Osaisiko joku selittää nämä?

Seuraa 
Viestejä30
Liittynyt30.1.2012

Eli tässä olis pari kysymystä:

1. Miksi leikkipustoissa olevien karusellien vauhti kiihtyy kun siinä olevat ihmiset menevät lähemmäs karusellin keskustaa? Jos taas ihmiset ovat kädet levällään lähellä reunaa vauhti hidastuu.

2. Jos jönglööraan junassa, miksi palloille ei tapahdu mitään, vaikka juna on liikkeessä? Mikseivät pallot liiku myös vaan käyttäytyvät samalla tavalla kuin jos olisi maassa?

Sivut

Kommentit (33)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26848
Liittynyt16.3.2005
inndda
1. Miksi leikkipustoissa olevien karusellien vauhti kiihtyy kun siinä olevat ihmiset menevät lähemmäs karusellin keskustaa? Jos taas ihmiset ovat kädet levällään lähellä reunaa vauhti hidastuu.



Tuo johtuu liikemäärämomentin säilymisestä. Liikemäärämomentti on verrannollinen kulmanopeuteen (eli kierroksiin minuutissa) ja niin sanottuun hitausmomenttiin, joka riippuu kappaleen geometriasta. Jos pyörivän kappaleen massaa siirretään lähemmäs pyörimisakselia, hitausmomentti pienenee. Jotta liikemäärämomentti ei muuttuisi, kulmanopeus kasvaa.

Nopeampaan pyörimiseen liittyy suurempi rotaation energia. Se saadaan tuossa prosessissa tekemällä työtä keskipakoisvoimaa vastaan.

Liikemäärän säilymisen voidaan osoittaa johtuvan avaruuden rotaatioinvarianssista. Eli siitä, että luonnonlait ovat samat, jos kierretään systeemiä.

2. Jos jönglööraan junassa, miksi palloille ei tapahdu mitään, vaikka juna on liikkeessä? Mikseivät pallot liiku myös vaan käyttäytyvät samalla tavalla kuin jos olisi maassa?



Kyllä ne pallot käyttäytyvät samoin kuin maassa, jos juna liikuu vakionopeudella. Nopeus on aina suhteellista ja luonnonlait ovat samat inertiaalikoordinaatistoissa (jotka eivät pyöri tai kiihdy). Jos juna kiihdyttää (tai kaartaa, joka on sivulle kiihdyttämistä), niin sitten palloihin kohdistuu junassa olijan mielestä näennäisvoimia ja jonglööraaminen käy haastavaksi.

Vierailija
inndda
Eli tässä olis pari kysymystä:

1. Miksi leikkipustoissa olevien karusellien vauhti kiihtyy kun siinä olevat ihmiset menevät lähemmäs karusellin keskustaa? Jos taas ihmiset ovat kädet levällään lähellä reunaa vauhti hidastuu.

2. Jos jönglööraan junassa, miksi palloille ei tapahdu mitään, vaikka juna on liikkeessä? Mikseivät pallot liiku myös vaan käyttäytyvät samalla tavalla kuin jos olisi maassa?


1. Koska heidän kineettinen, eli liike-energiansa säilyy, sitä kuluttaa ainoastaan ilman vastus ja karusellin laakerien kitka. Kineettinen energia on suhteessa massaan ja nopeuteen. Massahan tuossa tapauksessa ei muutu, joten ei voi muuttua nopeuskaan. Nopeus säilyy itse asiassa samana, nimittäin kehänopeus. Kun lähestytään karusellin keskiötä, sen pyörimisnopeuden on noustava, jotta kehänopeus pysyisi samana.

2. Koska palloilla on sama suunta ja nopeus, kuin niiden heittäjälläkin. Junan sisällä ei ole mitään junan nopeudesta riippuvaa sitä vastustavaa voimaa. Junan katolla jonlööraaminen olisikin toinen juttu, siinä tulee mukaan ilman vastus.

Tällä kivipallolla avaruudessa huimaa nopeutta kiitäessämme, sekä lisäksi ympäri pyöriessämme, emme liikettä mitenkään huomaa.

Jaa, Neutroni jo kerkesi, mutta menköön.

