinänsä helppo mutta ongelmaksi koituu minulle aina tuo vastusvoiman/voimien miettiminen. Eli siis miksi laskettaessa vastusvoimiin ei oteta huomioon G:n komponentin Gx tekemää työtä?

Olisiko niin, että Gx:n tekemä työ tulee huomioiduksi potentiaalienergian muutoksessa.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14016
Liittynyt16.3.2005
Sakkemaister

Oikeaan vastaukseen päädytään kun ajatellaan vastusvoimaksi pelkästään W = Fμ × s eikä W = (Fμ + Gx) × s jossa s on siis pinnalla kuljettu matka. S paikalle voi tietystikin sijoittaa korkeuden suoraan s=h/sin (β) ,β=19° Tehtävä on sinänsä helppo mutta ongelmaksi koituu minulle aina tuo vastusvoiman/voimien miettiminen. Eli siis miksi laskettaessa vastusvoimiin ei oteta huomioon G:n komponentin Gx tekemää työtä?

Tuosta puuttuu jotain. Miten esimerkiksi lasketaan Fμ? Tuo ainakin vaatisi tiedon gravitaation suuruudesta. Toisekseen, kappale pysähtyisi joskus jossain kohdassa rinnettä, vaikka kitkaa ei olisikaan. Eli gravitaatiolla on vaikutusta.

 

 

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

korant
Seuraa 
Viestejä8326
Liittynyt16.12.2013
Sakkemaister
Oikeaan vastaukseen päädytään kun ajatellaan vastusvoimaksi pelkästään W = Fμ × s eikä W = (Fμ + Gx) × s jossa s on siis pinnalla kuljettu matka.
Molemmilla tavoilla sen voi laskea oikein. Jos vastusvoimaan lasketaan myös Gx, on potentiaalienergian muutos mgh jätettävä pois. Siis kuten PPo tuolla aiemmin totesi.

MooM
Seuraa 
Viestejä6942
Liittynyt29.6.2012
o_turunen
Tuosta puuttuu jotain. Miten esimerkiksi lasketaan Fμ? Tuo ainakin vaatisi tiedon gravitaation suuruudesta. Toisekseen, kappale pysähtyisi joskus jossain kohdassa rinnettä, vaikka kitkaa ei olisikaan. Eli gravitaatiolla on vaikutusta.

Yleensä lukiotehtävissä voi käyttää arvoa 9,81 m/s2, jos muuta ei ole annettu tai jos ei puhuta vieraista planeetoista tms. olosuhteista. 

 

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat