ketjutalja

kfok

Jos ketjutalja, jonka toisella puolella on 6m ja toisella 4m ketjua päästetään putoamaan vapaasti 1 metrin korkeudelta maahan, mikä on putoamisaika? Ketjutaljan laakeri oletetaan kitkattomaksi.

143

1754

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Painovoima vetää ketjua maata kohden voimalla rho*A*L*g. Tämä jakautuu ketjun eri puolille niiden pituuksien suhteessa. Otetaan x-koordinaatti taljan korkeudelta alempana olevaan ketjunpäähän metreinä. Nyt voidaan kirjoittaa F=ma=rho*A*L*a=rho*A*L*(x/L-(L-x)/L). Tämän voi esittää: a-2*x/L g=0, joka on lineaarinen toisen asteen DY. Tarvitset kaksi reunaehtoa, jotka lienevät ilmiselvät.

      • kfok

        Niin, muutahan yhtälöstä ei tiedetä kuin se, että maa vetää ketjun pidempää puolta voimalla joka on 9,81 x m. Ensimmäisen metrin jälkeen tilanne on se, että ketjun pää koskettaa maata tilanteessa 7 m x 9,81 m/s2/3 m x 9,81 m/s2 ajan ollessa x.


    • Tylsää rutiinia ?

      Jos ymmärsin niin kitkaton ketjupyörä on 7 m korkeudella ja 10 m ketju roikkuu niin että toisella puolella on 6 m ja toisella puolella 4 m.
      Kun ketjupyörä vapautetaan niin kiihdyttävä voima muuttuu siihen asti kun ketjun toinen pää osuu maahan (1 m), tämän jälkeen myös kiihdytettävä massa muuttuu kunnes liikettä vastustava pätkä ketjua (4 m) on noussut pyörälle ja loppu on vapaata pudotusta.

      Saa nähdä riittääkö kellään kiinnostusta numeroiden kanssa puuhasteluun ?

    • Meilläpäin jos ketjutaljan pudottaa maahan, ei kattoon jää kuin kiinnityskoukku. Matematiikan ihmeellisessä maailmassa saattaa olla toisin.

      • Höh !

        Teillä päin ei taideta olla oikein viisaita, kun ette edes ymmärrä mitä tarkoittaa ketjupyörän lukituksen vapauttaminen.


      • Höh ! kirjoitti:

        Teillä päin ei taideta olla oikein viisaita, kun ette edes ymmärrä mitä tarkoittaa ketjupyörän lukituksen vapauttaminen.

        "...ketjutalja...päästetään putoamaan maahan."

        Tehtävänanto ei kerro mitään lukituksen vapauttamisesta, vaan ketjutaljan päästämisestä putoamaan maahan. En tiedä sinusta, mutta tehtävän laatija ainakaan ei luultavasti ole ketjutaljaa koskaan nähnytkään.


      • Hyvä niin.
        Kollimaattori kirjoitti:

        "...ketjutalja...päästetään putoamaan maahan."

        Tehtävänanto ei kerro mitään lukituksen vapauttamisesta, vaan ketjutaljan päästämisestä putoamaan maahan. En tiedä sinusta, mutta tehtävän laatija ainakaan ei luultavasti ole ketjutaljaa koskaan nähnytkään.

        Huomasin aloittajan ilmeisen lipsahduksen itsekin ja loska sananmukaisesti koko hommassa ei olisi mitään järkeä, niin ilmeisesti aloittaja tarkoitti ketjupyörän vapauttamista.

        Muu joukko näytti ymmärtäneen asian ilman lisäkysymyksiä tai muutakaan ihmettelyä, joten kohdallasi jäi arvailun varaan, oletko jotenkin vajaammalla ymmärryksellä varustettu, vai muuten vain vi**umainen tyyppi, joka tarttuu jokaiseen pilkkuvirheeseen vain v*v*ttuillakseen ja osoittaakseen omaa loistavuuttaan.

        Kummin vain mutta kovin aikuiselta ei touhusi vaikuta.


      • Hyvä niin. kirjoitti:

        Huomasin aloittajan ilmeisen lipsahduksen itsekin ja loska sananmukaisesti koko hommassa ei olisi mitään järkeä, niin ilmeisesti aloittaja tarkoitti ketjupyörän vapauttamista.

        Muu joukko näytti ymmärtäneen asian ilman lisäkysymyksiä tai muutakaan ihmettelyä, joten kohdallasi jäi arvailun varaan, oletko jotenkin vajaammalla ymmärryksellä varustettu, vai muuten vain vi**umainen tyyppi, joka tarttuu jokaiseen pilkkuvirheeseen vain v*v*ttuillakseen ja osoittaakseen omaa loistavuuttaan.

        Kummin vain mutta kovin aikuiselta ei touhusi vaikuta.

        Matematiikassa myös kysymyksenasettelun pitäisi olla selkeää ja yksiselitteistä. Palstalla on muitakin esimerkkejä täysin järjettömistä tehtävänannoista, kuten tuo rihlaamattoman aseen osumatarkkuuden määrittely. Laski mitenpäin vaan, ei tuloksella ole mitään tekemistä kylmän todellisuuden kanssa. Vaikka laskisi "oikein" ei tulos ole edes samalla hehtaarilla.


      • Tosi löysää seliä
        Kollimaattori kirjoitti:

        Matematiikassa myös kysymyksenasettelun pitäisi olla selkeää ja yksiselitteistä. Palstalla on muitakin esimerkkejä täysin järjettömistä tehtävänannoista, kuten tuo rihlaamattoman aseen osumatarkkuuden määrittely. Laski mitenpäin vaan, ei tuloksella ole mitään tekemistä kylmän todellisuuden kanssa. Vaikka laskisi "oikein" ei tulos ole edes samalla hehtaarilla.

        Tarkoitatko edelleen että se mikä riittää muille, ei ole kylliksi, vain se minkä sinä hyväksyt on riittävää ?


      • Turhaa touhua
        Tosi löysää seliä kirjoitti:

        Tarkoitatko edelleen että se mikä riittää muille, ei ole kylliksi, vain se minkä sinä hyväksyt on riittävää ?

        Kollimaattorin vaatimukset ovat aivan kohtuullisia. Tehtävän annon täytyy todellakin olla mahdollisimman yksikäsitteinen, sillä ainakin koulussa joku älypää ymmärtää tehtävän yleensä tahallaan väärin.


      • Kompatalja
        Hyvä niin. kirjoitti:

        Huomasin aloittajan ilmeisen lipsahduksen itsekin ja loska sananmukaisesti koko hommassa ei olisi mitään järkeä, niin ilmeisesti aloittaja tarkoitti ketjupyörän vapauttamista.

        Muu joukko näytti ymmärtäneen asian ilman lisäkysymyksiä tai muutakaan ihmettelyä, joten kohdallasi jäi arvailun varaan, oletko jotenkin vajaammalla ymmärryksellä varustettu, vai muuten vain vi**umainen tyyppi, joka tarttuu jokaiseen pilkkuvirheeseen vain v*v*ttuillakseen ja osoittaakseen omaa loistavuuttaan.

        Kummin vain mutta kovin aikuiselta ei touhusi vaikuta.

        Vajaasta ymmärryksestä kun alat toisia syyttämään niin näin sivusta lukien olisin kyllä sitä mieltä että pilkkasi osuu omaan nilkkaasi, kysymyshän on tyypillinen kompa jossa kokeillaan vastaajien hoksottimia joihin sinunlaisesi asioita liian hankalasti ajattelevat juuri haksahtavat.


    • xsdfghyjuk

      Lasku on mahdoton, sillä ketjupyörän hitaismomenttia ei ole ilmoitettu, eikä sitä myöskään ole oletettu olemattomaksi.

      Mikähän siinä on kun noissa tehtävissä tulee niin kovin usein vastaan se, että annetuilla arvoilla ei saada mitään tulosta.

      • Hakeudu hoitoon

        Se johtuu siitä että palstalla on aina joku pikkusielu pilkun nu***a, joka kaivaa mitä tahansa mielikuvituksellisia sivujuonteita päästäkseen esiintymään.
        Normaalilla järjenjuoksulla varustettu, heikkotasoisempikin ymmärtää mainiosti kysymyksen tarkoituksen ja sen että ne muuttujat, joita ei yksilöidä, oletetaan merkityksettömiksi perusongelman selvittämisessä.

        Vitt**ilijoille löytyy tässäkin tehtävässä paljon muutakin saivarreltavaa, kuten ilmanvastus, ilmankosteuden vaikutus lenkkien väliseen litkaan, maan pyöriminen , tuulen vaikutus ja lukematon määrä toisarvoista, jota voi kivasti käyttää verhona oman vajaaälyisyytensä peittelyyn.


    • 16+16

      No yritetään ratkoa. Jätetään nuo vastusvoimat ja hitausmomentit huomiotta. Ketjun pituus p, alussa päiden välillä eroa s ja ketjun paino pituusyksikköä kohden m. Merkataan y ketjun on ylempänä olevan pään asema alkutilaan verrattuna. Saadaan yhtälö:

      m*p*y'' = m*(s 2*y)*g

      Ratkaisu on:

      y = (s/4)*(exp(k*t) exp(-k*t) - 2), missä k=sqrt(2*g/p)

      En saanut analyyttistä ratkaisua tapaukselle jossa ketjun toinen pää on maassa.

      • aeija

        En saanut minäkään, ja laitankin siksi tuon oman suttupaperini tähän, jos siitä joku jotain ymmärtäisi ja korjaisi. Liikemäärälle saa lausekkeen korkeuden suhteen, siis kakkoskohdassa, mutta so not ? (Pitäisköhän tässä yrittää jotenkin toisella tavalla, tämä varmaan kuitenkin on sellainen tehtävä, jota on vuosisatojen kuluessa pöyhitty.)

        http://aijaa.com/88U5aS


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        En saanut minäkään, ja laitankin siksi tuon oman suttupaperini tähän, jos siitä joku jotain ymmärtäisi ja korjaisi. Liikemäärälle saa lausekkeen korkeuden suhteen, siis kakkoskohdassa, mutta so not ? (Pitäisköhän tässä yrittää jotenkin toisella tavalla, tämä varmaan kuitenkin on sellainen tehtävä, jota on vuosisatojen kuluessa pöyhitty.)

        http://aijaa.com/88U5aS

        tossa oli vielä toinenkin: http://aijaa.com/JGsWWO


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        En saanut minäkään, ja laitankin siksi tuon oman suttupaperini tähän, jos siitä joku jotain ymmärtäisi ja korjaisi. Liikemäärälle saa lausekkeen korkeuden suhteen, siis kakkoskohdassa, mutta so not ? (Pitäisköhän tässä yrittää jotenkin toisella tavalla, tämä varmaan kuitenkin on sellainen tehtävä, jota on vuosisatojen kuluessa pöyhitty.)

        http://aijaa.com/88U5aS

        Lasketaan tätä nyt vähän lisää, että saadaan edes joku vastauskin, ja reilu kaks sekuntia tuli: http://aijaa.com/kOwmaA


      • Tämähän on ihan oikein. Mutta miksi et saa tästä ratkaisua?


      • tractor kirjoitti:

        Tämähän on ihan oikein. Mutta miksi et saa tästä ratkaisua?

        Tarkoitan nimimerkin "16 16" vastausta.


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        En saanut minäkään, ja laitankin siksi tuon oman suttupaperini tähän, jos siitä joku jotain ymmärtäisi ja korjaisi. Liikemäärälle saa lausekkeen korkeuden suhteen, siis kakkoskohdassa, mutta so not ? (Pitäisköhän tässä yrittää jotenkin toisella tavalla, tämä varmaan kuitenkin on sellainen tehtävä, jota on vuosisatojen kuluessa pöyhitty.)

        http://aijaa.com/88U5aS

        Tossa kakkosvaiheessa vetovoimasta pitää vähentää läjään menevän osan virtausvoima, eli: http://aijaa.com/Wii7MN

        (Jos se todellakin näin helposti menee, niin sitten tässä on aikaa haaskattu ja paljon)


      • aeija kirjoitti:

        Tossa kakkosvaiheessa vetovoimasta pitää vähentää läjään menevän osan virtausvoima, eli: http://aijaa.com/Wii7MN

        (Jos se todellakin näin helposti menee, niin sitten tässä on aikaa haaskattu ja paljon)

        Jos lähdetään lyhyemmän pätkän alapäästä ylöspäin niin ensimmäisen metrin matkalla kiihtyvyys on g*(2 2s)/10 siitä ylös (1...4m) a =g*(3 s)/(11-s).

        karkeahkot tulokset (1ms askellus,):

        1 m
        t = 0.939 s
        v = 2.412 m/s

        4 m
        t = 1,647 s
        v = 6.707 m/s

        Loppurojahdus vie aikaa 0.693 s, joten tulos olisi yht. t = 2.34 s.


      • e.d.k kirjoitti:

        Jos lähdetään lyhyemmän pätkän alapäästä ylöspäin niin ensimmäisen metrin matkalla kiihtyvyys on g*(2 2s)/10 siitä ylös (1...4m) a =g*(3 s)/(11-s).

        karkeahkot tulokset (1ms askellus,):

        1 m
        t = 0.939 s
        v = 2.412 m/s

        4 m
        t = 1,647 s
        v = 6.707 m/s

        Loppurojahdus vie aikaa 0.693 s, joten tulos olisi yht. t = 2.34 s.

        Uskaltaisin väittää, että tuo n. 0.94s on oikea vastaus. Jos ei ole, niin menen nurkkaan häpeämään :) Alkuperäinen kysyjä voisi kertoa vastauksen jos tietää...


      • aeija
        e.d.k kirjoitti:

        Jos lähdetään lyhyemmän pätkän alapäästä ylöspäin niin ensimmäisen metrin matkalla kiihtyvyys on g*(2 2s)/10 siitä ylös (1...4m) a =g*(3 s)/(11-s).

        karkeahkot tulokset (1ms askellus,):

        1 m
        t = 0.939 s
        v = 2.412 m/s

        4 m
        t = 1,647 s
        v = 6.707 m/s

        Loppurojahdus vie aikaa 0.693 s, joten tulos olisi yht. t = 2.34 s.

        Olin näköjään laskenut väärin tuon toka vaiheen loppunopeuden , ja nyt kun laskin uudestaan tuli 6.2 m/s. Minä olen näitä laskiessani aina matkalla pyöristellyt, joten voi se vielä tuostakin kasvaa. Muutenhan nuo ajat ovat likisamat, paitsi minulla tulee nyt loppuputoamiselle aika 0,72 s ja kaikki yhteensä 2,4 s


      • aeija kirjoitti:

        Olin näköjään laskenut väärin tuon toka vaiheen loppunopeuden , ja nyt kun laskin uudestaan tuli 6.2 m/s. Minä olen näitä laskiessani aina matkalla pyöristellyt, joten voi se vielä tuostakin kasvaa. Muutenhan nuo ajat ovat likisamat, paitsi minulla tulee nyt loppuputoamiselle aika 0,72 s ja kaikki yhteensä 2,4 s

        Ok, siis esitetty kaksi vastausta: n. 2,4s ja 0,94s. Oliko siellä jokin muukin vastaus vielä? En käynyt läpi noita piirroksia. Antaa sitten palstan "tiedeyhteisön" tehdä lopullinen "tuomio" - kuten se tieteessä kuuluukin mennä. (tosin mehän vain pähkimme täällä vähän sitä sun tätä...)


      • 14+17
        aeija kirjoitti:

        Olin näköjään laskenut väärin tuon toka vaiheen loppunopeuden , ja nyt kun laskin uudestaan tuli 6.2 m/s. Minä olen näitä laskiessani aina matkalla pyöristellyt, joten voi se vielä tuostakin kasvaa. Muutenhan nuo ajat ovat likisamat, paitsi minulla tulee nyt loppuputoamiselle aika 0,72 s ja kaikki yhteensä 2,4 s

        Tuo 0,94 s on aika siihen kun ketjun toinen pää koskettaa maata. Olen samaa mieltä aeijan kanssa että toisen vaiheen laskussa pitää laskea momentin muutos eikä massa kertaa nopeuden derivaatta koska myös kiihdytettävä massa muuttuu. Siten kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2
        Sen sijaan en ymmärrä tuota "läjään menevän ketjunosan virtausvoimaa".


      • 14+17 kirjoitti:

        Tuo 0,94 s on aika siihen kun ketjun toinen pää koskettaa maata. Olen samaa mieltä aeijan kanssa että toisen vaiheen laskussa pitää laskea momentin muutos eikä massa kertaa nopeuden derivaatta koska myös kiihdytettävä massa muuttuu. Siten kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2
        Sen sijaan en ymmärrä tuota "läjään menevän ketjunosan virtausvoimaa".

        Ääh.. Olemme ymmärtäneet tämän tehtävän eri tavoilla. Ajattelin että kysymys on sama, kuin milloin ketjun (taljan) pää koskettaa maata. Ilmeisesti siis aeija laskee sitä aikaa kun koko ketju on pudonnut maahan? No joo, ei ihme että tulee eroavaisuuksia tuloksissa.


      • 14+17 kirjoitti:

        Tuo 0,94 s on aika siihen kun ketjun toinen pää koskettaa maata. Olen samaa mieltä aeijan kanssa että toisen vaiheen laskussa pitää laskea momentin muutos eikä massa kertaa nopeuden derivaatta koska myös kiihdytettävä massa muuttuu. Siten kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2
        Sen sijaan en ymmärrä tuota "läjään menevän ketjunosan virtausvoimaa".

        " kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2 "

        En ymmärtänyt tuota täydennystä !
        Tuossa laskussani voima on g*(3 s) ja massa (11-s).
        Molemmat on muuttujia kuten täytyykin.
        Kuinka s'.n siis nopeuden neliö voisi olla osa kiihtyvyyttä ?

        Sen veran käsittelyssä on oletettu että pylpyrä kääntää litkattomasti nopeuden suunnan vastakkaiseksi, joka kai vaikuttaa vain tukivoiman suuruuteen.


      • 14+10
        e.d.k kirjoitti:

        " kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2 "

        En ymmärtänyt tuota täydennystä !
        Tuossa laskussani voima on g*(3 s) ja massa (11-s).
        Molemmat on muuttujia kuten täytyykin.
        Kuinka s'.n siis nopeuden neliö voisi olla osa kiihtyvyyttä ?

        Sen veran käsittelyssä on oletettu että pylpyrä kääntää litkattomasti nopeuden suunnan vastakkaiseksi, joka kai vaikuttaa vain tukivoiman suuruuteen.

        Jos lähdetään siitä että F = dp/dt (jonka erikoistapaus on F=m*a). Tuossa tapauksessa p=m*(11-s)*s' missä m on ketjun massa pituusyksikköä kohden. Silloin tuo derivaatta on m*(11-s)*s''-m*s'^2. Siitä tulisikin kiihtyvyydeksi:
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s)
        Eli aikainkrementillä dt impulssi muuttuu paitsi nopeuden kasvamisen kautta, myös liikkeessä olevan ketjun lyhenemisen kautta.


      • aeija
        14+17 kirjoitti:

        Tuo 0,94 s on aika siihen kun ketjun toinen pää koskettaa maata. Olen samaa mieltä aeijan kanssa että toisen vaiheen laskussa pitää laskea momentin muutos eikä massa kertaa nopeuden derivaatta koska myös kiihdytettävä massa muuttuu. Siten kiihtyvyys toisessa vaiheessa olisi e.k.k. merkinnöin
        g*(3 s)/(11-s) s'^2
        Sen sijaan en ymmärrä tuota "läjään menevän ketjunosan virtausvoimaa".

        Tämä on h.....n vaikeasti ymmärrettävä, mutta jos se ketju ei jäisikään läjään, vaan jatkaisi latiaa pitkin kitkattomasti, niin sillä ketjun osalla, joka siinä lattialla mataisi olisi edelleen virtausvoima d(mv)/dt= m´v v´m. Mutta nyt se ketju ei jatka siitä mihinkään, sen vuoksi se läjässä olevan ketjun oletettu virtausvoima on vähennettävä loppuketjun vetovoimasta. Tämä on ainoa selitys, jonka minä olen tähän pystynyt keksimään, ja se pätee myöskin siihen viimeiseen vaiheeseen.

        d(m(7-y)y`)/dt= (7mg)-d((my)y`)/dt

        (7y``)-(y´´*y)-(y`)^2= (7g)-(y*y´´)-(y´)^2=>y´´= g (minä en tosin ole mikään Bernoulli)


      • Edelleen
        14+10 kirjoitti:

        Jos lähdetään siitä että F = dp/dt (jonka erikoistapaus on F=m*a). Tuossa tapauksessa p=m*(11-s)*s' missä m on ketjun massa pituusyksikköä kohden. Silloin tuo derivaatta on m*(11-s)*s''-m*s'^2. Siitä tulisikin kiihtyvyydeksi:
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s)
        Eli aikainkrementillä dt impulssi muuttuu paitsi nopeuden kasvamisen kautta, myös liikkeessä olevan ketjun lyhenemisen kautta.

        Mekaaninen laskenta ei noudata impulssia tai muutakaan teoriaa se olettaa hetkellisen "vakiotilan"pienen muutoksen ja laskee alkioista summan, eli riittävän lyhyillä askelilla päästään riittävään tarkkuuteen.
        Siis pelkkä hetkellinen tasapainotila on riittävä tieto.


      • 14+10 kirjoitti:

        Jos lähdetään siitä että F = dp/dt (jonka erikoistapaus on F=m*a). Tuossa tapauksessa p=m*(11-s)*s' missä m on ketjun massa pituusyksikköä kohden. Silloin tuo derivaatta on m*(11-s)*s''-m*s'^2. Siitä tulisikin kiihtyvyydeksi:
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s)
        Eli aikainkrementillä dt impulssi muuttuu paitsi nopeuden kasvamisen kautta, myös liikkeessä olevan ketjun lyhenemisen kautta.

        Impulssi tai liikemäärä on F*t vain jos F on koko vaikutussukansa vakio.

        p=F*t ja dp/dt = F , vain kun F on vakio.


      • e.d.k kirjoitti:

        Impulssi tai liikemäärä on F*t vain jos F on koko vaikutussukansa vakio.

        p=F*t ja dp/dt = F , vain kun F on vakio.

        Jos kysyttiin koko ketjun putoamisaikaa eikä sitä milloin ketju koskettaa maata, niin sanotaan sitten 2,13 sec.


      • tractor kirjoitti:

        Jos kysyttiin koko ketjun putoamisaikaa eikä sitä milloin ketju koskettaa maata, niin sanotaan sitten 2,13 sec.

        Korjaan... tuo oli hätäisesti laskettu ja väärin.


      • tractor kirjoitti:

        Korjaan... tuo oli hätäisesti laskettu ja väärin.

        ... tai ehkä ei. Saattoi se mennä oikeinkin.


      • tractor kirjoitti:

        ... tai ehkä ei. Saattoi se mennä oikeinkin.

        Ei mennyt oikein.


      • 17+19
        e.d.k kirjoitti:

        Impulssi tai liikemäärä on F*t vain jos F on koko vaikutussukansa vakio.

        p=F*t ja dp/dt = F , vain kun F on vakio.

        Täytyy etsiä tukea tukea Aallon luentomonisteesta: https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/s-104.1011/luennot/S-104_1011_luentokalvot_5.pdf

        "Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen laki saadaan muotoon
        F =dp/dt

        Yleisempi kuin F = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen aikana (raketti)."

        Eli oliko ensin muna vai kana?


      • Maallikko vaan
        17+19 kirjoitti:

        Täytyy etsiä tukea tukea Aallon luentomonisteesta: https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/s-104.1011/luennot/S-104_1011_luentokalvot_5.pdf

        "Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen laki saadaan muotoon
        F =dp/dt

        Yleisempi kuin F = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen aikana (raketti)."

        Eli oliko ensin muna vai kana?

        Nuo kaavat on kaikki toistensa johdannaisia ja ja se mikä on "muna tai kana" on toissijaista.

        Liikemäärän kaava on kun Newtonin toinen kerrotaan molemmin puolin ajalla.
        Jos massa on muuttuva ja kumpikin puoli derivoidaan tulee se F=dp/dt ja siitä ma v*m'.
        Tähän asti ok. mutta on muistettava että lähiökohta oli että voima on vakio, joten tulosta ei voi soveltaa ympäristöön, jossa myös voima on muuttujana, virhe siis tapahtui jo siinä vaiheessa kun sovelletaan yleistä liikemäärän kaavaa.


      • 12+18
        Maallikko vaan kirjoitti:

        Nuo kaavat on kaikki toistensa johdannaisia ja ja se mikä on "muna tai kana" on toissijaista.

        Liikemäärän kaava on kun Newtonin toinen kerrotaan molemmin puolin ajalla.
        Jos massa on muuttuva ja kumpikin puoli derivoidaan tulee se F=dp/dt ja siitä ma v*m'.
        Tähän asti ok. mutta on muistettava että lähiökohta oli että voima on vakio, joten tulosta ei voi soveltaa ympäristöön, jossa myös voima on muuttujana, virhe siis tapahtui jo siinä vaiheessa kun sovelletaan yleistä liikemäärän kaavaa.

        Entä differentiaalikaava:

        F*dt = m*dv v*dm

        Eikö tuota voi soveltaa nopeuden muutoksen dv laskemiseen jos F on ajan funktio eli muuttuu dt-inkrementeittäin (samoin kuin massa)?


      • Maallikko vaan
        12+18 kirjoitti:

        Entä differentiaalikaava:

        F*dt = m*dv v*dm

        Eikö tuota voi soveltaa nopeuden muutoksen dv laskemiseen jos F on ajan funktio eli muuttuu dt-inkrementeittäin (samoin kuin massa)?

        Ei käy, koska johdettu impulssin kaavasta, joka edellyttää vakiovoimaa.
        Muuttuva voima on huomioitava jo Newtonin toisesta lähtien.


      • 15+15
        Maallikko vaan kirjoitti:

        Ei käy, koska johdettu impulssin kaavasta, joka edellyttää vakiovoimaa.
        Muuttuva voima on huomioitava jo Newtonin toisesta lähtien.

        Kun asiaa tarkemmin miettii, ei tuo v*dm termi kuulu tähän tehtävään. Mutta ei se johdu tuon voiman vakioisuudesta vaan siitä että kiihdytyksestä poistuva massa ei siirrä liikemääräänsä jäljelle jäävälle massalle vaan se tyssääntyy varaston lattiaan. Raketti puolestaan on esimrekki tilanteesta jossa poistuvan massan liikemäärä siirtyy jäljellä olevalle.


      • Ihmettelijä
        15+15 kirjoitti:

        Kun asiaa tarkemmin miettii, ei tuo v*dm termi kuulu tähän tehtävään. Mutta ei se johdu tuon voiman vakioisuudesta vaan siitä että kiihdytyksestä poistuva massa ei siirrä liikemääräänsä jäljelle jäävälle massalle vaan se tyssääntyy varaston lattiaan. Raketti puolestaan on esimrekki tilanteesta jossa poistuvan massan liikemäärä siirtyy jäljellä olevalle.

        Liikemäärän yhtälö Ft=mv derivoituna olisi tässä tapauksessa
        F F't=me m'
        Ihmetyttää vaan miksi kukaan haluaa käyttää liikemäärää yksinkertaisen liikeyhtälön sijasta, ongelmia syntyy matkan varrella määritellessä liikemäärän muutosta, se kun ei säily vakiona sen enempää kuin energiakaan.

        Tehtävän simppeli ratkaisu on y''=F/m , jossa sekä F että m ovat y,n funktioita, kuten edellä esitetty.

        Tehtävän vaikeus on yhtälön ratkaisu, eli ongelma on enemmän matematiikkaan kuin fysiikkaan liittyvä.


      • 10+19
        Ihmettelijä kirjoitti:

        Liikemäärän yhtälö Ft=mv derivoituna olisi tässä tapauksessa
        F F't=me m'
        Ihmetyttää vaan miksi kukaan haluaa käyttää liikemäärää yksinkertaisen liikeyhtälön sijasta, ongelmia syntyy matkan varrella määritellessä liikemäärän muutosta, se kun ei säily vakiona sen enempää kuin energiakaan.

        Tehtävän simppeli ratkaisu on y''=F/m , jossa sekä F että m ovat y,n funktioita, kuten edellä esitetty.

        Tehtävän vaikeus on yhtälön ratkaisu, eli ongelma on enemmän matematiikkaan kuin fysiikkaan liittyvä.

        Otetaan nyt tuo siteeraus Aalto yo:n luentomonisteesta:
        "Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen laki saadaan muotoon
        F =dp/dt
        mikä on yleisempi kuin F = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen aikana (raketti)."

        Eli ei tuo ole ihan niin yksinkertaista ja pitää tapauskohtaisesti katsoa mitä kaavaa soveltaa.


      • 11+3
        Ihmettelijä kirjoitti:

        Liikemäärän yhtälö Ft=mv derivoituna olisi tässä tapauksessa
        F F't=me m'
        Ihmetyttää vaan miksi kukaan haluaa käyttää liikemäärää yksinkertaisen liikeyhtälön sijasta, ongelmia syntyy matkan varrella määritellessä liikemäärän muutosta, se kun ei säily vakiona sen enempää kuin energiakaan.

        Tehtävän simppeli ratkaisu on y''=F/m , jossa sekä F että m ovat y,n funktioita, kuten edellä esitetty.

        Tehtävän vaikeus on yhtälön ratkaisu, eli ongelma on enemmän matematiikkaan kuin fysiikkaan liittyvä.

        Tuo simppeli kaava pätee kyllä siihen ensimmäiseen vaiheeseen, koska siinä liikkuva massa ei muutu sen yhden metrin aikana.
        Kaava a=F/m edellyttää, että massa on vakio, ja jos tähän kaavaan on päädytty ei tuonne massan paikalle enää voi sijoittaa muuttuvaa massaa.
        Ei päde siis tuo kaava kakkosvaiheessa, missä liikkuva massa muuttuu kymmenestä seitsemään.
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s) , tässä on se yhtälö, jolle pitäisi hakea numeerinen ratkaisu.
        Tuossa on yksi linkki, missä on jotakin asiasta http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf


      • 4+16
        11+3 kirjoitti:

        Tuo simppeli kaava pätee kyllä siihen ensimmäiseen vaiheeseen, koska siinä liikkuva massa ei muutu sen yhden metrin aikana.
        Kaava a=F/m edellyttää, että massa on vakio, ja jos tähän kaavaan on päädytty ei tuonne massan paikalle enää voi sijoittaa muuttuvaa massaa.
        Ei päde siis tuo kaava kakkosvaiheessa, missä liikkuva massa muuttuu kymmenestä seitsemään.
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s) , tässä on se yhtälö, jolle pitäisi hakea numeerinen ratkaisu.
        Tuossa on yksi linkki, missä on jotakin asiasta http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf

        Itse kun olen tuota pohtinut, olen päätynyt että pitää tarkastella tapauskohtaisesti, ottaa huomioon mitä poistuvan massan liikemäärälle tapahtuu. Oletetaan vaikkapa että on kuorma m johon vaikuttaa vakiovoima F, ja sitten kun kuorma on saavuttanut nopeuden v, siitä irtoaa massa dm joka jatkaa liikettä itsenäisesti nopeudella v. Silloin jäljelle jäävä kuorma ei saa impulssia v*dm vaan se jatkaa liikettä kaavan s''=F/(m-dm) mukaisesti.

        Kyseessä olevassa tehtävässä liikemassasta poistuvan ketjun osan liikemäärä tyssääntyy lattiaan joten se ei siirry muulle ketjulle.


      • 11+3
        4+16 kirjoitti:

        Itse kun olen tuota pohtinut, olen päätynyt että pitää tarkastella tapauskohtaisesti, ottaa huomioon mitä poistuvan massan liikemäärälle tapahtuu. Oletetaan vaikkapa että on kuorma m johon vaikuttaa vakiovoima F, ja sitten kun kuorma on saavuttanut nopeuden v, siitä irtoaa massa dm joka jatkaa liikettä itsenäisesti nopeudella v. Silloin jäljelle jäävä kuorma ei saa impulssia v*dm vaan se jatkaa liikettä kaavan s''=F/(m-dm) mukaisesti.

        Kyseessä olevassa tehtävässä liikemassasta poistuvan ketjun osan liikemäärä tyssääntyy lattiaan joten se ei siirry muulle ketjulle.

        Tämä tehtävä on käsittääkseni tuolla alhaalla juuri noin ratkaistukin.
        Se mikä tässä nyt eniten kiinnostaisi on mitä tuosta numeerisesta ratkaisusta tulee, koska siinä ehkä voisi eliminoida yhden varmasti väärän ratkaisun. Minulla ei ole nyt välineitä(lue kykyjä) sen ratkaisemiseen, vaikka siitä nyt jonkunlaisen loopin ehkä saisikin aikaan.


      • 11+3
        11+3 kirjoitti:

        Tämä tehtävä on käsittääkseni tuolla alhaalla juuri noin ratkaistukin.
        Se mikä tässä nyt eniten kiinnostaisi on mitä tuosta numeerisesta ratkaisusta tulee, koska siinä ehkä voisi eliminoida yhden varmasti väärän ratkaisun. Minulla ei ole nyt välineitä(lue kykyjä) sen ratkaisemiseen, vaikka siitä nyt jonkunlaisen loopin ehkä saisikin aikaan.

        Jaa, siinä vähennetäänkin vaan v*dm, no silloin se onkin sama kuin tuolla ylhäällä jo numeerisesti ratkaistukin. Tämä nyt on perustelu tuolle simppelille kaavalle, hyväksytään se nyt sitten lopputuloksena.


      • Outoa tulkintaa
        11+3 kirjoitti:

        Tuo simppeli kaava pätee kyllä siihen ensimmäiseen vaiheeseen, koska siinä liikkuva massa ei muutu sen yhden metrin aikana.
        Kaava a=F/m edellyttää, että massa on vakio, ja jos tähän kaavaan on päädytty ei tuonne massan paikalle enää voi sijoittaa muuttuvaa massaa.
        Ei päde siis tuo kaava kakkosvaiheessa, missä liikkuva massa muuttuu kymmenestä seitsemään.
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s) , tässä on se yhtälö, jolle pitäisi hakea numeerinen ratkaisu.
        Tuossa on yksi linkki, missä on jotakin asiasta http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf

        "Kaava a=F/m edellyttää, että massa on vakio"

        Kummallinen tulkinta tai väärinymmärrys, kaava on pätevä olipa noista termeistä mikä hyvänsä muuttujana.

        Sen sijaan jos em. kaavan kummatkin puolet kerrotaan ajalla, kaavaa kutsutaan impulssi- tai liikemäärän kaavaksi ja kun se derivoidaan t.n suhteen päädytään muotoon F=dp/dt vain jos F on vakio, joten kyseinen kaava on johdettu käsittelemään vain rajallista erikoistapausta.

        Pelkkä numeroarvojen sijoittelu valmiisiin MAOL.n kaavoihin johtaa harhaan jos ei ole aavistustakaan mistä tai miten ko. kaavat on johdettu.


      • Puurot ja vellit
        11+3 kirjoitti:

        Tuo simppeli kaava pätee kyllä siihen ensimmäiseen vaiheeseen, koska siinä liikkuva massa ei muutu sen yhden metrin aikana.
        Kaava a=F/m edellyttää, että massa on vakio, ja jos tähän kaavaan on päädytty ei tuonne massan paikalle enää voi sijoittaa muuttuvaa massaa.
        Ei päde siis tuo kaava kakkosvaiheessa, missä liikkuva massa muuttuu kymmenestä seitsemään.
        s'' = (g*(3 s) s'^2)/((11-s) , tässä on se yhtälö, jolle pitäisi hakea numeerinen ratkaisu.
        Tuossa on yksi linkki, missä on jotakin asiasta http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf

        Kappaleiden liikkeitä voi yleensä käsitellä matemaattisesti mm. voimatasapainoyhtälöillä tai liikemäärän tai energian muutosten mukaan jne.

        Nyt näyttää että asiat on hieman sekoittuneet, kun ruvetaan soveltamaan eri teorioihin yksilöityjä kaavoja toistensa sekaan.

        Jos tasapainoyhtälö on s''=F(s)/m(s), siihen ei kuulu tai sisälly mikään liikemäärän käsittelyyn johdetun kaavan osa, ei nopeuden vaikutusta tai muutakaan dynaamista osaa, ne muodostuvat vasta laskennan edistyessä reunaehdoista.

        Jos käytetään liikemäärää ratkaisun pohjana, sen lähtökohta on jo erilainen ja siinä esiintyvä hetkellinen kiihtyvyys, mutta se on eri asia.
        Käytettiinpä ratkaisun pohjana mitä teoriaa tahansa, niin pysytään siinä eikä sotketa toisiinsa mielivaltaisesti matkan varrella.


      • aeija

      • 11+6
        Puurot ja vellit kirjoitti:

        Kappaleiden liikkeitä voi yleensä käsitellä matemaattisesti mm. voimatasapainoyhtälöillä tai liikemäärän tai energian muutosten mukaan jne.

        Nyt näyttää että asiat on hieman sekoittuneet, kun ruvetaan soveltamaan eri teorioihin yksilöityjä kaavoja toistensa sekaan.

        Jos tasapainoyhtälö on s''=F(s)/m(s), siihen ei kuulu tai sisälly mikään liikemäärän käsittelyyn johdetun kaavan osa, ei nopeuden vaikutusta tai muutakaan dynaamista osaa, ne muodostuvat vasta laskennan edistyessä reunaehdoista.

        Jos käytetään liikemäärää ratkaisun pohjana, sen lähtökohta on jo erilainen ja siinä esiintyvä hetkellinen kiihtyvyys, mutta se on eri asia.
        Käytettiinpä ratkaisun pohjana mitä teoriaa tahansa, niin pysytään siinä eikä sotketa toisiinsa mielivaltaisesti matkan varrella.

        Aalto yo:n luentomoniste:
        "Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen laki saadaan muotoon
        F =dp/dt
        mikä on yleisempi kuin F = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen aikana (raketti)."

        Eli onko Aallon proffa väärässä?


      • Voi ei..
        11+6 kirjoitti:

        Aalto yo:n luentomoniste:
        "Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen laki saadaan muotoon
        F =dp/dt
        mikä on yleisempi kuin F = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen aikana (raketti)."

        Eli onko Aallon proffa väärässä?

        Taidat olla vähän hidas !

        Täällä on jo moneen kertaan yritetty vääntää oikein esimerkkien kanssa kuinka kyseinen kaava on johdettu ja kuinka se edellyttää vakiovoimaa ja nopeuskin on kappaleen loppunopeus eikä hetkellinen.
        Kaava on oikea oikeaan paikkaan, tässä tehtävässä sen käyttö osoittaa täydellistä ymmärtämättömyyttä asioista.


      • aeija
        Voi ei.. kirjoitti:

        Taidat olla vähän hidas !

        Täällä on jo moneen kertaan yritetty vääntää oikein esimerkkien kanssa kuinka kyseinen kaava on johdettu ja kuinka se edellyttää vakiovoimaa ja nopeuskin on kappaleen loppunopeus eikä hetkellinen.
        Kaava on oikea oikeaan paikkaan, tässä tehtävässä sen käyttö osoittaa täydellistä ymmärtämättömyyttä asioista.

        Kelaapas tota linkkiä kohtaan, missä on yhtälö (13)

        http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf


      • 1+3
        Voi ei.. kirjoitti:

        Taidat olla vähän hidas !

        Täällä on jo moneen kertaan yritetty vääntää oikein esimerkkien kanssa kuinka kyseinen kaava on johdettu ja kuinka se edellyttää vakiovoimaa ja nopeuskin on kappaleen loppunopeus eikä hetkellinen.
        Kaava on oikea oikeaan paikkaan, tässä tehtävässä sen käyttö osoittaa täydellistä ymmärtämättömyyttä asioista.

        Taitaa sulla Voi ei... olla vaikeuksia luetun ymmärtämisessä. En kerro omia käsityksiäni vaan siteeraan Aalto Yo:n luentomonistetta. Siinä todetaan seuraavaa:

        "Yhtälö Fnet = ma ei ole Newtonin toinen laki yleisimmässä muodossaan sillä siinä on jo oletettu, että kappaleen massa säilyy vakiona. Määritellään seuraavaksi liikemäärä, jonka avulla N-II voidaan yleistää.
        Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen
        laki saadaan muotoon
        Fnet =dp/dt
        Eli kappaleeseen vaikuttava nettovoima on yhtä suuri kuin kappaleen liikemäärän muutos ajan suhteen. Voimassa vain inertiaalikoordinaatistoissa.Yleisempi kuin Fnet = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen
        aikana (raketti)"

        Eli tämä Aalto Yo:n Mikro- ja nanotekniikan laitoksen opetus näyttäisi kertovan jotain toista kun tuo sinun väittämäsi. Eli olen pyytänyt siihen kommentteja.

        Ja voit Voi ei.. lopettaa nuo henkilöön kohdistuvat solvauksesi. Se kertoo vain omista ongelmistasi. Eli vielä kerran keskity nyt vastaamaan esitettyyn kysymykseen ja jätä omien turhaumisesi purkaminen!


      • 1+3
        aeija kirjoitti:

        Kelaapas tota linkkiä kohtaan, missä on yhtälö (13)

        http://hep.uchicago.edu/~eric/work/docs/requiemForARosner.pdf

        Joo, tuo aeijan antaman linkin esimerkki on hyvä. Se on itseasiassa käänteinen tuolle alkuperäiselle tehtävälle. Eli pöydällä on kasa ketjua jota lähtee sitten vähitellen liikkeelle taljapyörän yli menevän pitemmän ketjun vetämänä. Ja siinä on laskettava tuo vetovoiman aiheuttama kiihtyvyys kaavasta dp/dt = m*dv/dt v*dm/dt. (kaavan 13 mukaisesti) Tämä siksi että kun uutta ketjua lähtee dm verran liikkeelle pöydältä levosta, saa se heti nopeuden v, ja tuo liikemäärä vaikuttaa koko ketjun kiihtyvyyteen.

        Sen sijaan alkuperäisessä tehtävässä ketjua päätyy lattialle johon sen liikemäärä tyssääntyy eikä sillä ole vaikutusta muun ketjun liikkeeseen.

        Problematiikka on vähän sama kuin hyppäisi laiturilta liikkeellä olevaan veneeseen. Jos hyppää siihen paikaltaan, vaikuttaa se veneen kulkuun. Mutta jos ottaa veneen nopeuden suuntaisen vauhdin ja sitten hyppää, ei synny vaikutusta veneen liikkeeseen.

        Eli noiden Puurot ja vellit, Voi ei.. ym resoneeraukset ovat joukkoharhaa.


      • Voi ei..
        1+3 kirjoitti:

        Taitaa sulla Voi ei... olla vaikeuksia luetun ymmärtämisessä. En kerro omia käsityksiäni vaan siteeraan Aalto Yo:n luentomonistetta. Siinä todetaan seuraavaa:

        "Yhtälö Fnet = ma ei ole Newtonin toinen laki yleisimmässä muodossaan sillä siinä on jo oletettu, että kappaleen massa säilyy vakiona. Määritellään seuraavaksi liikemäärä, jonka avulla N-II voidaan yleistää.
        Liikemäärän avulla lausuttuna Newtonin toinen
        laki saadaan muotoon
        Fnet =dp/dt
        Eli kappaleeseen vaikuttava nettovoima on yhtä suuri kuin kappaleen liikemäärän muutos ajan suhteen. Voimassa vain inertiaalikoordinaatistoissa.Yleisempi kuin Fnet = ma, koska voidaan käyttää myös silloin kun massa muuttuu liikkeen
        aikana (raketti)"

        Eli tämä Aalto Yo:n Mikro- ja nanotekniikan laitoksen opetus näyttäisi kertovan jotain toista kun tuo sinun väittämäsi. Eli olen pyytänyt siihen kommentteja.

        Ja voit Voi ei.. lopettaa nuo henkilöön kohdistuvat solvauksesi. Se kertoo vain omista ongelmistasi. Eli vielä kerran keskity nyt vastaamaan esitettyyn kysymykseen ja jätä omien turhaumisesi purkaminen!

        Anteeksi epäystävällinen kielenkäyttöni, mutta tarkoitus oli ravistaa huomaamaan mitä siteeraat ja mitä siteeraamasi kaava tarkoittaa.
        Jo Newtonin toisen tulkinta on rajallinen Fnet on luonnollisesti oikein vain kun m on vakio, mutta dF on adn myös tässä, joka on peruslähtökohta.
        Kun tätä kaavaa johdetaan pidemmälle vakiovoimalla ja muuttuvalla massalla päästään impulssin kaavan kautta muotoon F=ma vm', tulos on täsmälleen sama jos sijoitetaan Newtonin alkuperäiseen muuttuva massa ja vakiovoima.
        Tämä on kerrottu kai useaan kertaan ja selvin esimerkein, mutta mikä intuitio saa kenenkään luulemaan että tiettyä erikoistapausta (tässä vakiovoima) helpottamaan kehitetty kaava soveltuisi kaikkiin mahdollisiin tapauksiin.

        Vielä kerran, vaikka ehkä turhaan
        Raketin nopeuden laskemiseen vakiovoimalla kehitetyllä kaavalla ei ole mitään käyttöä tilanteessa jossa voima on muuttuva, sitä ei voi soveltaa tässä tehtävässä, luki luentomonisteissa mitä hyvänsä.


      • 1+3
        Voi ei.. kirjoitti:

        Anteeksi epäystävällinen kielenkäyttöni, mutta tarkoitus oli ravistaa huomaamaan mitä siteeraat ja mitä siteeraamasi kaava tarkoittaa.
        Jo Newtonin toisen tulkinta on rajallinen Fnet on luonnollisesti oikein vain kun m on vakio, mutta dF on adn myös tässä, joka on peruslähtökohta.
        Kun tätä kaavaa johdetaan pidemmälle vakiovoimalla ja muuttuvalla massalla päästään impulssin kaavan kautta muotoon F=ma vm', tulos on täsmälleen sama jos sijoitetaan Newtonin alkuperäiseen muuttuva massa ja vakiovoima.
        Tämä on kerrottu kai useaan kertaan ja selvin esimerkein, mutta mikä intuitio saa kenenkään luulemaan että tiettyä erikoistapausta (tässä vakiovoima) helpottamaan kehitetty kaava soveltuisi kaikkiin mahdollisiin tapauksiin.

        Vielä kerran, vaikka ehkä turhaan
        Raketin nopeuden laskemiseen vakiovoimalla kehitetyllä kaavalla ei ole mitään käyttöä tilanteessa jossa voima on muuttuva, sitä ei voi soveltaa tässä tehtävässä, luki luentomonisteissa mitä hyvänsä.

        Tuossa ylemmässä viestissä käsittelen aeijan linkittämää tehtävää, joka on käänteinen alkuperäiselle tehtävälle. Olen samaa mieltä että alkuperäisessä tehtävässä ei tule derivoida muuttuvan massan ja muuttuvan nopeuden tuloa (koska ketjun liikemäärä tyssääntyy lattialle). Mutta tuossa toisessa tehtävässä, jossa ketjukasa on pöydällä ja sitä lähtee vähitellen liikkeelle, oikeaan vastaukseen päästään kun derivoidaan ajallisesti muuttuvan massan ja nopeuden tulo (eli liikemäärä) ja merkataan se yhtä suureksi kuin "ylijäämäketjun" aiheuttama painovoima. Jos se ratkaistaan muodossa m(t)*d(v(t))/dt = F(t), menee pieleen.


    • Sain vastaukseksi 0,94 sec.

      Ketjun pidemmän pään (keskipisteen) radaksi sain:
      y(t) = 5m - 1m * cosh(kt), jossa k = sqrt(2*9,81/10) yksiköissä 1/sekunti.

      • aeija

        Minä sain tuon 0,9 sekuntia jo pelkästään siitä, kun se pitkä pää valuu sen eka metrin


      • aeija kirjoitti:

        Minä sain tuon 0,9 sekuntia jo pelkästään siitä, kun se pitkä pää valuu sen eka metrin

        Heh, niin.. fiksu näkee vastauksen helpommalla tavalla. Tällainen vanha jäärä kuin minä joudun vääntämään ja väkertämään :)
        Toivottavasti meni edes oikein...


      • aeija
        tractor kirjoitti:

        Heh, niin.. fiksu näkee vastauksen helpommalla tavalla. Tällainen vanha jäärä kuin minä joudun vääntämään ja väkertämään :)
        Toivottavasti meni edes oikein...

        Lagranget ovat täysin vieraita, mutta samalta tuo näyttää, mutta sehän oli vaan se eka metri. Koko ketju pitää lattiaan saada putoamaan ja sille putoamiselle kokonaisaika. Joku kehu, että rutiinitehtävä, ei viitsi laskea. No, minä olen kaksi vuorokautta tätä laskenut, ja vieläkin on se seuraava vaihe, missä se lyhyt pää kokonaan sinne seittemään metriin nousee epäselvä, kun ei löydy ratkaisua sille diff. yhtälölle. Numeerisesti kai se menisi, mutten osaa semmoisia.


      • aeija kirjoitti:

        Lagranget ovat täysin vieraita, mutta samalta tuo näyttää, mutta sehän oli vaan se eka metri. Koko ketju pitää lattiaan saada putoamaan ja sille putoamiselle kokonaisaika. Joku kehu, että rutiinitehtävä, ei viitsi laskea. No, minä olen kaksi vuorokautta tätä laskenut, ja vieläkin on se seuraava vaihe, missä se lyhyt pää kokonaan sinne seittemään metriin nousee epäselvä, kun ei löydy ratkaisua sille diff. yhtälölle. Numeerisesti kai se menisi, mutten osaa semmoisia.

        Lagrange on minusta helppokäyttöisempi kuin Newtonin kaavat, koska pitää vain muodostaa aluksi Lagrangen funktio, joka ei ole sen kummempi, kuin kineettisen energian ja potentiaali energian erotus. Se helpottaa, koska ei tarvitse miettiä niitä Newtonin voima vektoreita ja riippuvuuksia niin kauheasti.

        Kineettinen energia on tosiaan se vanha kunnon puoli äm vee toiseen ja potentiaali energiat laskin tuossa erikseen taljan molemmille pätkille kaavalla ämgeehoo...

        Sama rata tulee tietenkin Newtonin kaavoilla.


      • aeija
        tractor kirjoitti:

        Lagrange on minusta helppokäyttöisempi kuin Newtonin kaavat, koska pitää vain muodostaa aluksi Lagrangen funktio, joka ei ole sen kummempi, kuin kineettisen energian ja potentiaali energian erotus. Se helpottaa, koska ei tarvitse miettiä niitä Newtonin voima vektoreita ja riippuvuuksia niin kauheasti.

        Kineettinen energia on tosiaan se vanha kunnon puoli äm vee toiseen ja potentiaali energiat laskin tuossa erikseen taljan molemmille pätkille kaavalla ämgeehoo...

        Sama rata tulee tietenkin Newtonin kaavoilla.

        Minä nyt mikään asiantuntija ole, mutta aina kun tehtävässä puhutaan ketjusta ja varsinkin sen läjään menosta tai läjästä nousemisesta, niin hälytyskellot soivat, että mahtaakohan energia säilyä, enkä edes yritä millään energiaperiaatteen näköiselläkään. Vaikka en minä näitä nyt sentään ihan joka päivä pähkäile, tämä oli toinen kerta kolmenkymmenen viiden vuoden aikana.


      • aeija kirjoitti:

        Minä nyt mikään asiantuntija ole, mutta aina kun tehtävässä puhutaan ketjusta ja varsinkin sen läjään menosta tai läjästä nousemisesta, niin hälytyskellot soivat, että mahtaakohan energia säilyä, enkä edes yritä millään energiaperiaatteen näköiselläkään. Vaikka en minä näitä nyt sentään ihan joka päivä pähkäile, tämä oli toinen kerta kolmenkymmenen viiden vuoden aikana.

        Minäkään en ole näitä mekaniikan tehtäviä laskenut kai kuin muutamia hassuja, viimeisen 20 vuoden aikana. Tässä tehtävässä oli ihan mielenkiintoista huomata, että putoamis-aika riippuu taljan pituudesta. Ts. Mitä pidempi talja, sitä hitaammin se putoaa lattiaan. Kun aika oletetaan lyhyeksi cosh(at) ≈ 1 ½a²t²
        eli radan kiihtyvyys on kääntäen verrannollinen taljan kokonaispituuteen (koska a² = 2g/L). Kun L on suuri, 2g/L on pieni, ja talja pysyy lähes paikoillaan.

        Hauskoja tehtäviä sinänsä. Joskus koulussa näihin tosin hajosi monta kertaa.


      • Tylsää rutiinia ?
        aeija kirjoitti:

        Lagranget ovat täysin vieraita, mutta samalta tuo näyttää, mutta sehän oli vaan se eka metri. Koko ketju pitää lattiaan saada putoamaan ja sille putoamiselle kokonaisaika. Joku kehu, että rutiinitehtävä, ei viitsi laskea. No, minä olen kaksi vuorokautta tätä laskenut, ja vieläkin on se seuraava vaihe, missä se lyhyt pää kokonaan sinne seittemään metriin nousee epäselvä, kun ei löydy ratkaisua sille diff. yhtälölle. Numeerisesti kai se menisi, mutten osaa semmoisia.

        Numeerinen yntegrointi on joidenkin mielestä tylsää.
        Pajatson tyhjentäminen heti alkuun olisi vienyt kiinnostuksen aika mainiosta ongelmasta, jonka ymmärtäminenkin näyttää joillekin olevan ylivoimaista.

        Voinen syyllä toistaa edellisen viestini viimeisen lauseen.


    • Tässä vielä tuo laskelma.
      Taljan Lagrange = Kineettinen energia - potentiaali energia, ts. L = T - U
      (Toivottavasti UTF-8 merkit näkyvät oikein...)

      L = T = ½Mẋ² - (2mg - Mg)x - Lg(M - m)

      Tässä Lagrangessa x on taljan pidemmän puolen massa-keskipisteen korkeus lattiasta, M on koko taljan massa, L on koko taljan pituus ja m on taljan pidemmän osan massa. M ja m ovat tuntemattomia, mutta ne supistuvat pois laskusta myöhemmin.

      Euler-Lagrange liikeyhtälöksi tulee: ẍ - g 2(m/M)g = 0.
      Mutta tässä m ei ole vakio, vaan ajan muuttuja. Suhde m/M = (L - x)/L.
      Ja yhtälöön sijoitettuna ẍ - a²x g = 0, ts. toisen asteen lineaarinen DY, jossa a² = 2g/L ja jonka yleinen
      ratkaisu on y(t) = L/2 c₁exp(at) c₂exp(-at).

      Reunaehdoista x(0) = 4m ja ẋ(0) = 0 seuraa c₁ = c₂ = -0,5m.
      Radaksi tulee lopulta hyperbolinen cosini x(t) = 5m - 1m * cosh(at), jossa
      a = sqrt(2g/L) kuten edellisessä postauksessa.

      Putoamisaika saadaan siitä ratkaisemalla yhtälö x(t) = 3m => t = 0,94 sec.

      0,94s ≈ arcosh(2) / sqrt(2*9,81/10).

      • 6+33

        Ensimmäinen osa se metrin matka vie aikaa 0.88 s, sitä tuskin tarvitsee toistaa, se menee tasapainoyhtälöllä suoraan.
        Ongelma on toisen vaiheen laskeminen joten asiaa on kai vähän oikaistava.

        Ketjun kiihtyvyys on alkuhetkellä 2m/s^2 (oletetaan g =10), ja kasvaa lähes lineaarisesti sen 4 metrin matkalla arvoon g, eli on suunnilleen 2 2s !Lineaarisuus antaa hiukan liian suuren kiihtyvyyden, mutta helpottaa laskemista ja päätyy suunnilleen sen 4 metrin matkalla nopeuteen vajaa 7 m/s, joka olisi vapaapudotuksen aikana sitten noin 0.7 s.

        Näyttäisi tuo 'aijaa'. n reilun parin sekunnin tulos aika todennäköiseltä, suuruusluokka ainakin on järkevä.


      • 6+33 kirjoitti:

        Ensimmäinen osa se metrin matka vie aikaa 0.88 s, sitä tuskin tarvitsee toistaa, se menee tasapainoyhtälöllä suoraan.
        Ongelma on toisen vaiheen laskeminen joten asiaa on kai vähän oikaistava.

        Ketjun kiihtyvyys on alkuhetkellä 2m/s^2 (oletetaan g =10), ja kasvaa lähes lineaarisesti sen 4 metrin matkalla arvoon g, eli on suunnilleen 2 2s !Lineaarisuus antaa hiukan liian suuren kiihtyvyyden, mutta helpottaa laskemista ja päätyy suunnilleen sen 4 metrin matkalla nopeuteen vajaa 7 m/s, joka olisi vapaapudotuksen aikana sitten noin 0.7 s.

        Näyttäisi tuo 'aijaa'. n reilun parin sekunnin tulos aika todennäköiseltä, suuruusluokka ainakin on järkevä.

        Siis jos makaisit putoavan taljan alla, väistäisit sitä vasta parin sekuntin kuluttua.
        Oletko varma ettet ole jo tehnyt tuota koetta empiirisesti?


      • Kirvesvartta...
        tractor kirjoitti:

        Siis jos makaisit putoavan taljan alla, väistäisit sitä vasta parin sekuntin kuluttua.
        Oletko varma ettet ole jo tehnyt tuota koetta empiirisesti?

        Mahdatko nyt edes ymmärtää, mitä pohditaan ?

        Eikös tässä laskettu ketjun purkautumisnopeutta eikä koko laitteen putoamista.
        Ei kai vapaa putoamien aiheuta mitään ongelmia, vai ?


    • Turhaa touhua

      Ketjutaljaan kuuluu mekanismi, jolla nostoketjua operoidaan. Mekanismi on lisäksi itsepidättävä. Siksi taljan ketju ei putoa mihinkään.

      http://hnsa.com/doc/tools/img/fig117.jpg

      Tosin kysyttiinkin ketjutaljan putoamisaikaa yhden metrin korkeudelta.

    • 20+3

      Kun osalla viestijistä näyttää olevan suuria vaikeuksia ymmärtää tehtävää, selvennettäköön että tarkoitetaan varmaan tuollaista yksinkertaista köysipyörää jollaisia saa vaikkapa Biltemasta http://www.biltema.fi/fi/Veneily/Asennustarvikket/Koysipylpyra/Koysipyora-254680/. Eikä tarvitse välttämättä edes lukitusmekanismia, pitää että joku pitää kiinni ketjun ylemmästä päästä H-hetkeen asti. Tarvitsee tosin tikkaat koska se pää on 3 metrin korkeudella.

    • Turhaa touhua

      Jos tuollaista tarkoittaa, silloin pitää todellakin käyttää oikeaa termiä eli puhua ketjupyörästä. Ketjutalja on nimenomaan kuvan mukainen laite.

      Tehtävä voisi varmaan kuulua:

      "Ketju on pujotettu laakeroidun, kattoon kiinnitetyn ketjupyörän yli siten, että toisella puolella pyörää ketjua riippuu 6 m ja toisella 4 m. Ketjun alempi pää on yhden metrin korkeudella lattiasta. Äkkiä ketjun ylempi pää irrotetaan ja ketju ryhtyy putoamaan lattialle. Missä ajassa ketju on kokonaan pudonnut lattialle?

      Pyörä oletetaan pieneksi ja massattomaksi sekä laakeri kitkattomaksi."

      Toivottavasti missään koulussa tai oppilaitoksessa ei käytetä aloittajan esittämiä toivottoman hataria ja epämääräisiä tehtävänantoja.

      • Vedäs vähän henkee

        Tämä ei ole mikään koulu, täällä saa keskustella, kysellä ja poiketa aiheestakin, ynnä muuta.
        Täällä ei esitetä mitään tehtäviä vaan herätellään keskustelua asiasta, aloittajan ei tarvitse olla opettajatasoinen tiedoiltaan, taidoiltaan tai verbaalisesti erehtymätön.
        Nipottajat ja koulufriikit saa perustaa itselleen oman saitin, toistaiseksi kellään ei ole täällä valtuuksia vaatia kirjoituksille omia sisältö- tai muotovaatimuksiaan .


      • Turhaa touhua
        Vedäs vähän henkee kirjoitti:

        Tämä ei ole mikään koulu, täällä saa keskustella, kysellä ja poiketa aiheestakin, ynnä muuta.
        Täällä ei esitetä mitään tehtäviä vaan herätellään keskustelua asiasta, aloittajan ei tarvitse olla opettajatasoinen tiedoiltaan, taidoiltaan tai verbaalisesti erehtymätön.
        Nipottajat ja koulufriikit saa perustaa itselleen oman saitin, toistaiseksi kellään ei ole täällä valtuuksia vaatia kirjoituksille omia sisältö- tai muotovaatimuksiaan .

        Lähdetäänpä nyt miettimään aloittajan tehtävää, jos se nyt on se, miksi minä sen suomensin. Siinä on useita julkilausumattomia lähtöoletuksia, joista osan tosin tuossa omassa tekstissäni kerroin:

        1. ketju, eli riippuvalla massalla ei ole mainittavaa taivutusjäykkyyttä

        2. ketjupyörä on pieni, eli sen yläpuolinen ketjuosa ei juurikaan muuta ketjun riippuvien osien pituutta

        3. ketjupyörällä ei ole inertiaa, joten pyörän kulmakiihtyvyys ei muuta tulosta

        Kuten noista ratkaisuehdotuksista on havaittu, päädytään paloittain jatkuvaan, muuttuvamassaisen systeemin differentiaaliyhtälöön ja sen ratkaisuun. Ne jotka kykenevät tuollaisen johtamaan ja vielä ratkaisemaan, pystyvät myös yleensä varsin eksaktiin kielenkäyttöön.


      • ? ? ? ?
        Turhaa touhua kirjoitti:

        Lähdetäänpä nyt miettimään aloittajan tehtävää, jos se nyt on se, miksi minä sen suomensin. Siinä on useita julkilausumattomia lähtöoletuksia, joista osan tosin tuossa omassa tekstissäni kerroin:

        1. ketju, eli riippuvalla massalla ei ole mainittavaa taivutusjäykkyyttä

        2. ketjupyörä on pieni, eli sen yläpuolinen ketjuosa ei juurikaan muuta ketjun riippuvien osien pituutta

        3. ketjupyörällä ei ole inertiaa, joten pyörän kulmakiihtyvyys ei muuta tulosta

        Kuten noista ratkaisuehdotuksista on havaittu, päädytään paloittain jatkuvaan, muuttuvamassaisen systeemin differentiaaliyhtälöön ja sen ratkaisuun. Ne jotka kykenevät tuollaisen johtamaan ja vielä ratkaisemaan, pystyvät myös yleensä varsin eksaktiin kielenkäyttöön.

        " Ne jotka kykenevät tuollaisen johtamaan ja vielä ratkaisemaan, pystyvät myös yleensä varsin eksaktiin kielenkäyttöön. "

        Ne eivät ole välttämättä avaajia, mutta ovat kuitenkin niin älykkäitä että ymmärtävät asian ilman kaltaistesi narisijoiden ruikutustakin.


      • Turhaa touhua
        ? ? ? ? kirjoitti:

        " Ne jotka kykenevät tuollaisen johtamaan ja vielä ratkaisemaan, pystyvät myös yleensä varsin eksaktiin kielenkäyttöön. "

        Ne eivät ole välttämättä avaajia, mutta ovat kuitenkin niin älykkäitä että ymmärtävät asian ilman kaltaistesi narisijoiden ruikutustakin.

        Mikä sinua närästää siinä, että tiedepalstalla pyrittäisiin eksaktiin kielenkäyttöön tai edes harjoiteltaisiin asiaa? Eikö itselläsi irtoa?

        Löysälle ja epätäsmälliselle ilmaisulle on muilla suomi24-palstoilla aivan tarpeeksi tilaa.

        Ja jos sinua ärsyttää minun narinani, niin minua taas ärsyttää epämääräinen lätinä, kun ollaan kysyvinään palstalla jotakin.


    • Paljon on taljassa?

      Kuinka paljon ketjutaljassa on alussa sitä ketjua? Ketjun alussa ei nimittäin puhuttu siitä mitään, vaan todettiin vain, että ketjutaljan molemmilla puolilla on ketjua eri määriä.

    • kfok

      Niin tässä tarkoitetaan siis tilannetta, jossa ketjua on yhteensä se 10 m s=10, ketju roikkuu ketjutaljasta, niin että pidempi pää ketjusta on 6 m ja lyhyempi pää 4 m. lisäksi tuo pidempi pää on 1 m korkeudessa. Ketjupyörän hitausmomenttia tai rullalaakerin kitkaa ei ole tässä huomioitu. Tuolla muutamat saivatkin ihan oikeita vastauksia.

      • gggh

        Mikä on vastaus siis??


      • aeija
        gggh kirjoitti:

        Mikä on vastaus siis??

        vastaus on tuo 2.4 s, ja yritän koota tästä selvän ratkaisun käyttämällä cosh(t) funktiota (tai jotain sellaisia), jotka saa laskimesta, mutta nyt en kerkiä...


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        vastaus on tuo 2.4 s, ja yritän koota tästä selvän ratkaisun käyttämällä cosh(t) funktiota (tai jotain sellaisia), jotka saa laskimesta, mutta nyt en kerkiä...

        Ei tullut kyllä yhtään selvempää, mutta ei tämä nyt mikään simppeli tehtävä olekaan.
        Varmaan siinä on vieläkin virheitä, mutta olkoon, vastuu siirretään lukijalle, jos niitä nyt edes yhtään löytyy: http://aijaa.com/yGcG8I


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        Ei tullut kyllä yhtään selvempää, mutta ei tämä nyt mikään simppeli tehtävä olekaan.
        Varmaan siinä on vieläkin virheitä, mutta olkoon, vastuu siirretään lukijalle, jos niitä nyt edes yhtään löytyy: http://aijaa.com/yGcG8I

        korjataan nyt kuitenkin: http://aijaa.com/GwW4ks


      • Paljon on taljassa?

        Taljahan on lattialla jo alun alkaenkin ja hautautuneena kettingin alle: viidestä metristä ketjua syntyy keko, jonka alla talja on, koska ketjun pidempi pää on metrin korkeudella lattiasta.

        Putoamisaikaa ei näinollen ole ollenkaan.


    • gggh

      Nimimerkki kfok vois kertoa kun tietää.

    • unohda ketjutaljasi

      Koneasentajana ja levyseppähitsaajana olen tottunut käyttämään ketjutaljaa raskaissa kokoonpano töissä.
      1. työturvallisuus vaatimus on se, että ketjutalja itse on lujasti ja varmasti kiinni kun kuormia (taakkoja) aletaan siirtämään sillä. Ketjutaljan kestävyyden on vastattava taakan kokonaiskuormaa eli ei kummatkaan saa kesken työtä pudota lattialle eikä minhinkään muuhunkaan.
      Jos tätä turvallisuusvaatimusta ei ymmärrä ei pidä ryhtyä mihinkään työhön ketjutaljan kanssa.
      Tuo esimerkki on vain yksi esimerkki "kouluviisaudesta" jota pitäisi nyt matemaattisesti ratkoa.

      Kyllä se pitkä työkokemus on se joka auttaa halitsemaan ketjutaljan turvallisen käytön joten nuo matemaattiset leikit kannattaa unohtaa. Meille kokeneille asentajille ja levysepille joskus juuri valmistuneet inssit (ja teknikot) joskus pyrkii antamaan jopa typeriä neuvoja taakkojen käsittelyssä ketjutaljalla.
      Ketjutalja on tosi vaarallinen väline osaamattomissa käsissä.
      Jätetään se ketjutalja niiden käsiin jotka osaavat sitä käyttää turvallisella tavalla.

    • ei työhön ei

      Aloittaja ei taida edes osata käyttää ketjutaljaa. Ketjutaljan käytössä on aina huomioitava se, että se EI putoa vaan on kiinni varmasti ennenkuin sillä edes yritetään siirtää taakkoja.
      Työturvallisuus asia on tässä ehdottomana ykkösenä eikä mitkään leikkimieliset laskentatehtävät.

      Huonosti kiinnitetty ketjutalja on se jota EI pidä edes käyttää lainkaan! Taljan käytön perusidea on se, että sillä voidaan siirtää (nostaa) taakka turvallisesti. Talja ja taakka EIVÄT saa irrota kesken työsuoritusta.

      Aloittaja on vain tyhmä teoreetikko jota ei pitäisi edes päästää taakkojen nosto- tai siirtohommiin.

      • zzzzf

        Fyysikot laskevat sellaisiakin asioita, kuin mitä tapahtuu atomipommin räjähtäessä tai Mustan aukon vetovoimassa. Aika naurettavaa vikinää tulla jonkun punaniska raksajätkän pätemään tällaiselle palstalle "tietämyksellään". Suutari pysyköön lestissään!


      • 4+8

        Tässä juuri nostin lippua salkoon tuollaista hengenvaarallista lukitsematonta taljapyörää käyttäen.


      • fffgh
        4+8 kirjoitti:

        Tässä juuri nostin lippua salkoon tuollaista hengenvaarallista lukitsematonta taljapyörää käyttäen.

        :-D


      • pysytään asiassa
        zzzzf kirjoitti:

        Fyysikot laskevat sellaisiakin asioita, kuin mitä tapahtuu atomipommin räjähtäessä tai Mustan aukon vetovoimassa. Aika naurettavaa vikinää tulla jonkun punaniska raksajätkän pätemään tällaiselle palstalle "tietämyksellään". Suutari pysyköön lestissään!

        Suutari pysyköön lestissä. Ihan ok. Näinhän se on, osaavat huolehtii myös siitä, että työturvallisuus huomioidaan.
        Tunarit eivät välitä työturvallisuudesta mitään.
        Ketjutaljan käyttö ei ole mitään kvanttifysiikkaa" joten tähän aiheeseen ei liity millään tavalla fissioreaktiot eikä mustat aukot.

        Tosin kyllä se 1. atomipommi nostettiin kyllä ylös sinne räjäytystorniin Uuden Meksikon autiomaan koealueella. Mitä olisi tapahtunut jos oikea nostotekniikka olisi keskenkaiken pettänyt? Oliko nostohommassa mukana osaavia vai tunareita?

        Joten meitä nostotekniikan taitajiakin vielä tarvitaan, emme kaikki voi olla fyysikoita emmekä kaikki voi olla kosmologeja. Hukkasitko se ketjutaljasi jonnekin mustaan aukkoon?


      • lipunnostaja
        4+8 kirjoitti:

        Tässä juuri nostin lippua salkoon tuollaista hengenvaarallista lukitsematonta taljapyörää käyttäen.

        Ei minun lipputangossa ole ketjutaljaa. Meillä lipputangossa on keinokuituinen köysi ei metallista ketjua.


      • trolltroll
        lipunnostaja kirjoitti:

        Ei minun lipputangossa ole ketjutaljaa. Meillä lipputangossa on keinokuituinen köysi ei metallista ketjua.

        Niitä voi olla erilaisia. Samalla tavalla se lippu sinne salkoon nousee silti.


      • uyuyu
        pysytään asiassa kirjoitti:

        Suutari pysyköön lestissä. Ihan ok. Näinhän se on, osaavat huolehtii myös siitä, että työturvallisuus huomioidaan.
        Tunarit eivät välitä työturvallisuudesta mitään.
        Ketjutaljan käyttö ei ole mitään kvanttifysiikkaa" joten tähän aiheeseen ei liity millään tavalla fissioreaktiot eikä mustat aukot.

        Tosin kyllä se 1. atomipommi nostettiin kyllä ylös sinne räjäytystorniin Uuden Meksikon autiomaan koealueella. Mitä olisi tapahtunut jos oikea nostotekniikka olisi keskenkaiken pettänyt? Oliko nostohommassa mukana osaavia vai tunareita?

        Joten meitä nostotekniikan taitajiakin vielä tarvitaan, emme kaikki voi olla fyysikoita emmekä kaikki voi olla kosmologeja. Hukkasitko se ketjutaljasi jonnekin mustaan aukkoon?

        Täällä ei kukaan ole käyttämässä mitään ketjutaljoja. Ei fyysikko tarvitse kypärää laskeakseen jonkin laskun.


      • raksa-Kalevi
        pysytään asiassa kirjoitti:

        Suutari pysyköön lestissä. Ihan ok. Näinhän se on, osaavat huolehtii myös siitä, että työturvallisuus huomioidaan.
        Tunarit eivät välitä työturvallisuudesta mitään.
        Ketjutaljan käyttö ei ole mitään kvanttifysiikkaa" joten tähän aiheeseen ei liity millään tavalla fissioreaktiot eikä mustat aukot.

        Tosin kyllä se 1. atomipommi nostettiin kyllä ylös sinne räjäytystorniin Uuden Meksikon autiomaan koealueella. Mitä olisi tapahtunut jos oikea nostotekniikka olisi keskenkaiken pettänyt? Oliko nostohommassa mukana osaavia vai tunareita?

        Joten meitä nostotekniikan taitajiakin vielä tarvitaan, emme kaikki voi olla fyysikoita emmekä kaikki voi olla kosmologeja. Hukkasitko se ketjutaljasi jonnekin mustaan aukkoon?

        Näköjään kun ei taidot riitä, niin pitää sitten päteä jollakin raksa-jutuilla.


    • Laskin nyt kun on vapaata aikaa ratkaisun myös tuolle koko taljan "maahan romahtamis-ajalle". Jaoin tehtävän kahteen osaan, ensimmäisessä osassa talja putoaa neljä metriä, radan ollessa tuolloin y(t) = 5m - 1m cosh(kt), missä
      k = sqrt(2g/L). Tästä saadaan ajaksi T1 = 1.64 s.

      Toisessa osassa laskua taljan "pyörän" toisella puolella ei ole enää ketjua jäljellä, eikä mikään enää hidasta loppu ketjun putoamista - sen loppupää (ja kaikki kohdat itseasiassa) putoaa vapaasti seitsemän metrin matkan. Tässä on tosin otettava huomioon alkuvauhti, joka saadaan ykköskohdan radan derivaattana, hetkellä 1,64s. Alkuvauhtia on siis n. 6,86 m/s².
      Rata (ketjun loppupään rata siis) on nyt paraabeli
      y(t) = 7m - ½gt² - vt, missä v on siis tuo yllä oleva loppuvauhti.
      y(t) = 0 => t = 0,68 s = T2.

      Yhteenlaskettuna T = T1 T2 = 1,64s 0,68s = 2.32s.

      • ketjutalja

        ainakin nimimerkillä e.d.k. on myös noin 2.3s ja taitaa olla "aeija"llakin? Tämä on kai sitten oikea vastaus noin 2,3 sekunttia?


      • aeija
        ketjutalja kirjoitti:

        ainakin nimimerkillä e.d.k. on myös noin 2.3s ja taitaa olla "aeija"llakin? Tämä on kai sitten oikea vastaus noin 2,3 sekunttia?

        Minä olen kyllä tätä nykyä 2,2 s kannalla, kun sain sen liikemäärien avulla laskettua viikon väännön jälkeen, kaikki muut minun laskuni ovat todennäköisesti väärin.. Tuolla voimatasapainoilulla saa sen 2,3 s.


      • aeija
        aeija kirjoitti:

        Minä olen kyllä tätä nykyä 2,2 s kannalla, kun sain sen liikemäärien avulla laskettua viikon väännön jälkeen, kaikki muut minun laskuni ovat todennäköisesti väärin.. Tuolla voimatasapainoilulla saa sen 2,3 s.

        niin ja se tokavaihe oli tossa http://aijaa.com/q53g10


      • aeija kirjoitti:

        Minä olen kyllä tätä nykyä 2,2 s kannalla, kun sain sen liikemäärien avulla laskettua viikon väännön jälkeen, kaikki muut minun laskuni ovat todennäköisesti väärin.. Tuolla voimatasapainoilulla saa sen 2,3 s.

        2,3 tai 2,2. On tuossa kylläkin liian iso ero, että se menisi virhemarginaaliin - ainoa vakio tässä laskussa on g, jonka ilmeisesti kaikki ovat laskeneet sadasosalleen oikein (9,81). Kymmenysosa erossa kertoo eroavaisuuksissa laskuissa.


      • tractor kirjoitti:

        2,3 tai 2,2. On tuossa kylläkin liian iso ero, että se menisi virhemarginaaliin - ainoa vakio tässä laskussa on g, jonka ilmeisesti kaikki ovat laskeneet sadasosalleen oikein (9,81). Kymmenysosa erossa kertoo eroavaisuuksissa laskuissa.

        Joo, siis 4m, 6m ja 1m ovat myös vakioita mutta ne on varmasti pyöristetty oikein :)


      • aeija
        tractor kirjoitti:

        2,3 tai 2,2. On tuossa kylläkin liian iso ero, että se menisi virhemarginaaliin - ainoa vakio tässä laskussa on g, jonka ilmeisesti kaikki ovat laskeneet sadasosalleen oikein (9,81). Kymmenysosa erossa kertoo eroavaisuuksissa laskuissa.

        No ainakin se ero on, että minä perustan ratkaisuni ihan eri yhtälöön kuin noi tasapainoilijat. Olisikin melkoinen ihme jos niistä sama tulisi.


      • Oho !
        aeija kirjoitti:

        No ainakin se ero on, että minä perustan ratkaisuni ihan eri yhtälöön kuin noi tasapainoilijat. Olisikin melkoinen ihme jos niistä sama tulisi.

        Kyllä tuloksen on oltava sama laskentatavasta riippumatta, ellei, laskuissa on virhe.


      • aeija
        Oho ! kirjoitti:

        Kyllä tuloksen on oltava sama laskentatavasta riippumatta, ellei, laskuissa on virhe.

        Tähän yhtälöön perustuu minun ratkaisuni, (olen muuttanut koordinaatiston lähtöpisteen samaksi):

        (11-y)y''-(y')^2=g(3 y) , ja sitten voimatasapainoilijat perustavat ilmeisesti tähän:

        (11-y)y'' = g(3 y), ja sitten olen vielä yhden ratkaisun perustanut tähän:

        (10)y''=(4 y)g, tässä on koordinaatiston alkupiste metriä ylempänä

        Ratkaisuajat samassa järjestyksessä: (2,21s), (2,34s) ja (2,37s)


      • 2+8
        aeija kirjoitti:

        Tähän yhtälöön perustuu minun ratkaisuni, (olen muuttanut koordinaatiston lähtöpisteen samaksi):

        (11-y)y''-(y')^2=g(3 y) , ja sitten voimatasapainoilijat perustavat ilmeisesti tähän:

        (11-y)y'' = g(3 y), ja sitten olen vielä yhden ratkaisun perustanut tähän:

        (10)y''=(4 y)g, tässä on koordinaatiston alkupiste metriä ylempänä

        Ratkaisuajat samassa järjestyksessä: (2,21s), (2,34s) ja (2,37s)

        Ensin mainittu yhtälö nähdäkseni olettaa että lattiaan pysähtyvän ketjun osan liikemäärä siirtyy liikkeessä olevalle mikä ei ole mahdollista. Siksi olisin järjestyksessä toisen yhtälön kannalla.


      • 15+18
        2+8 kirjoitti:

        Ensin mainittu yhtälö nähdäkseni olettaa että lattiaan pysähtyvän ketjun osan liikemäärä siirtyy liikkeessä olevalle mikä ei ole mahdollista. Siksi olisin järjestyksessä toisen yhtälön kannalla.

        Olet siis sitä mieltä, että tästä yhtälöstä (11-y)y''-(y')^2=g(3 y) pitäisi poistaa termi
        (y`)^2.

        Kovasti näyttää siltä, että se termi on jo jostakin poistettukin, ja jos sen häivyttää yhtälöstä , niin itse asiassa lisääkin sen johonkin, vaikka piti poistaa.
        Eli tulee tehtyä näin: (11-y)y''-(y')^2 (y`)^2=g(3 y)=>(11-y)y''=g(3 y)


    • Tämä tehtävä on hieman yli sen, mitä ylioppilastutkinnon reaalikokeessa voisi olla, mielestäni. Hauskan yksinkertainen kysymys, jonka vastaus ei ole ihan niin ilmeinen.

    • fysiikan yo

      Miksi ette voi mennä kauppaan ja ostaa se ketjutalja? Ja tämän jälkeen voi tehdä sen pudotuskokeen ja ottaa sekuntikelolla aikaa.
      Huomioikaa myös g-voiman eli putoamiskiihtyvyyden arvojen muutos päiväntasaajalla ja maapallon navoilla !
      Koe siis edellyttää havaintopaikan määrittelyä.
      Aloittaja taitaa kuvitella, että se putoamiskiihtyvyyden arvo on sama joka puolella maapalloa? Teoreettisella laskennalla ei ole mitään arvoa ellei sitä laskennallista havaintopaikkaa ilmoiteta.

      Toisaalta minä kyllä arvostan työturvallisuuden noudattamista kaikissa taakkojen (kuormien) nosto- ja siirtohommissa. On senverran tehty niitä "kesätöitä". Olen hyvällä mielellä ottanut huomioon kokeneempien duunarien neuvot näissä haalaushommissa koska työtapaturmia ei ole tullut.
      Kesä ei siis ole mennyt työtapaturmia potien.

      • Väärä vastaus

        Meitä ketään ei kiinnosta vähääkään kuinka livakasti se ketju purkautuu, kiinnostuksen kohteena on menetelmä, kuinka se lasketaan ja sitä eivät kaupan myyjät todennäköisesti osaa kertoa, joten se siitä.


      • Totta tosiaan
        Väärä vastaus kirjoitti:

        Meitä ketään ei kiinnosta vähääkään kuinka livakasti se ketju purkautuu, kiinnostuksen kohteena on menetelmä, kuinka se lasketaan ja sitä eivät kaupan myyjät todennäköisesti osaa kertoa, joten se siitä.

        Niin, fysiikkahan on täysin teoreettinen tiede, jolla ei ole mitään tekemistä reaalimaailman kanssa. Fysiikka on tässä mielessä melkein kuin teologia.


    • haalaustyössä

      Yrittäkää erottaa toisistaan käsitteet teoreettinen fysiikka ja sovellettu fysiikka.
      Fyysinen ketjutalja mekaanisena laitteena kuuluu sovelletun fysiikan alueeseen siinä missä köysitaljakin.
      Ehkä kaikki eivät edes erota toisistaan ketjutaljaa ja köysitaljaa?

      Käsitteiden erottelu voisi helpottaa ongelmien ratkaisua. Kun ketjutaljaa tai köysitaljaa käytetään reaalitodellisuudessa niin viisas käyttäjä huomioi myös työturvallisuus vaatimukset. Nostolaite on kiinnitettävä niin huolellisesti ettei se irtoa taakkaa (kuormaa) siirrettäessä. Taakan käsittelyn epäonnistuminen voi merkitä vakavaa työturvallisuus uhkaa.
      Ja putoava nostolaite voi itsekin vaurioitua niin ettei sitä enää ole turvallista käyttää. Ne nostoketjut ja nostoköydet on aika ajoin tarkistettava, että niiden käyttö on turvallista. Näin toimii ainakin viisaat.

    • 18+14

      Kun tuossa keskustelussa tuntui jäävän epäselväksi sovellettavat differentiaaliyhtälöt, otetaan yhtä vaihetta monimutkaisempi tapaus (joka on käsitelty Tiede-lehden keskustelupalstalla).

      Varastossa nostetaan tavaroita maasta 5 m korkealle ylätasanteelle käyttäen ketjupyörää, joka on kiinnitetty kattoon 9 m korkeudelle maasta ja 4 m korkeudelle ylätasanteesta. Lähtötilanteessa 11 m pitkää ketjua on 2 m vyyhtinä ylätasolla, ketju menee pyörän yli ja sen toinen pää roikkuu 1 m ylätason alapuolella. Ketjun kiinnitys irtoaa ja se pääsee rullaamaan pyörän yli päätyen lopulta kokonaan maahan. Tapahtuma oletetaan vastuksettomaksi ja ketjun liikesuunta vertikaaliseksi. Liikkeessä on erotettavissa neljä eri vaihetta: 1) ylätasolla vyyhtinä olevaa ketjua lähtee liikkeelle, 2) koko ketju kulkee ilmassa, 3) ketjua kerääntyy maahan ja sen loppupää nousee ja 4) ketjun alkupää on kulkenut pyörän yli ja putoaa vapaasti.

      Tehtävänä on laatia differentiaaliyhtälöt ketjun liikkeelle ajan funktiona kullekin vaiheelle. Kahdelle ensimmäiselle vaiheelle otetaan muuttujaksi x ketjun alkupään kulkema matka lähtötilanteesta kohti maata ja kahdelle jälkimmäiselle vaiheelle muuttujaksi y ketjun loppupään kulkema matka kun lähtötilanteeksi oletetaan asema silloin kun ketjun alkupää osuu maahan (eli kun x=4, y=0).

      Oikeat differentiaaliyhtälöt eri vaiheille ovat:
      1)(x 1)*g=(x 9)*x'' (x')², 0≤x≤2
      2) (2x-1)*g=11*x'', 2≤x≤4
      3) (7 y)*g=(11-y)*y'', 0≤y≤2
      4) g=y'', 2≤y≤11

      Tuossa on huomattava että 1) vaiheessa tulee tuo (x')²-termi derivoitaessa liikemäärää, sillä liikkeessä oleva ketju tempaa ylätasolta uutta ketjua täyteen vauhtiin mikä vaikuttaa liikemäärään. Sen sijaan 3) vaiheessa ketjun liikemäärä tyssääntyy lattialle eikä vaikuta muun ketjun liikemäärään, siksi vastaavaa termiä ei tule yhtälöön.

      • Sitkeä virhe

        Nämä ovat yhtälöitä joissa massan muuttuminen on huomioitu sekä kiihdytettävässä massassa (x 1) että kiihdyttävässä voimassa (x 9).
        Huomioi että massan muutos on nimenomaan ketjun piruuden funktiona, sen lisääminen toiseen kertaan nopeuden funktiona (x')^2 on käsittelyvirhe, kerta riittää, joko nopeuden - tai matkan funktiona, ei molempien


      • 1+9
        Sitkeä virhe kirjoitti:

        Nämä ovat yhtälöitä joissa massan muuttuminen on huomioitu sekä kiihdytettävässä massassa (x 1) että kiihdyttävässä voimassa (x 9).
        Huomioi että massan muutos on nimenomaan ketjun piruuden funktiona, sen lisääminen toiseen kertaan nopeuden funktiona (x')^2 on käsittelyvirhe, kerta riittää, joko nopeuden - tai matkan funktiona, ei molempien

        Taidat olla edelleenkin väärässä. Ajattele nyt kahta tapausta tuossa 1) vaiheessa. Ketjua makaa siinä ylätasolla ja siitä nykäistään liikkeelle "pätkä kerrallaan" sillä nopeudella mikä liikkeessä olevalla ketjun osalla on sillä hetkellä, johon menee tuo liikemääräinkrementti x'*dm. Tai sitten että joku "syöttää ketjua" sillä nopeudella mikä liikkeessä olevalla ketjulla on. Fyysikolle on selvää että jälkimmäisessä tapauksessa ketjun kiihtyvyys muodostuu suuremmaksi ja se on juuri tuon (x')²-termin verran. Sun logiikallasi sama differentiaaliyhtälö pätee molemmille tapauksille.


      • Sitkeää on
        1+9 kirjoitti:

        Taidat olla edelleenkin väärässä. Ajattele nyt kahta tapausta tuossa 1) vaiheessa. Ketjua makaa siinä ylätasolla ja siitä nykäistään liikkeelle "pätkä kerrallaan" sillä nopeudella mikä liikkeessä olevalla ketjun osalla on sillä hetkellä, johon menee tuo liikemääräinkrementti x'*dm. Tai sitten että joku "syöttää ketjua" sillä nopeudella mikä liikkeessä olevalla ketjulla on. Fyysikolle on selvää että jälkimmäisessä tapauksessa ketjun kiihtyvyys muodostuu suuremmaksi ja se on juuri tuon (x')²-termin verran. Sun logiikallasi sama differentiaaliyhtälö pätee molemmille tapauksille.

        Ei nyt sentään !

        Jos ketjua syötetään jollain nopeudella se edellyttää ulkopuolista lisävoimaa, joka olisi luonnollisesti otettava huomioon voimaa määritellessä.


      • 17+15
        Sitkeää on kirjoitti:

        Ei nyt sentään !

        Jos ketjua syötetään jollain nopeudella se edellyttää ulkopuolista lisävoimaa, joka olisi luonnollisesti otettava huomioon voimaa määritellessä.

        Liikemäärän differentiaali on m(t)*dv v(t)*dm. Ensimmäinen termi kertoo kuinka paljon liikemäärä muuttuu sen takia kun massa saa lisänopeutta dv verran. Toinen termi kertoo liikemäärän muutoksen kun ketjua tulee mukaan massan dm verran ja se saa heti nopeuden v liikkeessä olevan ketjun vetämänä. Tuo differentiaali on yhtä kuin ketjuun vaikuttava nettopainovoima kertaa dt.


      • Sivullinen.
        17+15 kirjoitti:

        Liikemäärän differentiaali on m(t)*dv v(t)*dm. Ensimmäinen termi kertoo kuinka paljon liikemäärä muuttuu sen takia kun massa saa lisänopeutta dv verran. Toinen termi kertoo liikemäärän muutoksen kun ketjua tulee mukaan massan dm verran ja se saa heti nopeuden v liikkeessä olevan ketjun vetämänä. Tuo differentiaali on yhtä kuin ketjuun vaikuttava nettopainovoima kertaa dt.

        Tuo on liikemäärän kaavasta johdettu voimayhtälö, jossa ensimmäinen termi on liikettä vastustava ja jälkimmäinen nopeudella v , irtoavan massan aiheuttama liikettä kiihdyttävä voima.
        Kumpikin nopeudesta ja ajasta riippuva termi voidaan korvata matkasta ja ajasta riippuvalla, kuten esimerkissä.


      • 14+18
        Sivullinen. kirjoitti:

        Tuo on liikemäärän kaavasta johdettu voimayhtälö, jossa ensimmäinen termi on liikettä vastustava ja jälkimmäinen nopeudella v , irtoavan massan aiheuttama liikettä kiihdyttävä voima.
        Kumpikin nopeudesta ja ajasta riippuva termi voidaan korvata matkasta ja ajasta riippuvalla, kuten esimerkissä.

        Tätä ei kannata pohtia, eikä varsinkaan kinata. Se "vapaa pudotuskin" siellä lopussa on jotain muuta kuin vapaata pudotusta g kiihtyvyytenä.
        http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/471/2173/20140657


      • 14+18
        14+18 kirjoitti:

        Tätä ei kannata pohtia, eikä varsinkaan kinata. Se "vapaa pudotuskin" siellä lopussa on jotain muuta kuin vapaata pudotusta g kiihtyvyytenä.
        http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/471/2173/20140657

        Se ei näköjään näytäkään sisältöään, kuvahaun "velocity of falling chain" sain se sisällön näkymään, mutta parempi ettei ehkä näykään..


      • Uskomatonta !
        14+18 kirjoitti:

        Tätä ei kannata pohtia, eikä varsinkaan kinata. Se "vapaa pudotuskin" siellä lopussa on jotain muuta kuin vapaata pudotusta g kiihtyvyytenä.
        http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/471/2173/20140657

        Tuo on niin yllättävä väite että voisitko edes hieman selittää, vaikka omin sanoin, miten se poikkeaa vapaasta pudotuksesta ?


      • 14+8

    • älä möhli

      Ketjutaljan turvallinen käyttö edellyttää luotettavaa kiinnittämistä. Nostohommissa on aina huolehdittava siitä, että taakka eikä nostinlaite pääse putoamaan VAPAASTI.
      Nämä laskuhommat ovat täysin älyttömiä koska niillä ei ole yhteyttä reaalitodellisuuteen.
      Sama se on autonrenkaiden vaihdossakin. Ei se tunkki saa pettää kesken renkaanvaihtotyötä.
      Kyllä työturvallisuus pitää olla ensimmäiseksi huomioitava asia.
      Laskekaa nyt kuinka paljon menee hukkaan sairauslomapäivissä kun kaikki eivät ymmärrä käsitellä nostolaitteita ja taakkoja OIKEIN. Jos ei osaa käsitellä taakkoja ja nostolaitteita ei hommaan pidä ryhtyä ollenkaan.

      Vapaa pudotus ei tähän hommaan kuulu.

      • qty56uj7i8ko9p

        Mitä sää höpäjät juuri reaalitodellisuuttahan on se että taljat tippuu ja tunkit pettää, vähän väliähän tommosista kuulee


      • tee työ terveesti
        qty56uj7i8ko9p kirjoitti:

        Mitä sää höpäjät juuri reaalitodellisuuttahan on se että taljat tippuu ja tunkit pettää, vähän väliähän tommosista kuulee

        Ei ne ihan itsestään tipu eikä petä. Osaamattomilla näitä tapahtuu. Itsellä on takana n. 25 vuoden työkokemus eikä vielä ole yhtäkään vahinkoa sattunut kun osaa hommat kunnolla.
        Toki myönnän sen, että reaalitodellisuuteen mahtuu molempia, siis osaajia ja osaamattomia.
        Työt pitää tehdä niin ettei itse eikä työtoverit vahingoitu osaamattomuuden vuoksi.
        Nytkin lähdetään töihin ja edessä on varmasti taas näitä taakkojen siirtohommia.
        Saas nähdä tuleeko työtovereiksi osaavia vai osaamattomia?
        Osaamattomien kanssa on vaikea tehdä töitä kun niitä joutuu koko ajan vahtimaan etteivät ne tee typeryyksiä.


    • läksyt luettu

      Ketjutaljan "vapaapudotuksen" laskijoille: luuletteko painovoiman olevan vakio? Painovoimahan on maapallolla erilainen päiväntasaajalla ja navoilla. Miksi ette ilmoita kaavassanne havaintopaikkaa (eli sitä laskentapaikkaa) ?
      Käytännössä se leveyspiiri pitäisi myös ilmaista koska vastaus pätee vain tietyllä leveyspiirillä.
      Lukekaapa se fysiikan oppikirjanne paremmin.
      Pienet arvojen muutokset ja kitka on huomioitava. Matematiikassa on huomioitava myös desimaalien tarkkuus. Karkeat "pyöristykset" eivät anna oikeaa vastausta.

      • Heh heh !

        Taas yksi välkky esittelemässä itsestään selviä alkeita, joita kokeneemmat eivät enää edes viitsi ottaa puheeksi .

        Jo SI-järjestelmän kehityksen alkuvaiheilla (50-luvulla), päätettiin että teoreettisissa tehtävissä ja dimensio-muutoksissa käytetään g.n arvona
        9,80665 m/s2.

        Mistä v**usta näitä tyhjäpää-viisastelijoita aina sikiää tekemään itsestään pellejä.


    • 9+14

      Jatkotehtävä. Ketju jonka massa on M ja pituus L riippuu vaa'an yläpuolella niin että ketjun alapää juuri ja juuri koskettaa vaakaa. Yhtäkkiä ketju pudotetaan. Mikä on vaa'an lukema juuri putoamisliikkeen lopussa jos vaa'an mekanismi oletetaan viipeettömäksi?

    • syntynyt normaalisti

      "Mistä v**usta näitä tyhjäpää-viisastelijoita aina sikiää tekemään itsestään pellejä. "

      Onko biologian tiedot hukassa? Näyttää siltä, että on tietovajetta myös fysiikassa ja matematiikassa.
      Otapa se biologian kirja ja tutki sieltä sitä ihmisen lisääntymistä.
      Fysiikan laskelmat joilla ei ole mitään yhteyttä reaalitodellisuuteen eivät ole kovinkaan järkeviä.
      Tottahan toki käytännön laskelmissa otetaan aina huomioon myös mittaustarkkuus.
      Painovoimaa voidaan mitata eri leveysasteilla.

    • 19+2

      Lasketaanpa tuota vaa'alle putoavan ketjun ongelmaa. Vaa'an lukema muodostuu kahdesta komponentista: vaa'alla makaavasta ketjun osasta joka aiheuttaa staattisen voiman, ja vaa'alle putoavan ketjun liikemäärästä aiheutuvasta voimasta.

      Merkataan ketjun painoa pituusyksikköä kohti m=M/L. Ketjua "makaa" vaa'alla aikaan t mennessä pituuden g*t^2/2 verran. Siten tuo staattinen voimakomponentti vaa'alle on m*g^2*t^2/2.

      Putoavan ketjun liikemäärästä vaa'alle aiheutuva voima saadaan kaavasta dp/dt=v*d(m*g*t^2/2)/dt. Kun v=g*t, saadaan m*g^2*t^2. Koko voima ajanhetkellä t on siis 3*m*g^2*t^2/2.

      Putoamistapahtuman lopussa g*t^2/2=L, ja kun m=M/L, saadaan vaakaan vaikuttavaksi voimaksi 3*M*g. Eli vaa'an lukema on silloin 3*M.

      • toinen asentaja

        Wikipedian lausumaa ketjutaljasta:
        "Ketjutalja, vanhemmassa kirjallisuudessa myös erotustalja, eroaa perinteisestä taljasta siinä, että pitkä köysi on korvattu päättymättömällä lenkillä, joka kulkee kahden samalla akselilla olevan eriläpimittaisen pyörän yli. Lenkki on venymättömästä ja liukumattomasta materiaalista, käytännössä kettingistä, ja se roikkuu ylemmistä pyöristä ja sen toiseen silmukkaan on ripustettu nostokoukku. Kun suuremman pyörän ylitse kulkevaa kettinkiä vedetään, myös pienempi pyörä pyörii ja päästää nostokoukun silmukkaan kettinkiä, mutta hitaampaa tahtia kuin sitä vedetään suuremman pyörän yli ja tuloksena on nostokoukun lenkin lyheneminen. Käytännössä tämä tarkoittaa, että vetämällä ketjua pienellä voimalla pitkä matka saadaan suuri kuorma nousemaan vähän matkaa ja taljan hyötysuhde riippuu sen pyörien läpimittojen suhteesta.

        Ketjutaljan tasapainoehto voidaan laskea tarkastelemalla sen osien tekemää virtuaalista työtä. Oletetaan, että oheisen kuvan ylempi väkipyörä pyörähtää voiman FZ vaikutuksesta infinitesimaalisen kulman dφ. Tällöin voiman FZ kulkema matka on R dφ, missä R on isomman rattaan säde. Voiman tekemä työ on FZR dφ. Kuormaa kannattava köysi 4 lyhenee matkan R dφ ja 2 venyy matkan r dφ, missä r on pienemmän rattaan säde. Koska köyden lyhenemä jakautuu tasaisesti molempien köysien pituudelle, kuorma nousee matkan 1⁄2(R − r) dφ ja suorittaa näin ollen työn -1⁄2 FL (R − r) dφ. Koska systeemissä ei tapahdu energiahäviöitä, on näiden töiden summa nolla. Näin saadaan johdettua taljan tasapainoehto

        F_{Z}R = \frac{1}{2}F_{L}(R - r)

        Tässä teille teoreetikoille hieman lisää kaavoja joita voitte ajankuluksi laskeskella.


      • Sitkeä virhe

        Et voi määrittää liikkuvan massan pysäyttämiseen tarvittavaa voimaa tuntematta voiman vaikutusaikaa tai -matkaa.

        Tehtävä ei ole ratkaistavissa, koska ei tunneta vaa'an rakennetta , eikä ketjun lenkkien kokoa suhteessa pituuteen.

        Kysymys lienee heitetty ymmärtämättömyyttään, tai pilana, tiedä hätä, mutta erikoistapaukseen formuloidulla liikemäärän kaavalla ei tämän tehtävän kanssa ole mitään tekemistä.


      • 11+14
        Sitkeä virhe kirjoitti:

        Et voi määrittää liikkuvan massan pysäyttämiseen tarvittavaa voimaa tuntematta voiman vaikutusaikaa tai -matkaa.

        Tehtävä ei ole ratkaistavissa, koska ei tunneta vaa'an rakennetta , eikä ketjun lenkkien kokoa suhteessa pituuteen.

        Kysymys lienee heitetty ymmärtämättömyyttään, tai pilana, tiedä hätä, mutta erikoistapaukseen formuloidulla liikemäärän kaavalla ei tämän tehtävän kanssa ole mitään tekemistä.

        Sitkeästi jaksat inttää. Tehtävä on tietysti siten idealisoitu ettei ketjun yksittäisten lenkkien vaikutusta ole otettu huomioon eli ne on oletettu äärettömän pieniksi ja kitkattomiksi. Samoin vaaka, kuten tehtävässä todettiin, on oletettu viipeettömäksi.

        Mutta muutoin se on laskettu ihan oikein. Voimahan on tuossa ajan funktio joten sen vaikutusaikaa ei voi tietenkään diskreetisti laskea. Hieman yllätys on että liikkeen lopussa vaikuttava voima ei riipu lainkaan ketjun pituudesta vaan ainoastaan sen massasta mutta sillekin löytyy tarkemmassa tarkastelussa selitys.

        Tehtävän ratkaisu löytyy netistäkin http://www.feynmanlectures.info/solutions/falling_chain_sol_1.pdf


      • Sitkeä virhe
        11+14 kirjoitti:

        Sitkeästi jaksat inttää. Tehtävä on tietysti siten idealisoitu ettei ketjun yksittäisten lenkkien vaikutusta ole otettu huomioon eli ne on oletettu äärettömän pieniksi ja kitkattomiksi. Samoin vaaka, kuten tehtävässä todettiin, on oletettu viipeettömäksi.

        Mutta muutoin se on laskettu ihan oikein. Voimahan on tuossa ajan funktio joten sen vaikutusaikaa ei voi tietenkään diskreetisti laskea. Hieman yllätys on että liikkeen lopussa vaikuttava voima ei riipu lainkaan ketjun pituudesta vaan ainoastaan sen massasta mutta sillekin löytyy tarkemmassa tarkastelussa selitys.

        Tehtävän ratkaisu löytyy netistäkin http://www.feynmanlectures.info/solutions/falling_chain_sol_1.pdf

        Kirjoititko itse tuon selvityksen ?

        Koko lähtöasetelma on virheellinen.


      • 20+2
        Sitkeä virhe kirjoitti:

        Kirjoititko itse tuon selvityksen ?

        Koko lähtöasetelma on virheellinen.

        Heh-heh. Etpä ole itse yrittänyt laskea tehtävää, tai edes yrittänyt esittää mitään ratkaisumallia, jaksat vaan inttää että ratkaisu on virheellinen. Netistä löytyy muitakin ratkaisuja samalle ongelmalle; http://physics.stackexchange.com/questions/76668/weight-registered-of-a-falling-chain; luuletko että olen ne kaikki sinne ladannut? Sun juttusi sopivat paremmin tuonne salaliittopalstalle!


      • 6+6
        20+2 kirjoitti:

        Heh-heh. Etpä ole itse yrittänyt laskea tehtävää, tai edes yrittänyt esittää mitään ratkaisumallia, jaksat vaan inttää että ratkaisu on virheellinen. Netistä löytyy muitakin ratkaisuja samalle ongelmalle; http://physics.stackexchange.com/questions/76668/weight-registered-of-a-falling-chain; luuletko että olen ne kaikki sinne ladannut? Sun juttusi sopivat paremmin tuonne salaliittopalstalle!

        Ja tuossa vielä yksi ratkaisu netistä https://www.physicsforums.com/threads/free-falling-chain-problem.93553/


      • Heh Hee vaan
        20+2 kirjoitti:

        Heh-heh. Etpä ole itse yrittänyt laskea tehtävää, tai edes yrittänyt esittää mitään ratkaisumallia, jaksat vaan inttää että ratkaisu on virheellinen. Netistä löytyy muitakin ratkaisuja samalle ongelmalle; http://physics.stackexchange.com/questions/76668/weight-registered-of-a-falling-chain; luuletko että olen ne kaikki sinne ladannut? Sun juttusi sopivat paremmin tuonne salaliittopalstalle!

        No minäpä kerron

        Liikemäärällä voidaan laskea kokonaisvoima esin:
        Liikemäärä on ketjulle p = 2/3 qL*sqrt(2gL) ja vaikutusaika aqrt(2L/g), josta kokonaisvoima on 2/3qgL ja se vaikuttaa 0...t ajan toiseen potenssiin eli maksimissaan ajassa t, se on 2M, ja kun siihen lisätään staattinen massa M päädytään arvoon 3M ? ? ?

        Sitten ruvetaan miettimään, mitä tämä tarkoittaa.

        Oletetaan hidastettuna pari lenkkiä ja niiden vaikutus vaa'an näyttöön.
        Ensimmäinen, olkoon 1g heilauttaa lukemaa 3g hidastuessaan, sen jälkeen vaaka palautuu näyttämään tuota 1g lisäystä ja seuraava lenkki heilauttaa (suuremmalla nopeudellaan) näytön 5g ja palautuu sitten 2g.n ylitykseen jne jne.
        Liikemäärällä on laskettu en. dynaamisten vaikutusten kokonaissumma, joka ei ole läheskään sama kuin kysytty vaa'an näyttö kun ketju on kokonaan tullut alas.
        Lasku tulostaa vain kokonaisvoiman , ei edes paljonko viisari heilahtaa hetkellisesti yli staattisen kuorman.


      • 11+1
        Heh Hee vaan kirjoitti:

        No minäpä kerron

        Liikemäärällä voidaan laskea kokonaisvoima esin:
        Liikemäärä on ketjulle p = 2/3 qL*sqrt(2gL) ja vaikutusaika aqrt(2L/g), josta kokonaisvoima on 2/3qgL ja se vaikuttaa 0...t ajan toiseen potenssiin eli maksimissaan ajassa t, se on 2M, ja kun siihen lisätään staattinen massa M päädytään arvoon 3M ? ? ?

        Sitten ruvetaan miettimään, mitä tämä tarkoittaa.

        Oletetaan hidastettuna pari lenkkiä ja niiden vaikutus vaa'an näyttöön.
        Ensimmäinen, olkoon 1g heilauttaa lukemaa 3g hidastuessaan, sen jälkeen vaaka palautuu näyttämään tuota 1g lisäystä ja seuraava lenkki heilauttaa (suuremmalla nopeudellaan) näytön 5g ja palautuu sitten 2g.n ylitykseen jne jne.
        Liikemäärällä on laskettu en. dynaamisten vaikutusten kokonaissumma, joka ei ole läheskään sama kuin kysytty vaa'an näyttö kun ketju on kokonaan tullut alas.
        Lasku tulostaa vain kokonaisvoiman , ei edes paljonko viisari heilahtaa hetkellisesti yli staattisen kuorman.

        Eihän tuossa ole päätä eikä häntää. Liikemäärän yhtälö on M*g*t(1-g*t^2/2*L). Alussa nolla ja lopussa nolla, saavuttaa maksimin kohdassa L/3. Mutta en kyllä ymmärrä miten ajallisesti vaihtuvan liikemäärän avulla voidaan ratkaista vastaava voima muutoin kuin differentiaalin kautta.


      • Rautalankaa
        11+1 kirjoitti:

        Eihän tuossa ole päätä eikä häntää. Liikemäärän yhtälö on M*g*t(1-g*t^2/2*L). Alussa nolla ja lopussa nolla, saavuttaa maksimin kohdassa L/3. Mutta en kyllä ymmärrä miten ajallisesti vaihtuvan liikemäärän avulla voidaan ratkaista vastaava voima muutoin kuin differentiaalin kautta.

        Kun ketju on valunut vaa'alle sen kokonaisliikemäärä on siirtynyt vaakaan.
        Kokonaisliikemäärä on johdettu kaavasta dp=qdx*sqrt(2gx), q on massa/pituusyksikkö, ja x ->0...L.

        Oletetaan yksinkertaistuksen vuoksi vain yksi lenkki , joka pudotetaan vaa'alle korkeudelta h, sen liikemäärä on m*v osuessaan vaakaan ja vaakaan on sen kumoamiseksi muodostuttava vastaava, eli F*t.
        Vaa'an lukema näyttää hetkellisesti F.n suuruuden, mutta t riippuu siitä, paljonko törmäys joustaa, se ei ole sama kuin laskuissa keskimääräistä liikemäärää laskettaessa käytetty aika joka kuluu lenkin putoamiseen alkuasennostaan vaa'an pinnalle.

        Dynaamisen, liikkeen hidastamiseen tarvittavaa voimaa ei näin ollen voi laskea tehtävän tiedoilla ts keskimääräinen liikemäärän muutos ei kerro mitään vaa'an näytöstä.


      • 12+1
        Rautalankaa kirjoitti:

        Kun ketju on valunut vaa'alle sen kokonaisliikemäärä on siirtynyt vaakaan.
        Kokonaisliikemäärä on johdettu kaavasta dp=qdx*sqrt(2gx), q on massa/pituusyksikkö, ja x ->0...L.

        Oletetaan yksinkertaistuksen vuoksi vain yksi lenkki , joka pudotetaan vaa'alle korkeudelta h, sen liikemäärä on m*v osuessaan vaakaan ja vaakaan on sen kumoamiseksi muodostuttava vastaava, eli F*t.
        Vaa'an lukema näyttää hetkellisesti F.n suuruuden, mutta t riippuu siitä, paljonko törmäys joustaa, se ei ole sama kuin laskuissa keskimääräistä liikemäärää laskettaessa käytetty aika joka kuluu lenkin putoamiseen alkuasennostaan vaa'an pinnalle.

        Dynaamisen, liikkeen hidastamiseen tarvittavaa voimaa ei näin ollen voi laskea tehtävän tiedoilla ts keskimääräinen liikemäärän muutos ei kerro mitään vaa'an näytöstä.

        Tuo dp=qdx*sqrt(2gx) on sama kuin v*q*dx eli nopeus kertaa massan differentiaali, mikä on sama kuin voima kertaa aikadifferentiaali. Samaa differentiaaliahan on käytetty hyväksi muissakin edellä esitetyissä laskuissa. Tuo "kokonaisliikemäärä" sen sijaan on epäselvä käsite.

        Tuolla aiemmin todettiin että "tehtävä on tietysti siten idealisoitu ettei ketjun yksittäisten lenkkien vaikutusta ole otettu huomioon eli ne on oletettu äärettömän pieniksi ja kitkattomiksi." Joten turha yrittää tarkastella niiden vaikutusta. Reaalimaailman vaa'atkin ovat sen verran integroivia ettei yksittäisten lenkkien vaikutus näy.


      • Aivan.
        12+1 kirjoitti:

        Tuo dp=qdx*sqrt(2gx) on sama kuin v*q*dx eli nopeus kertaa massan differentiaali, mikä on sama kuin voima kertaa aikadifferentiaali. Samaa differentiaaliahan on käytetty hyväksi muissakin edellä esitetyissä laskuissa. Tuo "kokonaisliikemäärä" sen sijaan on epäselvä käsite.

        Tuolla aiemmin todettiin että "tehtävä on tietysti siten idealisoitu ettei ketjun yksittäisten lenkkien vaikutusta ole otettu huomioon eli ne on oletettu äärettömän pieniksi ja kitkattomiksi." Joten turha yrittää tarkastella niiden vaikutusta. Reaalimaailman vaa'atkin ovat sen verran integroivia ettei yksittäisten lenkkien vaikutus näy.

        Ei sillä ole merkitystä, yksittäinen lenkki on vain esitetty erikseen havainnollistamaan ongelmaa että liikkuvan massan pysäyttämiseen tarvittava voima riippuu siitä miten nopeasti se pysäytetään (jousivaaka, alustan jousto ym ).


    • asentajaX

      Tutustukaa ENSIN käytännössä ketjutaljoihin ja niiden käyttöön. Ja ruvetkaa vasta sen jälkeen laskemaan niitä teoreettisia laskelmia.
      Fysiikkahan pitäisi olla tiedettä joten ne laskutulokset on vahvistettava käytännön havainnoin eli kokeellisesti. Onko tämä muka liian vaikeaa?
      Mekaniikka on mielenkiintoinen tietämyksen alue jolla on vahvat yhteydet käytännön tekniikkaan.
      Ketjutaljoja on eri kokoisia, siis nostokyvyltään. Toissa viikolla nostin kotipajassa 500 kilon ketjutaljalla henkilöauton moottorin paikaltaan pois täysremonttia varten. Enpäs vaan alkaisi sillä nostelemaan isompia taakkoja joten tätä varten kotipajasta löytyy vielä 1 ja 3 tonnin ketjutaljatkin.
      Koskaan ei niitä olla päästetty "vapaa pudotukseen" koska siinä voisi käydä huonosti. Eihän sitä taakkaa eli auton moottoria sovi sentää pudotella lattialle kesken nostohommien.
      Taakkojen käsittely vaatii järjen käyttöä eikä siinä kesken kaikkea ruveta laskemaan turhia teoreettisia laskelmia joista ei ole mitään hyötyä. Maksimikuormaa ei pidä koskaan ylittää ihan vaan turvallisuussyistä. Eikä siihen ketjutaljaan panna aivan mitä tahansa ketjua vaan sen ketjun tulee olla tarkoitettu nostohommiin. "Venyneitä lenkkejä" ei pidä hyväksyä nostoketjuihin.

      Ammattityössäni joudun käsittelemään isompiakin taakkoja turvallisesti.
      En ymmärrä lainkaan sitä miksi työturvallisuus asioista ei saisi palstalla puhua?
      Teoreetikot taitaa vältellä käytännön tekniikkaa? Eipä niistä olekaan käytännön töihin koska he ovat suuri uhka omalle ja toisten terveydelle.
      Pysykööt kaukana ketjutaljoista ja tyytykööt siihen laskukoneeseen jota on kiva naputella. Matematiikan taidoistakaan ei ole hyötyä jos tietoja ei osaa soveltaa käytäntöön.
      PS. kaavanne ovat nättejä mutta niillä EI vaan tehdä käytännön työtä. Olisitte välittömästi sairausloman tarpeessa vahinkoalttiuden vuoksi. Toivottavasti teidänlaisianne teoreetikkoja ei nähdä verstailla ja pajoilla.

    • jfudyzhxju

      Tehtävä on jo ratkaistu ajat sitten. Mitä täällä enää vaahtoat?

      • Piti toki kommentoida omalla nimimerkillä tuo kommentti mutta salasana oli hävinnyt perkele vieköön.


    • 2.32 sekuntia

    • laskutehtävä

      Ketjutalja kysymys aloitettiin 30.10.2014 09:15 ja on varmaa tietoa, että työturvallisuuden vaatimukset on huomioitu jo ennen tätä.
      Yksi ominaisuus joka ketjutaljoissa on jätetty huomiota näissä laskelmissa: jarru.
      Ette kai jätä jarrua huomioimatta ja päästä taakkaa ketjuineen "vapaa pudotukseen"?
      Nostovälineitä on käytettävä niiden käyttöohjeiden mukaan joten jos laitteessa on jarru niin sitä on myös tarvittaessa käytettävä. Vain tyhmä jättää jarrun huomioimatta ja alkaa leikkiä työturvallisuudella.

      Laskekaapa sitten tämäkin. Ota vajaa täyttöinen bensiinikanisteri ja nosta se avotulelle ritilän päälle ja laske kuinka monta sekuntia menee ennenkuin se possahtaa? Bensiiniä voi olla esim. 10 litraa 20 litran alumiinisessa kanisterissa.
      Laske samallla oma turvaetäisyys avotulesta.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mikä on kaivattusi etunimi?

      Otsikossa siis on kysymys eriteltynä. Vain oikeat vastaukset hyväksytään.
      Ikävä
      127
      2336
    2. En kestä katsoa

      Sitä miten sinusta on muut kiinnostuneita. Olen kateellinen. Siksi pitäisi lähteä pois
      Ikävä
      105
      1384
    3. Peräti 95 % persujen kannattajista rasisteja

      Kertoo EVA:n teettämä kysely. Pakollista yhdenvertaisuuskoulutusta tarvitsee siis paljon laajempi joukko kuin pelkästää
      Maailman menoa
      330
      1119
    4. Anna minulle anteeksi

      Anna minulle anteeksi. Minä pyydän.
      Ikävä
      110
      1085
    5. Kun viimeksi kohtasitte/näitte

      Mitä olitte tekemässä? Millainen ympäristö oli? Löydetään toisemme...
      Ikävä
      104
      1067
    6. Olet kyllä vaarallisen himokas

      Luova, kaunis, määrätietoinen, pervo, mielenkiintoinen, kovanaama, naisellinen ja erikoinen.
      Ikävä
      99
      965
    7. On minulla suunitelma

      Siitä ei vain tiedä kukaan muu kuin tällä hetkellä minä. Suunnitelma ja varasuunnitelma. Sinun takiasi nainen. Vain s
      Ikävä
      44
      700
    8. Palstan ylivoimaisesti suosituin keskustelunaihe

      Palstan suosituin keskustelunaihe näyttää olevan homoseksuaalisuus. Otsikoiden perusteella voisi kuvitella olevansa Seks
      Luterilaisuus
      252
      699
    9. Ei koskaan saatu tuntea

      Mitä olisi ollut painautua toisiimme vasten. Hengittää syvään, hyväillä ja rakastella vailla kiirettä. Tai repiä vaattee
      Ikävä
      33
      680
    10. 50
      674
    Aihe