Vierailija

No ja tietenkin karusellissa on huomioitava sen oma massa, eli nopeus ei suhteessa keskiöön liikkuvaan massaan lisäänny, vaan energiaa kuluu sen itse karusellin kiihdyttämiseen.

inndda
Seuraa 
Viestejä30
Liittynyt30.1.2012

No ihan hyvä, että vastasit vielä kun toi sun selitys oli tälläiselle tyhjäpäälle paljon selkeämpi Kiitos kuitenkin molemmista vastauksista!

Vierailija
Neutroni
Se saadaan tuossa prosessissa tekemällä työtä keskipakoisvoimaa vastaan.

Jaa, huomaan, että olet vanhakantainen fakki-idiootti, kuten minäkin. Et siis puhu keskihakuisvoimasta.

Vierailija
inndda
No ihan hyvä, että vastasit vielä kun toi sun selitys oli tälläiselle tyhjäpäälle paljon selkeämpi Kiitos kuitenkin molemmista vastauksista!
No riittikö ne vastaukset ?

inndda
Miksi leikkipustoissa olevien karusellien vauhti kiihtyy kun siinä olevat ihmiset menevät lähemmäs karusellin keskustaa?

Kysymyksesi voi ymmärtää kahdella tavalla. Joko kysyt pelkän karusellin vauhdin kasvusta, tai sitten koko systeemistä mukaan lukien ne kyydissä olevat ihmiset.
Neutroni käsitteli tuossa edellä ainakin pääosin jälkimmäistä vaihtoehtoa.
Pyörimismäärän (=liikemäärämomentin ) säilymislaki kun koskee koko systeemiä, kun ulkoisia momentteja ei huomioida (=laakerien vastus, ilmanvastus). Pelkkää karusellia se ei koske, sillä ihmisten kengänpohjien ja karusellin lattian välisellä kitkavoimalla on momenttia karusellin akselin suhteen. Kyseinen momentti aikaansaa karusellin kulmakiihtyvyyden.

Edellisessä tapauksessa vastaus on, että karuselli saa lisää liike-energiaa kahdesta syystä :
1) Ihmiset tekevät työtä, jossa kemiallista energiaa muuttuu karusellin liike-energiaksi
2) ihmisten liike-energiaa siirtyy karusellille, siis ihmisten vauhti samalla hidastuu.
Ajattelepa tätä niin, että mitä tapahtuisi, jos kaikki kiipeäisivät pyörivän karusellin akselille päällekkäin, silloinhan jokaisen ihmisen massakeskipisteen nopeus olisi tasan nolla eli jokainen pysähtyi suuresta lähtövauhdista. Tuo liike-energia siis siirtyisi ihmisiltä karusellille.

Lisääntynyt karusellin liike-energia näkyy karusellin pyörimisnopeuden kasvuna, eli karusellin jokaisen massapisteen vauhdin kasvuna.

Stratonovich
Seuraa 
Viestejä358
Liittynyt14.6.2009
Electric shadow
Neutroni
Se saadaan tuossa prosessissa tekemällä työtä keskipakoisvoimaa vastaan.

Jaa, huomaan, että olet vanhakantainen fakki-idiootti, kuten minäkin. Et siis puhu keskihakuisvoimasta.

Aina tähän samaan juttuun törmää. Keskipako/hakuvoimaa voisi kutsua eräänlaiseksi Suomen lukiojärjestelmän ongelmavoimaksi. Ensi puhutaan keskipakoisvoimasta, sitten joku "viisas" lukio-opettaja kertoo ettei keskipakoisvoimaa oikeasti ole. Totuus kuitenkin on, että keskipakoisvoima on olemassa, mutta vain pyörivässä koordinaatistossa. Se opitaan sitten taas vuorostaan lukion jälkeisissä opinnoissa. Ongelma oikeasti on se, että "on olemassa" on koordinaatistoriippuvainen asia, joka ei lukion oppimäärään mahdu.

Vierailija
Stratonovich
Ongelma oikeasti on se, että "on olemassa" on koordinaatistoriippuvainen asia, joka ei lukion oppimäärään mahdu.
Ei se ole mikään koordinaatistoriippuvainen asia kuten eräät "viisaat" väittävät. Pyörivässä liikkeessä esiintyy aina sekä keskipako- että keskihakuvoima ja ovat koordinaatistosta riippumattomia kuten kaikki voimavaikutukset.

