Fysiikan voimalasku

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei,

poikani reputti fysiikan kokeensa lukiossa seuraavaan tehtävään. Unohti ilmeisesti kokeen jälkeen kysyä opettajaltaan oikeaa vastausta, joten olisimme kiitollisia jos joku fysiikkanero ratkaisisi tehtävän.

----

Matti pelaa jalkapalloa. Pallon massa on 130g ja Matin jalan massa on 1490g

Matin potkaistessa palloa vaakasuoraan, jalka koskettaa sitä 0,97 ms ajan. Sinä aikana pallon vaakasuora nopeus kasvaa nollasta nopeuteen 28m/s (vaakasuoraa nopeutta voidaan tarkastalla erikseen pystysuorasta välittämättä). Oletetaan, että jalka kohdistaa palloon vakiovoiman. Kuinka suurella voimalla Matti potkaisee palloa?
----

Olisimme kiitollisia, jos lausekkeen saisi näkyviin. Harmi vain, kun kumpikaan vanhemmista ei osaa nykyfysiikkaa.

Yst. Terv.
Liisa

Sivut

Kommentit (17)

visti
Seuraa 
Viestejä6331
Liittynyt16.11.2009

Hei,

poikani reputti fysiikan kokeensa lukiossa seuraavaan tehtävään. Unohti ilmeisesti kokeen jälkeen kysyä opettajaltaan oikeaa vastausta, joten olisimme kiitollisia jos joku fysiikkanero ratkaisisi tehtävän.

----

Matti pelaa jalkapalloa. Pallon massa on 130g ja Matin jalan massa on 1490g

Matin potkaistessa palloa vaakasuoraan, jalka koskettaa sitä 0,97 ms ajan. Sinä aikana pallon vaakasuora nopeus kasvaa nollasta nopeuteen 28m/s (vaakasuoraa nopeutta voidaan tarkastalla erikseen pystysuorasta välittämättä). Oletetaan, että jalka kohdistaa palloon vakiovoiman. Kuinka suurella voimalla Matti potkaisee palloa?
Tehtävä on hassuhko jalan massoineen Se on tarkoitettu laskettavaksi ns. impulssiperiaatteella
Voima kertaa aika = liikemäärän muutos. Siis voima F*aika t = massa m kertaa nopeus v - 0
F = m(pallo)*v/t = 0,13kg *28 m/s/0,00097 s = 3800 N =3,8 kN. Jalan massa on hämäystä.
----

Jorma
Seuraa 
Viestejä2350
Liittynyt27.12.2008
jkiukko
Ajan mitta ei ole metrisekunti, vaan sekunti.

Olet oikeassa. Siksi Visti muuttikin "metrisekunnin" sekunneiksi. Yksi sekunti on 1000 millisekuntia (ms).
Tehtävässä kiinnittää huomiota lähinnä jalkapallon paino, joka on aivan liian pieni samoin kuin kosketusaika. Nehän ovat taas tehtävän laatijan mokia eivätkä ratkaisijan.

Vierailija

Vielä toinen epäonnistunut tehtävä;

mitkä tekijät vaikuttavat vaakasuoraan lentävän jalkapallon nopeuteen?

terv.
Liisa

Jorma
Seuraa 
Viestejä2350
Liittynyt27.12.2008
Kissankello67
Vielä toinen epäonnistunut tehtävä;
mitkä tekijät vaikuttavat vaakasuoraan lentävän jalkapallon nopeuteen?

Näissä on vaikea tietää mitä tehtävällä oikeastaan tarkoitetaan. Vaakasuora kokonaisnopeus jalkapallolla on vain hetkellisesti. Sillä hetkellä vaikuttavat.
1. Ilmanvastus, joka hidastaa pallon vaakasuoraa nopeutta.
2. Maan vetovoima, joka aiheuttaa pallon lentorataan suunnanmuutoksen voiman suuntaan.
3. Pallon mahdollisesta pyörimisestä aiheutuva paine-ero pallon eri puolilla. Se aiheuttaa suunnanmuutoksen pienemmän paineen suuntaan (siihen suuntaan, joka liikkuu nopeimmin pallon lentosuuntaan). Tämä voi olla vaakasuunnassa tai pystysyynnassa, kuitenkin useimmiten siitä väliltä.
Muita en ainakaan heti keksi, Tietysti, jos tuulee vaikuttaa sekin ilmanvastuksen kautta.

visti
Seuraa 
Viestejä6331
Liittynyt16.11.2009
Kissankello67
Vielä toinen epäonnistunut tehtävä;

mitkä tekijät vaikuttavat vaakasuoraan lentävän jalkapallon nopeuteen?

terv.
Liisa


Tehtävä on muotoiltu huolimattomasti, Opettaja odottaa siihen vastausta vain ilmanvastus luullakseni. Nyt kuitenkin maan vetovoima vaikuttaa myös nopeuteen kaareuttaessaan palloa.
Tehtävän oikea muotoilu olisi ollut esimerkiksi näin: Pallo potkaistaan kohti maalia. Mitkä tekijät vaikuttavat nopeuteen, jolla pallo lähestyy maalia vaakasuorassa suunnassa?
Huomattakoon, että kommenttini ei ole viisastelua. Pallo ei etene vaakasuorassa senttiäkään, eikä sellaisesta saa fysiikan tehtävässä puhua. Muualla voimme olla vähän suuripiirteisempiä.
EDIT Jorma näyttää ihmetelleen samaa.

Vierailija

Tämä on täysin väärin, ei kannata lukea

Minäpä reputan kanssa.
Voiman ja vastavoiman lain mukaan, jos Matti potkaisee palloa voimalla F, niin pallo kohdistaa Mattiin yhtäsuuren, mutta vastakkaissuuntaisen voiman.
Jalan liikeyhtälö: mj*dv/dt=-F=>vj=-Ft/m+v0j, ja sj=-Ft^2/(2mj)+v0jt
Pallon liikeyhtälö: mp*dv/dt= T, ja T sisältää potkuvoiman lisäksi liikettä vastustavaa voimaa.
vp=T*t/mp, ja sp=T*t^2/(2mp)
Hetkellä t on molemmilla sama nopeus, ja molemmat ovat kulkeneet saman matkan, joten noista ylläolevista yhtälöistä saadaan: T=-F*mp/mj, ja sijoittamalla pallon nopeusyhtälöön tulee:
F=-v*mj/t= -4310 N, joten potkuvoima on 4,3 kN
(Onnistunut remontti kun ei jäänyt ylimääräisiä osia)
Tulee F=43 kN mikä on täysin järjetön

visti
Seuraa 
Viestejä6331
Liittynyt16.11.2009
mölkhö
Minäpä reputan kanssa.
Voiman ja vastavoiman lain mukaan, jos Matti potkaisee palloa voimalla F, niin pallo kohdistaa Mattiin yhtäsuuren, mutta vastakkaissuuntaisen voiman.
Jalan liikeyhtälö: mj*dv/dt=-F=>vj=-Ft/m+v0j, ja sj=-Ft^2/(2mj)+v0jt
Pallon liikeyhtälö: mp*dv/dt= T, ja T sisältää potkuvoiman lisäksi liikettä vastustavaa voimaa.
vp=T*t/mp, ja sp=T*t^2/(2mp)
Hetkellä t on molemmilla sama nopeus, ja molemmat ovat kulkeneet saman matkan, joten noista ylläolevista yhtälöistä saadaan: T=-F*mp/mj, ja sijoittamalla pallon nopeusyhtälöön tulee:
F=-v*mj/t= -4310 N, joten potkuvoima on 4,3 kN
(Onnistunut remontti kun ei jäänyt ylimääräisiä osia)



Mielestäni pallolla ja jalalla ei ole sama nopeus.

hyrrä
Seuraa 
Viestejä834
Liittynyt25.3.2007
Kissankello67
Vielä toinen epäonnistunut tehtävä;

mitkä tekijät vaikuttavat vaakasuoraan lentävän jalkapallon nopeuteen?

terv.
Liisa



Tässä sen huomaa, että jos on vähän viitseliäisyyttä, täältä saa koulutehtäviin vastaukset.

Kaunis kehystarina irrottaa aivan toisenlaisia vastauksia kuin tavanomaiset " tee koululäksysi koulussa, toope"

visti
Seuraa 
Viestejä6331
Liittynyt16.11.2009
mölkhö
Väärin se onkin, mutta lupansinhan reputtaa

Niinpä taisit sanoa. Meikäläisellä on niin kova oikomisinto, ettei järki aina seuraa perässä

Vierailija

Jos pallo potkaistaan maasta ja se lentää vaakasuoraan, se hinkkaa jatkuvasti nurmikkoon. Siksi vastasin tuolla aiemmin, että nurmikkoon hinkkaus vaikuttaa nopeuteen.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat