Valaiskaahan vähän keskihakuisvoimasta, sentrifugaalivoim...

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Ei oikein täysin uppoa noiden erot. Keskihakuisvoimahan saadaan laskettua F = mv^2 / r (joka toisaalta myös F = m*kulmanopeus^2*r ). Eikös sentrifugaalivoimakin (Relative centrifugial force) lasketa tuolla. Miksi sitten keskihakuisvoiman sanotaan olevan ( ja niinhän se tuolla kaavalla onkin) sitä suurempi mitä pienempi radan säde kun taas sentrifugoinnissa näytteessä olevaan kappaleeseen kohdistuva sentrifugiaalivoima sitä suurempi mitä suurempi roottorin säde. Olettaen tietenkin että molemmissa sama nopeus. Ja muutenkin hieman ihmetyttää se että (kuten sanoin) ensimmäisestä yhtälöstä saan kyllä suuremman forcen pienentämällä sädettä, mutta en tuosta suluissa olevasta yhtälöstä). Joku jumi on nyt päällä...

Sivut

Kommentit (1192)

Vierailija
scorpion1
Olettaen tietenkin että molemmissa sama nopeus.



Rata- vai kulmanopeus? Ratanopeushan on kulmanopeus kertaa säde, sentrifugissa säde on iso, jotta saataisiin suuri ratanopeus, jolloin keskeisvoimakin on suuri.

Vierailija

Ok mutta auttakeepa nyt tähän jumiin ( ) ja selittäkää miksi eka voima suurempi pienemmällä säteellä, mutta sentrifug.voima suurempi mitä isompo säde. Eikös tuo sentrifugaalivoima ole keskipakovoima, joka taas on yhtä iso mutta vastakkaissuuntainen ku keskihakuisvoima? Eikös sen pitäisi silloin myöskin kasvaa säteen pienetessä?

MLT
Seuraa 
Viestejä571
Liittynyt18.9.2009

Jos kulmanopeus pidetään vakiona niin voima kasvaa säteen kasvaessa. Tuossa ensimmäisessä lausekkeessa kulmanopeus kasvaa kun sädettä pienennetään.

Näissä tapauksissa olisi aina helpointa muodostaa paikan lauseke ajan funktiona ja sitten derivoida ajan suhteen tarvittavan monta kertaa, ei tarvi miettiä epäoleellisia.

MLT

Vierailija
scorpion1
Ok mutta auttakeepa nyt tähän jumiin ( ) ja selittäkää miksi eka voima suurempi pienemmällä säteellä, mutta sentrifug.voima suurempi mitä isompo säde. Eikös tuo sentrifugaalivoima ole keskipakovoima, joka taas on yhtä iso mutta vastakkaissuuntainen ku keskihakuisvoima? Eikös sen pitäisi silloin myöskin kasvaa säteen pienetessä?



Se on sama voima, keskipakoisvoimaa ei ole olemassakaan. Kaavat näyttävät vain erilaisilta, koska toinen kertoo voiman suuruuden ratanopeuden suhteen ja toinen kulmanopeuden suhteen. Eli, otetaan naru, jonka päässä on punnus ja keskellä solmu. Kun heilutat sitä tasaisella nopeudella pääsi ympäri (eli kierrosaika on sama), on punnuksen kuljettava suuremmalla ratanopeudella kuin solmun (koska punnuksen pitää kulkea pidempi matka). Kuitenkin, solmun ja punnuksen kulmanopeudet ovat yhtä suuret, koska kappaleiden kierrosajat ovat samat.

MLT
Näissä tapauksissa olisi aina helpointa muodostaa paikan lauseke ajan funktiona ja sitten derivoida ajan suhteen tarvittavan monta kertaa, ei tarvi miettiä epäoleellisia.

Miettiminen on tärkeää, muuten ei osaa laskeakaan.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005

Edllinen koitti jo tuossa vinkata samaa asiaa, mutta koitetaan uudeestaan. Jos pidät kulmanopeuden vakiona ja siirrät kappaletta ulospäin, niin siitä kirjoittamastasi kaavasta näkyy, että kappaleen pitäminen radallaa vaatii suurempaa voimaa. Silloin myös kappaleen nopeus kasvaa, eikä se pysy vakiona.

v=kulmanopeus*r

Eli jos pidät nopeuden vakiona ja siirrät kappaleen kaksi kertaa kauemmas origosta, niin kulmanopeus pitää tiputtaa puoleen.

kulmanopeuden neliö tipahtaa neljäsosaan, joten kulmanopeus²*r pienenee puoleen.

Eli ei tuolla ollut mitään tekemistä sillä millä nimellä kulloinkin voimaa kutsutaan. Selvittikö?

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija
Imperator
Se on sama voima, keskipakoisvoimaa ei ole olemassakaan.
Kyllä keskipakoisvoima on olemassa vaikka sellaista harhaoppia esiintyy ettei sitä olisi. Miksi sitten tarvittaisiin keskihakuisvoimaa jos mikään voima ei vastusta kaartamista ympyräradan mukaan. Ajattele vaikka pesukoneen kuivausrumpua. Mikä voima saa veden puristumaan rummun ulkokehälle. Jos vauhtipyörä pyörii riittävän nopeasti, keskipakoisvoima hajottaa sen. Keskipakoisvoima johtuu massan hitaudesta ja vastustaa kiihdytystä. Keskipakoisvoima on yhtäsuuri kuin keskihakuisvoima mutta vastakkaissuuntainen.

Vierailija
korant
Kyllä keskipakoisvoima on olemassa vaikka sellaista harhaoppia esiintyy ettei sitä olisi. Miksi sitten tarvittaisiin keskihakuisvoimaa jos mikään voima ei vastusta kaartamista ympyräradan mukaan.

Siksi, että ympyrärata vaatii voiman joka pitää kappaleen sillä. Jos voimaa ei ole, nii hups! ja kappale menee menojaan.

korant
Ajattele vaikka pesukoneen kuivausrumpua.

Ajattelen...

korant
Mikä voima saa veden puristumaan rummun ulkokehälle.

Eli mikä voima saa veden pysymään ympyräradalla? Rummun pinnan tukivoima.

korant
Jos vauhtipyörä pyörii riittävän nopeasti, keskipakoisvoima hajottaa sen. Keskipakoisvoima johtuu massan hitaudesta ja vastustaa kiihdytystä. Keskipakoisvoima on yhtäsuuri kuin keskihakuisvoima mutta vastakkaissuuntainen.

Jep, jep. Massa on hidasta ja vastustaa kiihtymistä(dynamiikan peruslaki), mutta vastustaakseen sitä se vaatii voiman, joka aiheuttaisi kiihtyvyyden. Tällöin massan hitaus kyllä aiheuttaa voiman, mutta se on Newtonin kolmannen lain mukainen. Keskihakuisvoimalla on myös vastavoimansa, mutta se ei ole keskipakoisvoima, eikä se edes kohdistu ympyräliikkeessä olevaan kappaleeseen(esim. kuivausrummun tapauksessa kyse on veden rumpuun aiheuttamasta tukivoimasta.)

Vierailija

Sama se millä nimellä sitä voimaa kutsutaan. Se on massan hitaudesta johtuva voima joka vastustaa kiihdytystä. Tottakai se vaatii kiihdyttävän voiman. Jokainen vastavoima vaatii luonnollisesti voiman jota vastustaa. Keskipakoisvoima on juuri keskihakuisvoiman vastavoima. Tukivoimat ovat kosketuskohdassa syntyviä kontaktivoimia. Jotta kaksi objektia voi puristua yhteen tarvitaan voimaa molemmin puolin. Samoin narun pitämiseen jännityksessä. Jos vedät narusta ei se kiristy vaikka kuinka vedät ellei toisesta päästä vedä joku toinen. Jos siellä on kivi ja pyörität sitä ympyrärataa niin naru kiristyy. Silloin siis jokin vetää narun toisesta päästä. Keskipakoisvoima on paljon havainnollisempi nimi tälle voimalle kuin tukivoima. Naru aiheuttaa kiveen keskihakuisvoiman ja kivi naruun keskipakoisvoiman. Yksinkertainen ja selkeä juttu.

Vierailija
korant
Sama se millä nimellä sitä voimaa kutsutaan. Se on massan hitaudesta johtuva voima joka vastustaa kiihdytystä. Tottakai se vaatii kiihdyttävän voiman. Jokainen vastavoima vaatii luonnollisesti voiman jota vastustaa. Keskipakoisvoima on juuri keskihakuisvoiman vastavoima. Tukivoimat ovat kosketuskohdassa syntyviä kontaktivoimia. Jotta kaksi objektia voi puristua yhteen tarvitaan voimaa molemmin puolin. Samoin narun pitämiseen jännityksessä. Jos vedät narusta ei se kiristy vaikka kuinka vedät ellei toisesta päästä vedä joku toinen. Jos siellä on kivi ja pyörität sitä ympyrärataa niin naru kiristyy. Silloin siis jokin vetää narun toisesta päästä. Keskipakoisvoima on paljon havainnollisempi nimi tälle voimalle kuin tukivoima. Naru aiheuttaa kiveen keskihakuisvoiman ja kivi naruun keskipakoisvoiman. Yksinkertainen ja selkeä juttu.



Narun tapauksessa tilanne on toinen. Tällöin keskeiskiihtyvyyttä ei aiheuta tukivoima, vaan narun jännitysvoima. Tällöin vastavoima kohdistuu pyörittäjään; voit vaikka kokeilla, että siitä narusta täytyy pitää kiinni, ettei kivi karkaa. Jos kivi on painava, huomaa selvemmin että molemmat voimat ovat keskihakuisvoimia: sekä pyörittäjä että kivi kiertävät yhteistä massakeskipistettä. Mikäli naru katkeaa, molemmat jatkavat tangentiaalisella nopeudella matkaansa suoraviivaisesti, koska ei ole enää voimia, jotka pitäisivät kappaleet keskeiskiihtyvässä liikkeessä.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Narun katkaisuvertaus on typerä, koska silloin ei ole mitään voimia muutoinkaan. Sitä paitsi se kehää kiertänyt kappale karkaa siinäkin tapaulsessa keskiöstä, vaikkakaan ei radiaalisesti niin tangentin suunnassa loittoneminen keskiöstä kuitenkin tapahtuu.

Toisaalta, kun puhutaan jostain rummusta niin se on kuitenkin
laakeroitu keskiöön joka viime kädessä sen hitausvoiman kuitenkin kompensoi - eli se keskiö toimii itse asiassa juuri tukivoimana. Eli tässäkin tapauksessa vain kierretään itse asia näkökulmaa vääristämällä.

Olen samaa mieltä Korantin kanssa siitä, että keskihakuisvoiman vastavoima on keskipakoisvoima, vaikkakaan se ei ole kihtyvyyttä aiheuttava voima (kuten keskiövoima), eikä siinä mielessä konservatiivinen voima.

petsku
Seuraa 
Viestejä1473
Liittynyt6.6.2009
korant
Se on massan hitaudesta johtuva voima joka vastustaa kiihdytystä.

Sen verran rakastelen pilkkua, että massa vastustaa kiihdytystä, ei voima. Liikesuunnalle vastakkainenkin voima kasvattaa kiihtyvyyttä — negatiiviseen suuntaan.
Mielestäni keskipakoisvoimaa voidaan hyvin käyttää, kunhan ymmärretään mitä sillä tarkoitetaan: Se on kaarevalla radalla kappaletta pitävän tukivoiman vastavoima. Virheellisesti usein luullaan, että kaarteessa jokin voima painaa havaitsijaa tukipintaan kiinni. Päinvastoin tukipinta kohdistaa vastakkaissuuntaisen voiman.
Voidaanhan Coriolisvoimaakin käyttämällä laskea oikeita tuloksia, vaikkei sitä "oikeasti" ole olemassa. Fysiikka ja sen laithan ovat vain nippu työkaluja, joita voidaan tietyin oletuksin hyödyntää tosimaailman ongelmiin.

Vierailija

Yleisesti ottaen näennäisvoima on voimana havaittava effekti, joka ei aiheudu mistään fysikaalisesta vuorovaikutuksesta. Effekti johtuu siitä, että havaintoja tehdään epäinertiaalisessa koordinaatistossa. Inertiaalikoordinaatistossa Newtonin liikeyhtälössä ei esiinny fiktiivisiä voimia, ainoastaan fysikaalisista vuorovaikutuksista johtuvia voimia.

Fiktiivisiä voimia on yleisesti ottaen neljää tyyppiä:
-koordinaatiston lineaarisesta kiihtyvyydestä aiheutuva voima
-koordinaatiston pyörimisliikkeestä aiheutuvat keskipakois- ja coriolisvoimat
-koordinaatiston muuttuvasta pyörimisliikkeestä aiheutuva Eulerin voima

Lisää voi lukea vaikka wikipediasta: http://en.wikipedia.org/wiki/Fictitious_forces.

Vierailija
David
Narun katkaisuvertaus on typerä, koska silloin ei ole mitään voimia muutoinkaan. Sitä paitsi se kehää kiertänyt kappale karkaa siinäkin tapaulsessa keskiöstä, vaikkakaan ei radiaalisesti niin tangentin suunnassa loittoneminen keskiöstä kuitenkin tapahtuu.

Ehkä, mutta se mitä yritin sanoa oli, ettei ole mitään keskipakoisvoimaa, vaan narun katketessa kappaleet jatkavat siihen suuntaan mihin olivat menossakin: tangentin suuntaan.

David
Toisaalta, kun puhutaan jostain rummusta niin se on kuitenkin
laakeroitu keskiöön joka viime kädessä sen hitausvoiman kuitenkin kompensoi - eli se keskiö toimii itse asiassa juuri tukivoimana. Eli tässäkin tapauksessa vain kierretään itse asia näkökulmaa vääristämällä.

Paitsi että, rummun keskiö on kiinni pesukoneessa, joka on kiinni ties missä. Tukivoimia ja niiden vastavoimia riittää..

Yksinkertaistetaan tilannetta hieman, kuten fysiikassa on yleensä tapana. Oletetaan, että rumpu ei ole kiinni missään tai kosketuksissa minkään kanssa. Tällöin rumpu ja vesi kiertäisivät yhteistä massakeskipistettä. Miksi näin? Koska veteen vaikuttava keskihakuisvoima on yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen kuin rumpuun vaikuttava keskihakuisvoima (Newtonin III, jos perusteluja tarvitaan).

Piirrä vaikka kuva, niin näet.

David
Olen samaa mieltä Korantin kanssa siitä, että keskihakuisvoiman vastavoima on keskipakoisvoima, vaikkakaan se ei ole kihtyvyyttä aiheuttava voima (kuten keskiövoima), eikä siinä mielessä konservatiivinen voima.

Yksittäinen voima aiheuttaa aina kiihtyvyyden, mutta se voi olla niin pieni ettei sitä huomaa, esim. ympyräradalla ajava auto kohdistaa maahan voiman, mutta eipä se käytännössä vaikuta ollenkaan.

Toinen vaihtoehto on, että se vastavoima on kuitenkin siellä jossain, esim. moukarin heittäjään kohdistuvan keskeisvoiman kumoaa jalkojen ja maan välinen kitka.

Vierailija
David
Olen samaa mieltä Korantin kanssa siitä, että keskihakuisvoiman vastavoima on keskipakoisvoima, vaikkakaan se ei ole kihtyvyyttä aiheuttava voima (kuten keskiövoima), eikä siinä mielessä konservatiivinen voima.



Voiman ja vastavoiman lakihan sanoo, että jos kappale A vaikuttaa kappaleeseen B jollakin voimalla, niin kappale B vaikuttaa kappaleeseen A yhtäsuurella, vastakkaissuuntaisella voimalla. Keskipakovoimaa on kauan luultu näennäiseksi voimaksi, koska ei ole oivallettu kappaleen "B" olemassaoloa; se kun ei ole silmillä nähtävissä. Kentin yliopiston elektroniikkanero R.C.Jennison (kts. esim. Jennison-Gupta) on kehittänyt Einsteinin suppeamman suhteellisuusteorian kuvaaman valokompleksin luonteeseen perustuva massan hitauden selittävän teorian, jossa "onteloiksi" käsitettyihin hiukkasiin ansoittunut valokenttä muodostaa hiukkasen kiertyessä "laboratorion suhteen" suuntansa säilyttävän värähtelyenergiakentän "B" jonka värähtelysuunnat syntyvät ontelon plus narun (kappale "A") nykäisyjen tuloksena häviten aina puolen kierroksen välein.[Eikös Newtonkin spekuloinut jollain tämänkaltaisella Principiassaan, joskin luopui analyysin syventämisestä, ainakin hän taisi puhua differentiaalisista nykäyksistä..] Joka hetki käynnissä on hiukkasen kiertosuunnan suuntaisen puoliskon täyttävä värähtelyjen joukko, minkä tuloksena narun katketessa hiukkanen jatkaa matkaansa suoraviivaisesti.

kemia-fysiikka-ja-matematiikka-f3/selita-newtonin-iii-lain-syy-t33566-45.html
[size=85:1psq96um]
"Kiinnostava aineen aalto-hiukkas -malli on Jennisonin ja Drinkwaterin sähkömagneettinen teoria.., jonka mukaan massan omaavaa hiukkasta voidaan pitää relativistisena vaihelukittuna ontelona, jonka sisällä on seisova sähkömagneettinen aalto. J&D osoittivat, että sellainen ansoittunut sähkömagneettinen säteily aiheuttaa painavan massan omaavan materian hitausominaisuuden [N II pienin relativistisin korjauksin!(P.S.V.)] ja että kaikkia hitaan massan omaavia hiukkasia voidaan pitää ansoittunutta säteilyä sisältävinä.

J&D:n mukaan ontelon täydellisesti heijastavan seinän liikahdus siihen sisäisestä aallosta kohdistuvaa säteilyä vastaan luo säteilystä pienen lisävoiman, sillä siinä tapahtuu Dopplerin siirtymä sinistä kohti ja energian virtausnopeus kasvaa.. Täten yksi Newtonin laeista ilmestyy luonnollisesti tässä vaiheessa.."

Parhaiten asia selviäisi alkuperäisestä 1977-artikkelista, jota en kuitenkaan nyt löytänyt.Jennison on myös rakentenut useita laitteita, joissa esim. kaksi vaunua kytkeytyy toisiinsa seisovan radioaallon välityksellä ja käyttäytyy kuin massan hitauden omaavat hiukkaset. Jennison on myös toteuttanut Einsteinin unelman ja rakentenut pyöritettävän pyörän, jonka ulkokehällä kiertävä valo on saatu vastasuuntaan pyörittämällä pysäytetyksi laboratorion suhteen. Samalla laboratorioon on syntynyt sähkömagneettinen kenttä analogisesti varauksellisten hiukkasten kentän kanssa. Tämäkin viittaa siihen, että valoa, varsinkin hiukkasten sisäistä valokenttää voidaan pitää massan hitauden Newtonilaisesta fysiikasta puuttuvana "kappaleena", johon voiman ja vastavoiman laki tukeutuu keskipakoilmiössä, joka näin ollen osoittautuu todelliseksi voimaksi![/size:1psq96um]

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat