1. Auto (m=2500kg) nousee mäkeä, jonka kaltevuus vaakatason suhteen on 4,0º. Laske tarvittava teho kun a) auton nopeus on 50km/h ja kiihtyvyys 0m/s² b) kun auton nopeus on 50km/h ja kiihtyvyys 2,0m/s². Kitkavoimia ja ilmanvastusta ei oteta huomioon.
- a-kohta on selkeä, mutta b tuottaa ongelmia.
2. Ideaalinen tuulimylly muuntaa siipiinsä osuvan ilman liike-energian kokonaisuudessaan siipien pyörimisliikkeen energiaksi. Laske ideaalisen tuulimyllyn maksimiteho, kun tuulen nopeus on 20km/h ja tuulimyllyn siipien halkaisija on 15m.
3. Suoraseinäisen rotkon syvyyttä arvioidaan. Rotkoon pudotetaan kivi, ja tömähdys kuuluu 7,7 sekunnin kuluttua. Kuinka syvä rotko on, kun äänen nopeus on 340m/s.
Näihin tehtäviiin jos saisin malliratkaisut, niin olisin hyvin kiitollinen. Itselläni on melkein 10 vuotta aikaa siitä, kun olen viimeksi fysiikkaa opiskellut, joten taidot ovat melko ruosteeessa.
3kpl fysiikan laskutehtäviä
17
5426
Vastaukset
- fys master
1b) laatija ei osaa fysiikkaa.
Jos kitkavoimia ja ilmanvastusta ei oteta huomioon, on auton kiihtyvyys -9.81 m/s² / tan ( 4º ), auto siis hidastuu maan vetovoiman liikkeelle vastaisen komponentin johdosta.
2,0m/s² kiihtyvyys on mahdotonta näillä oletuksilla.
Laatija siis virheellisesti olettaa että tehtävässä lasketaan sekä painovoiman nopeuden suuntainen komponentti että kiihdyttävä voima, joiden vektorisumma lasketaan. Kun saatu voimavektori kerrotaan nopeudella saadaan auton propulsioteho, mitä tehtävässä yritetään kysyä. Laatija ei myöskään ymmärrä, että tarvittava teho on tätä huomattavasti suurempi, sillä auto ei toimi100% hyötysuhteella.- Perusfyysikko
"1b) laatija ei osaa fysiikkaa." "2,0m/s² kiihtyvyys on mahdotonta näillä oletuksilla."
Itse joko et osaa tai yrität tahallaan sekoittaa. Kummassakin tapauksessa olisi parempi olla vastaamatta. Autossa on moottori jonka voimin se voi kiihdyttää ylämäessäkin jos teho riittää. B-kohdassa pitää lisätä a-kohdan nousutehoon kiihtyvyyden vaatima teho. Se on kiihtyvyyteen vaadittava voima (2,0 m/s² * 2500 kg) kerrottuna sen hetkisellä nopeudella.
"Laatija ei myöskään ymmärrä, että tarvittava teho on tätä huomattavasti suurempi, sillä auto ei toimi100% hyötysuhteella. "
Tehtävässähän lukee että kitkat jätetään huomioimatta eli laatija nimenomaan ymmärtää että niitä on. - Pera1195
Kirja tarjoaa 1b) vastaukseksi 93kW. Itse tehtävä on ilmeisesti TKK:n pääsykoetehtävä vuodelta 89. Lieneekö alkuperäisessä tehtävässä olleet sitten myös vastusvoimat mukana.
- fys master
Perusfyysikko kirjoitti:
"1b) laatija ei osaa fysiikkaa." "2,0m/s² kiihtyvyys on mahdotonta näillä oletuksilla."
Itse joko et osaa tai yrität tahallaan sekoittaa. Kummassakin tapauksessa olisi parempi olla vastaamatta. Autossa on moottori jonka voimin se voi kiihdyttää ylämäessäkin jos teho riittää. B-kohdassa pitää lisätä a-kohdan nousutehoon kiihtyvyyden vaatima teho. Se on kiihtyvyyteen vaadittava voima (2,0 m/s² * 2500 kg) kerrottuna sen hetkisellä nopeudella.
"Laatija ei myöskään ymmärrä, että tarvittava teho on tätä huomattavasti suurempi, sillä auto ei toimi100% hyötysuhteella. "
Tehtävässähän lukee että kitkat jätetään huomioimatta eli laatija nimenomaan ymmärtää että niitä on." Tehtävässähän lukee että kitkat jätetään huomioimatta eli laatija nimenomaan ymmärtää että niitä on. "
Ja kun kitkavoimia ei huomioida ei auto ylämäkeen kiihdy oli tehoja minkä verran tahansa.
Renkaat vaan sutii, kun kitkat ei riitä tai niitä ei huomioida.
Se vetävien pyörien renkaiden kosketuspinnan ja tien välinen kitka kun on juuri se olennainen ulkoinen voima mikä autoa kiihdyttää !!!
Ei sitä voi jättää huomiotta, kulkuvastukset sen sijaan voi.
Minä ymmärrän mitä eroa on kulkuvastuksilla ja kitkalla, tehtävän laatija taas ei ymmärrä. Kyseistä työtä tekemätöntä ja siten kulkuvastusta aiheuttamatonta staatista kitkaa ei voi jättää huomiotta, mikäli auton halutaan kiihtyvän ylämäkeen. - Perusfyysikko
Pera1195 kirjoitti:
Kirja tarjoaa 1b) vastaukseksi 93kW. Itse tehtävä on ilmeisesti TKK:n pääsykoetehtävä vuodelta 89. Lieneekö alkuperäisessä tehtävässä olleet sitten myös vastusvoimat mukana.
Ei ollut vastuksia. Nousuun tarvittava teho on sin(4) * 2500 kg * 9.8 m/s² * 13.9 m/s = 23750 W. Kiihdytyksen vaatima teho on 2500 kg * 2 m/s² * 13.9 m/s = 69500 W. Yhteensä siis n. 93 kW.
- Perusfyysikko
fys master kirjoitti:
" Tehtävässähän lukee että kitkat jätetään huomioimatta eli laatija nimenomaan ymmärtää että niitä on. "
Ja kun kitkavoimia ei huomioida ei auto ylämäkeen kiihdy oli tehoja minkä verran tahansa.
Renkaat vaan sutii, kun kitkat ei riitä tai niitä ei huomioida.
Se vetävien pyörien renkaiden kosketuspinnan ja tien välinen kitka kun on juuri se olennainen ulkoinen voima mikä autoa kiihdyttää !!!
Ei sitä voi jättää huomiotta, kulkuvastukset sen sijaan voi.
Minä ymmärrän mitä eroa on kulkuvastuksilla ja kitkalla, tehtävän laatija taas ei ymmärrä. Kyseistä työtä tekemätöntä ja siten kulkuvastusta aiheuttamatonta staatista kitkaa ei voi jättää huomiotta, mikäli auton halutaan kiihtyvän ylämäkeen.Kas, olet oikeassa, teoriassa. Minä kuitenkin saan laskuni toimimaan käytännössäkin. Arvaas olisitko päässyt TKK:uun saivartelullasi?
- fys master
Pera1195 kirjoitti:
Kirja tarjoaa 1b) vastaukseksi 93kW. Itse tehtävä on ilmeisesti TKK:n pääsykoetehtävä vuodelta 89. Lieneekö alkuperäisessä tehtävässä olleet sitten myös vastusvoimat mukana.
Kirja siis tarjoaa vastaukseksi arvelujeni mukaisen laskelman kitkojen kanssa, mutta ilman vastusvoimia.
sin 4 astetta * g * 2500 * 50 / 3.6 on a-kohdan vastaus
b kohdassa tähän lisätään 2* 2500 *50 / 3.6, ja tulos pyöristettynä on 93 kW.
TKK:ssa kyllä tiedettiin -89 mitä eroa on kulkuvastuksilla ja kitkalla, vaikka kirjasi laatija ei eroa valitettavasti ymmärräkään. Asia ymmärretään siellä edelleen vaikka nimi onkin vaihtunut aaltoyliopistoksi.
Staattinen kitka ei tee työtä, eikä siis aiheuta kulkuvastusta.
Vastaavasti vierimisvastus ei ole suinkaan ulkoinen kitkavoima, vaan pääosin renkaan kumin sisäisten voimien ja hystereesin tuloksena aiheutuva häviöteho. Energia muuttuu pääosin lämmöksi kumin sisällä, mitätön osa toki poistuu myös paikalta rengasmelun sisältämänä akustisena energiana. - fys master
Perusfyysikko kirjoitti:
Kas, olet oikeassa, teoriassa. Minä kuitenkin saan laskuni toimimaan käytännössäkin. Arvaas olisitko päässyt TKK:uun saivartelullasi?
Hienosti pääsin, sain jopa ylimääräisiä pisteitä yhdestä pääsykoetehtävästä, kun osasin enemmän kuin laatija oletti ja vastasin oikein enkä laatijan oletusten mukaisesti. Siellä nimittäin arvostetaan osaamista.Tosin vuosi ei ollut 1989.
- Anonyymi
Millä nopeudella parhaimmillaan tämä yhdistelmä pääsee kyseistä mäkeä ylös vai pääseekö illenkaan? Kun auto painaa m=2500 kg ja perässä vaunu m=2500 kg. Tehoa 150 kw. Jos vaikka alkunopeus on 75 kmh.
- Anonyymi
Perusfyysikko kirjoitti:
Kas, olet oikeassa, teoriassa. Minä kuitenkin saan laskuni toimimaan käytännössäkin. Arvaas olisitko päässyt TKK:uun saivartelullasi?
Ei tarvitse arvata, koska vastasin aikanaan juuri siihen mitä kysyttiin, eli kitkattoman tilanteen mukaan, jossa vetävät pyörät sutivat kitkatta, eivätkä autoa vedä eikä työnnä minnekään. Sain tehtävästä sillä vastauksella täydet pisteet, pääsin opiskelemaan ja valmistuin DI:ksi. Tehtävän tarkastaja ei siis pitänyt fysiikan osaamista saivarteluna, ja hyvä niin, joten ei tarvinnut hävetä esimiestensä edessä valituksen jälkeen kömmähdystään tehtävän laadinnassa, koska mitään valitusta ei edes tarvinnut tehdä.
- fys master
2) laatija ei osaa fysiikkaa.
Ideaalinen tuulimylly ei todellakaan muunna kaikkea siipiinsä osuvan ilman liike-energian kokonaisuudessaan siipien pyörimisliikkeen energiaksi. Laatija ei siis tunne betzin lakia. Googlaa betz law ja voit haukkua laatijan.
Laatija siis haluaa laskettavan 15 metrin halkaisijan läpi 20 km/h nopeudella yhden sekunnin aikan liikkuvan ilman liike-energian, ja sitten haluaa kyseisestä energiasta laskettavan keskitehon jakamalla energia sekunnin aikajaksolla. Muunna yksiköt si järjestelmään ennen laskemista, mikäli haluat saada laatijan tarkoittavan vastauksen.
Ensin siis lasketaan sylinterin tilavuus, jonka halkaisija on 15 metriä (ja säde puolet siitä ), ja pituus = 1 sekunti kertaa ( 20 /3.6 ) metriä sekunnissa = 20/3.6 metriä. Saatu tilavuus kerrotaan ilman tiheydellä (arvaus 1.225 kg / m^3 ), jolloin saadaan massa. Sitten käytät kaavaa E = 0.5 * m * v^2 saadaksesi kyseisen sylinterin muotoisen ilmatilavuuden liike-energian. Ja lopuksi lasket siitä keskitehon.- Pera1195
Myös tämä on ilmeisesti vanha TKK:n pääsykoetehtävä. Kirjan vastaus on 20Kw
- Perusfyysikko
"arvaus 1.225 kg / m^3"
Miksi arvailet? Etkö osaa laskea ilman tiheyttä lämpötilan funktiona? Kai ymmärrät että vastaus riippuu huomattavasti lämpötilasta. - fys master
Perusfyysikko kirjoitti:
"arvaus 1.225 kg / m^3"
Miksi arvailet? Etkö osaa laskea ilman tiheyttä lämpötilan funktiona? Kai ymmärrät että vastaus riippuu huomattavasti lämpötilasta.Osaan toki huomioida myöskin ilmanpaineen vaikutuksen asiaan.
Painetta ja lämpötilaa ei vaan ollut tehtävässä annettu, joten tiheys arvataan.
Turha laskea noiden suureiden funktioina, kun lasketaan fysiikan lakien vastaista toimintaa. Tkk:n pääsykokeissa on esiintynyt tehtäviä, joissa betzin laki on huomioitava, mikäli on halunnut täydet pisteet saada. Tällöin tiheyden vaihteluiden huomioimisesta saisi lisäpisteitä.
- fys master
3) Oletettavasti ilman vastusta ei ole tarkoitus huomioida, sillä kiven muotoa tai kokoa ei ole annettu, eikä siis ilmanvastuskerrointa voida päätellä mistään.
Siispä kivi osuu rotkon pohjaan t sekuntia pudotuksen jälkeen. Siinä ajassa kivi on pudonnut 0.5 * 9.81m/s^2 * t^2 metriä pudotessaan vakiokiihtyvyydellä painovoimanvaikutuksesta.
Rotkon pohjalta ääni saapuu kuulijalle ajassa 7.7 - t sekuntia, ja ääni etenee siinä ajassa matkan 340 m/s * (7.7 - t )
Nuo matkat ovat yhtä suuret eli ratkaiset yhtälön 340 * (7.7 - t) = 0.5 * 9.81 * t^2
4.905 t^2 340*t - 2618 = 0
Valitse se juuri, mikä on nollan ja 7.7 sekunnin välissä.- fys master
t = 6.99426 sekuntia, joten ääni etenee ajan ( 7.7 - t ) eli 0.70574 sekuntia.
Ääni kulkee siis matkan 340 * 0.70574 = 239.95 metriä, minkä pyöristät järkevästi 240 metriksi. Voit myös tarkistaa kiven ajassa t putoaman matkan, mikä sekin on samat 239.95 metriä mikä pyöristyy 240 metriksi.
Jos korvasi on samalla korkeudella kuin mistä kiven pudotat on tuo vastaus siis riittävän oikea rotkon syvyydeksi korvasi korkeudelta. Maan pinnalta rotkon syvyys on sen verran pienempi, kuin mitä korvasi korkeus on maasta. 2 numeron tarkkuudella tämän epätarkkuuden huomioiminen katoaa pyöristyksessä, eli sitä ei tarvitse huomioida.
- Anonyymi
Hullua maansiirtotyötä. Ei mukava katsoa;
https://www.facebook.com/share/v/7SUhDkRkfVyMmPVt/
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Nurmossa kuoli 2 Lasta..
Autokolarissa. Näin kertovat iltapäivälehdet juuri nyt. 22.11. Ja aina ennen Joulua näitä tulee. . .1458720Joel Harkimo seuraa Martina Aitolehden jalanjälkiä!
Oho, aikamoinen yllätys, että Joel Jolle Harkimo on lähtenyt Iholla-ohjelmaan. Tässähän hän seuraa mm. Martina Aitolehde472529- 402330
Kaksi lasta kuoli kolarissa Seinäjoella. Tutkitaan rikoksena
Henkilöautossa matkustaneet kaksi lasta ovat kuolleet kolarissa Seinäjoella. Kolmas lapsi on vakasti loukkaantunut ja282327Miksi pankkitunnuksilla kaikkialle
Miksi rahaliikenteen palveluiden tunnukset vaaditaan miltei kaikkeen yleiseen asiointiin Suomessa? Kenen etu on se, että1931802- 971797
Sinä saat minut kuohuksiin
Pitäisiköhän meidän naida? Mielestäni pitäisi . Tämä värinä ja jännite meidän välillä alkaa olla sietämätöntä. Haluai221660Tunnekylmä olet
En ole tyytyväinen käytökseesi et osannut kommunikoida. Se on huono piirre ihmisessä että ei osaa katua aiheuttamaansa p1091177Minä en ala kenenkään perässä juoksemaan
Voin jopa rakastaa sinua ja kääntää silti tunteeni pois. Tunteetkin hälvenevät aikanaan, poissa silmistä poissa mielestä281112Näin pitkästä aikaa unta sinusta
Oltiin yllättäen jossain julkisessa saunassa ja istuttiin vierekkäin, siellä oli muitakin. Pahoittelin jotain itsessäni61106