Tyä

Monustemporilus

Mikä on työ, kun kappale hinataan puolipallon juuresta sen huipulle kitkakertoimen ollessa u ?

3

273

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • MMM

      Työ saattaisi olla (1 u)mgr noin nopeasti tempaistuna. Termi mgr (m = massa, g = gravitaation kiihtyvyys ja r = pallon säde) tulee työstä gravitaatiota vastaan ja umgr (u = kitkakerroin) kitkaa vastaan tehdystä työstä. Varmaksi en mene sanomaan, eipä ole tullut vuosikymmeneen tämän tyyppisiä laskettua.

      Näin se menee: Olkoon kulma (puoli)pallon keskipisteestä ulkokehälle valittuun pisteeseen fii ja pallon säde r. Alussa kulma on siis nolla ja lopussa pii/2. Työ saadaan integroimalla voima matkan suhteen. Pallon pinnalla matkan muutos ds = r*dfii, missä dfii on kulman fii muutos (fii radiaaneissa).

      Nyt gravitaatiota vastaan tehdään matkan ds aikana työ (dWg)

      dWg=m*g*cos(fii)*r*dfii

      ja kitkavoimaa vastaan työ (dWf)

      dWf=m*g*u*sin(fii)*r*dfii

      Integroidaan molemmat lausekkeet nollasta pii/2:een, eli puolipallon juurelta huipulle, saadaan gravitaatiolle

      Wg=mgr

      ja kitkalle

      Wf=umgr.

      Gravitaation osuus olisi tosin saatu helpomminkin, sillä siinähän nostetaan kappale korkeudelle r, eikä reitillä ole merkitystä. Kitka sen sijaan taitaa vaatia tuon integroinnin, sillä kitkavoiman suuruus riippuu kappaleen paikasta pallon pinnalla. Ei siis riitä tarkastella kappaleen liikkumaa matkaa.

      Ja älköön luojan tähden kukaan alkako viisastelemaan suhteellisuusteorista. Niin tällä palstalla tuntuu aina käyvän: vaikka ei tietäisi itse kysymyksestä mitään, joidenkin on pakko vastata, että "niin mutta jos kappale liikkuisi lähes valonnopeudella, niin lasku ei menisi noin...".

      • Olle

        Noin se menee kivuttomasti napakoordinaatistossa, mutta jos muokkaa ton kitkavoima/matka/dx muotoon F = m*g*u*cos(fii), ja ds = dx / cos(fii), niin W = ilman kulma-arvojakin (1 u)*m*g*r, reitistä riippumatta.


      • MMM
        Olle kirjoitti:

        Noin se menee kivuttomasti napakoordinaatistossa, mutta jos muokkaa ton kitkavoima/matka/dx muotoon F = m*g*u*cos(fii), ja ds = dx / cos(fii), niin W = ilman kulma-arvojakin (1 u)*m*g*r, reitistä riippumatta.

        Joo, noin voisi tosiaan tehdä. Käytännössähän siinä integroitaisiin x-akselin suhteen kulman fii sijaan... Mutta kyllä kitkan tekemä työ riippuu aina reitistä, lausekehan on vain suorimmalle tielle. Jos mentäisiin spiraalia pallon huipulle, kitkaa vastaan tehtäisiin suurempi työ kuin suoraan mennessä. Gravitaatiota vastaan tehty työ olisi tietenkin sama. Tai jos palataan vielä huipulta takaisin puolipallon juurelle lähtöpaikkaan, niin gravitaatiota vastaan tehty työ on nolla, mutta kitkaa vastaan tehty työ ei.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Kelekkakisat

      Mikä vakava onnettomuus sattunut kisoissa. On peruttu koko kisat. Pelastuskopteri näytti käyvän paikalla.
      Nivala
      34
      11291
    2. Aivan kauheaa

      Veikö koskiuoma taas ihmishengen? Se pitää kieltää!
      Imatra
      60
      9098
    3. Onko kaivattusi

      …mielestäsi älykäs, tai kenties tyhmä? Oma mielipide.
      Ikävä
      137
      5445
    4. Kuinka pitkä välimatka

      on teidän kotien välillä?
      Ikävä
      144
      3754
    5. Epäilen ettet edes

      Kehtaisi liikkua kanssani.
      Ikävä
      75
      3680
    6. Virkamiehille tarvitaan tuntuvat palkankorotukset

      Naistenpäivänä on syytä muistuttaa, että virkamiehen euro on vain 80 senttiä. Palkat tulee saattaa samalle tasolle yksi
      Maailman menoa
      37
      3599
    7. Oletko huomannut

      Yhden muutoksen?
      Ikävä
      40
      3338
    8. Jäikö meidän välit

      Mielestäsi Kesken?
      Ikävä
      60
      2698
    9. Olisipa saanut sinuun

      Tutustua paremmin. Harmi että aloin lopulta jännittämään kun näytit tunteesi niin voimakkaasti ja lähestyit niin voimaak
      Ikävä
      72
      2420
    10. Riikka Purran kaudella nousi bensan hinta yli 2 euron

      Muistatteko kuinka edellisen vasemmistohallituksen aikana, ns. Marinin aikakaudella, bensiiniä sai 1,3 euron litrahinnal
      Maailman menoa
      14
      2073
    Aihe