Ronron
Seuraa 
Viestejä9265
Liittynyt10.12.2006

Minä osaan selittää nuo leikiten. Mutta ne on ilmeisesti jo selitetty. Harmi. Olisin halunnut selittää ihan itse, koska te muut ette osaa selittää niin että maallikot ymmärtää. Olette ihan käpyjä.

くそっ!

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
korant
Stratonovich
Ongelma oikeasti on se, että "on olemassa" on koordinaatistoriippuvainen asia, joka ei lukion oppimäärään mahdu.
Ei se ole mikään koordinaatistoriippuvainen asia kuten eräät "viisaat" väittävät.



Kuten on jo lukuisissa keskusteluissa huomautettu, niin tuo "ristiriita" tulee siitä että olet päättänyt nimetä asiat eri tavalla kuin on yleinen käytäntö. Vähän sama kuin päättäisit nimetä banaanin appelsiiniksi. Sitten mesoat, että kaupassa ei saa minkäänlaista palvelua, kun siellä neuvotaan väärään paikkaan "appelsiineja" kysyttäessä. Onko myyjä sitten auttamattoman väärässä oleva "viisas", kun ei tiedä "appelsiinien" olevan keltaisia?

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

Vierailija

No taas kerran. En mahda mitään mutta minusta tämä logiikka on oikein. Jos olet karusellissa rullaluistimilla joiden suunta on säteen suunnassa luisuisit luonnollisesti pyörivästä karusellista ulos. Mutta sinulla on köysi, jonka toinen pää on karusellin keskiössä ja pidät kiinni toisesta päästä. Sinä vedät narua nyt keskipakovoimalla ja naru vetää sinua keskihakuvoimalla. Molemmat voimat ovat todellisia ja koordinaatistosta riippumattomia. Näin on tarkastelet systeemiä vaikka hevon perseestä, jonne olet koordinaatistosi lykännyt. Jos nyt on nimetty keskipakovoima näennäiseksi ja vain pyörivässä koordinaatistossa esiintyväksi niin se on harhaa eikä luonnonlait noudata moisia määrittelyjä. Yksinkertaisesti ei ole olemassa mitään näennäisvoimia vaan ainoastaan todellisia voimia.

inndda
Seuraa 
Viestejä30
Liittynyt30.1.2012

Eli tarkoitin siis sitä, että jos lapset ovat leikkipuiston karusellissa niin, että roikottavat käsiä ikään kuin ilmassa vauhti on hitaampi kuin se, että lapset menevät aivan keskustan lähelle. Esim piruetissahan käy samoin.

Vierailija

Kyllä tähän selitykseen tarvitaan juuri tuo pyörimismäärän eli impulssimomentin säilymislaki L = mrv. Asiaa voi selittää sillä, että kauempana keskiöstä lapsen vauhti on suurempi kuin lähempänä keskiötä. Kun lapsi siirtyy keskiötä kohden, sen nopeus pienenee joten karuselli joutuu jarruttelemaan sen nopeutta. Koska karuselli on vapaasti pyörivä se ei saa mistään tarvittavaa jarrutusmomenttia ja alkaakin itse pyörimään nopeammin.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
korant
Mutta sinulla on köysi, jonka toinen pää on karusellin keskiössä ja pidät kiinni toisesta päästä. Sinä vedät narua nyt keskipakovoimalla ja naru vetää sinua keskihakuvoimalla.



Niin, juuripa tuota tarkoitin. Noilla määritelmillä "appelsiinit" ovat keltaisia, eikä siinä mitään valittamista. Mutta kun muut puhuvat että appelsiinit ovat oransseja, niin sekin on aivan oikein. Mutta taidan jättää tämä aiheen tältä erää.

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

Vierailija

Jos tuossa keskipakovoima ei ole mielestäsi keskipakovoima niin mikä sitten. Keskihakuvoimalla on tuossa kuitenkin pakko olla vastavoima ja mikä muu se voisi olla kuin keskipakovoima joka pakottaa kappaletta pakenemaan pyörimiskeskiöstä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat