Ruoskaniskun energian laskeminen

Varmaan vaikea laskea. Energiahan kai tulee käden liikkeestä, joka ensin kiihdyttää ruoskan paksumman pään liikkeeseen ja sitten hidastaa sen. Tämä energia etenee aaltoliikkeenä kohti ruoskan ohutta päätä. Kokonaisenergia saadaan laskemalla kädenliikkeellä tarvittava työ.

Viitteen teorialla voit laskea ruoskan jokaisen pisteen nopeuden, ja kun tiedät ruoskan massajakauman, saat liike-energian:

math.fullerton.edu/tmcmillen/papers/2002-PRL(whip).pdf

Ihan tarkkaa energiamäärää voi olla hieman vaikea laskea, mutta tiedetään varmuudellai, että se ei voi olla enempää kuin mitä ruoskaan on käden kautta siirretty. Esimerkiksi, jos käden liikkeen pituus on puoli metriä, ja oletetaan, että keskimääräinen voima vastaa 10 kg painoa, saadaan syötetyn energian määräksi 0.5m*9.81kg/ms^2*10kg=49 J. Jos oletetaan vielä, että ruoskassa ei ole sisäistä materiaalin vaimennusta, ja ilmanvastus on olematon ja ruoskan toimivan täydellisesti, niin tuo energiamäärä siirtyy ruoskan kärkeen. Todellisuudessa esiintyy hieman niin ruoskan sisäitä kitkaa, kuin ilmanvastustakin, eikä kaikki liikeenergia siirry ruoskan kärkeen, vaan liikettä jää myös ruoskassa muuallekkin, jonkin verran energiaa taitaa sitoutua myös ruoskan muodonmuutos energiaksi, esin ruoska venyy hiemann.

Sinulla on kaikki mahdollisuudet ottaa kaikki nuo tekijät huomioon parantamalla artikkelissa annettua matemaattista mallia. Netistä varmaan löytyy sitten hidastettua videokuvaa, josta saat laskelmillesi vertailu- ja alkuarvoja.

kuulostaa vaikealta, mutta laskisin kuinka pitkä pätkä ruoskasta osuu kohteeseen, sitten ruoskan nopeuden ja osuvan kohdan massan ja tästä saisin karkeahkon arvion. Osumaton osa ruoskasta aiheuttaa liikemäärän takia jonkin verran lisää "tehoa" iskuun joten tästä saa ainakin alarajan arviolle.
Tarkka laskeminen ei ole mielekästä sillä jokainen ruoskanisku on erilainen.

Mutta vaikuttaako ruoskan iskun kipuun ruoskan koko, eli onko esim. 8 vai 12 jalkainen?