Seison rullaluistimilla mäen päällä, jonka vietto on viisi astetta. Painan 80 kiloa ja olen juuri ja juuri liikkeellä siten, että luistinten laakerien ja pyörien lepokitka tulee voitetuksi. Oletetaan maan ja luistelijan kitka siis nollaksi.
Tekemättä lainkaan ylimääräistä työtä en liiku juuri minkään vertaa, koska minuun kohdistuu voimakas vastatuuli. Mäen alaspäin viettävä voima ja minuun kohdistuva vastatuuli ovat yhtä voimakkaat, ja pysyn siis lähes paikallani.
Mikä on mäen suuntaan viettävän voiman suuruus ja siten vastatuulen voimakkuus, kun oletetaan että tuulta kohti oleva poikkipinta-alani on 1 m2.
Onko vastatuulen vaikutus minulle alamäkeen luistelijana yhtä suuri ja energiaa kuluttava kuin samaa reittiä ylämäkeen palatessani myötätuulen vaikutus energiaa säästävä? Kumoavatko energian kulutuksen kannalta myötä- ja vastatuuli siis toisensa kuvatussa mäkitilanteessa tai yleisestikin?
Tekemättä lainkaan ylimääräistä työtä en liiku juuri minkään vertaa, koska minuun kohdistuu voimakas vastatuuli. Mäen alaspäin viettävä voima ja minuun kohdistuva vastatuuli ovat yhtä voimakkaat, ja pysyn siis lähes paikallani.
Mikä on mäen suuntaan viettävän voiman suuruus ja siten vastatuulen voimakkuus, kun oletetaan että tuulta kohti oleva poikkipinta-alani on 1 m2.
Onko vastatuulen vaikutus minulle alamäkeen luistelijana yhtä suuri ja energiaa kuluttava kuin samaa reittiä ylämäkeen palatessani myötätuulen vaikutus energiaa säästävä? Kumoavatko energian kulutuksen kannalta myötä- ja vastatuuli siis toisensa kuvatussa mäkitilanteessa tai yleisestikin?
Vastaukset 2
Vanhimmat
jos tuota karkeesti vaan laskee, niin tuulen voimakkuus 10 m/s pitäisi paikallaan
Ilmanvastus noilla nopeuksilla on verrannollinen ilmanopeuden neliöön. Vastatuuleen ilmanopeuden neliö on (v₁ v₀)² ja myötätuuleen taas (v₂ - v₀)² (olettaen v₂ > v₀), joissa v₁ ja v₂ ovat urheilijan nopeudet sekä v₀ tuulen nopeus. Lausekkeet tulevat yhtäsuuriksi, kun v₂ = v₁ 2v₀. Näin tuulen vaikutus tulee oikeastaan ylikompensoiduksikin.
Jos taas tuulen nopeus on suuri ( v₂ < v₀), myötätuulen purjevaikutus pienentää jopa muiden vastusvoimien osuutta, joten meno on todella kevyttä.