Hei
Fysiikan kokeissa oli tälläinen tehtävä:
Huvipuistolaite pyörii ympäri kehää jonka säde on 8m
Millä nopeudella huvipuistolaitteen on pyörittävä, jotta siinä matkustavat ihmiset pysyvät kyydissä? muita arvoja tehtävässä ei annettu
Osaisiko joku auttaa koska tämä tehtävä jäi häiritsemään.
vastausta en tiedä koska koe oli tänään :P
Fysiikan kokeissa oli tälläinen tehtävä:
Huvipuistolaite pyörii ympäri kehää jonka säde on 8m
Millä nopeudella huvipuistolaitteen on pyörittävä, jotta siinä matkustavat ihmiset pysyvät kyydissä? muita arvoja tehtävässä ei annettu
Osaisiko joku auttaa koska tämä tehtävä jäi häiritsemään.
vastausta en tiedä koska koe oli tänään :P
Vastaukset 8
Vanhimmat
Tehtävässä oli varmaan maininta että laite pyörii pystytasossa. Silloin tasapainoehto on että keskeisvoima on yhtä suuri kuin painovoima, mistä yhtälö v^2/r = g.
:S olisikohan ollut noin... jos se noin menee niin olisipas se ollut helppo :D en muista mainittiinko tuota, mutta kiitos vastauksesta
Mutta jos tehtävässä ei mainitakaan sitä kulmaa, missä se laite pyörii vaakatasoon nähden on se kulma liitettävä vastaukseen. Niitä vempeleitähän näkee milloin missäkin kulmassa, ja eikös se kiihtymisen alussa olekin stopissa vaakatasossa , jotta siihen yleensä pääsee kyytiin, ja sitten vasta vauhdin kiihtyessä myös vempeleen kulmaakin vaakatasosta suurennetaan. (Myönnän kyllä, etten ole näissä vempeleissä ikinä käynyt.)
Jos nyt kuitenkin merkitään sitä vempeleen kulmaa vaakatasoon nähden = alfa , ja sitten ratakulma normaalissa koordinaatistossa ilmaistuna =beta, niin saadaan liikeyhtälö, jossa positiivinen suunta on pyörimisen keskipisteeseen päin, ja N on tarvittava tukivoima.
mv^2/R= sin(alfa)*sin(beta)*mg N, ja tuosta ratkaistuna tarvittava tukivoima:
N= mv^2/R-sin(alfa)sin(beta)*mg, ja nyt tämän tukivoiman on oltava positiivinen, jotta se kyydissä oleva mukana pysyy, eli: v^2/R > sin(alfa)*sin(beta)*g
Rajatapauksena, siis mikä v on vähintään oltava, saadaan tapaus, jossa ratakulma beta on 90 astetta, eli v^2 = sin(alfa)g*R
Siinä on siis edelleen mukana se vempeleen kulma vaakatasosta (alfa), ja jos sitä ei ole annettu, niin vastaus olisi v(minimi)=sqrt(sin(alfa)g*R).
Jos se vempele sitten todellakin käännetään pystysuoraan, niin tarvittava v(minimi) = sqrt(g*R)
Jos tehtävä on annettu siten kuin se on avausviestissä kerrottu, on tehtävänanto joka tapauksessa puutteellinen. Jos halutaan vastaus pyörimistason kulman funktiona, se pitäisi kertoa. Ja olisi epäloogista että pyörimissäteelle annetaan numeroarvo mutta ei pyörimistason kulmalle. Myös tuo "pysyvät kyydissä" jää tulkinnanvaraiseksi.
Tehtävä on todella huono, koska laitteen tuntomerkit sopivat tähän laitteeseen
http://nokkakivi.fi/roundup.htm ja sitä ei pystysuoraan nosteta, ilmeisesti turvamääräysten vuoksi ainakin, jos ei sitten teknisistä syistä. Jos tuon laitteen kyydissä joku on sattunut olemaan, niin varmaan on huuli pyöreenä. Laitehan tietysti ensin kiihdytetään siihen miniminopeuteen ja vasta sitten ruvetaan kääntämään.
Tuosta itse laskustahan tulee kai joku 10,5 kierrosta minuutissa, ja jos huvipyuisto ajaa sitä vajaa 20 kierrosta minuutissa, niin kahden varmuusluvulla sitten.
Tehtävä olisikin parempi, jos kysyttäisiin mihin kulmaan voi laitteen kääntää, jos ajetaan 10 kierrosta /min kierrosnopeudella?
Kuvaus sopii myös Enterprise-huvipuistokaruselliin jollainen oli ennen Lintsillä ja nykyisin Tykkimäellä. Se lähtee pyörimään vaakatasosta ja lähtee sitten kääntymään niin että lopussa kulma on wikin mukaan 87 astetta eli lähes pysty.
Tossa Nokkakiven vehkeessä säde ei ole 8 metriä, vaan halkaisija. Se vaatisi noin 15 kierrosta, mutta ajetaan sillä kahdellakymmenellä. Taitais ollakin kahdeksan metrin säteellä parikytäkierrosta minuutissa sama kuin olisi pesukoneen lingossa....
Enterprisen halkaisijaksi annetaan 60 jalkaa. Ja maksimikiihtyvyys ala-asennossa 3g.