Löytyisikö täältä joku, joka voisi perustella asian yhtälömuodossa.
Teoreettinen kysymys.
Jos hevonen laukkaa vaikka 30km/h, paljonko ratsastajan paino on tuolla hetkellä hevosen selässä jos oletaan että ratsastaja painaa 60kg? Kuka osaa selvittää, miten tämän lasketaan. Miten ratsastajan paino reagoi nopeuden ja maanvetovoiman suhteeseen?
Kiistelen asiasta ystäväni kanssa, joka väittää (joku opettaja oli sanonut), että ratsastajan paino voi 2x tai 3x vauhdin lisääntyessä. Tämä ei ole mitenkään mahdollista kun liikutaan suoraan maanpinnalla, mutta kun opettaja on näin sanonut, niin muu ei mene jakeluun.
Teoreettinen kysymys.
Jos hevonen laukkaa vaikka 30km/h, paljonko ratsastajan paino on tuolla hetkellä hevosen selässä jos oletaan että ratsastaja painaa 60kg? Kuka osaa selvittää, miten tämän lasketaan. Miten ratsastajan paino reagoi nopeuden ja maanvetovoiman suhteeseen?
Kiistelen asiasta ystäväni kanssa, joka väittää (joku opettaja oli sanonut), että ratsastajan paino voi 2x tai 3x vauhdin lisääntyessä. Tämä ei ole mitenkään mahdollista kun liikutaan suoraan maanpinnalla, mutta kun opettaja on näin sanonut, niin muu ei mene jakeluun.
Vastaukset 21
Vanhimmat
Entä auton kyydissä moottoritiellä? Kestääkö selkä siinä vauhdissa? Tosiasiassa suurilla valonnopeuteen liittyvillä nopeuksilla ns. suhteellinen eli relativistinen massa kasvaa laskennallisesti, mutta maan päällä saavutettavilla nopeuksilla minkään hevotallilta löydettävän mittalaitteen tarkkuus ei mittaamiseen riittäisi.
Kyse oli ratsastajan painosta, joka todellakaan ei muutu miksikään. Kenties opettaja tarkoitti laukan iskeytymistä maahan, jolloin ratsastajaan kohdistuu iskumainen kuormitus, joka joustetaan jaloilla ja senkään suuruus ei voi olla ihmisen painon kerrannaiset. Jos opettaja ei usko, pyydä häntä ottamaan syliin hetkeksi kaksi oman painoista, niin eiköhän totuus ala selviämään.
Käsitteiden sotkemisesta kysymys, kaikki 3 tarkoittavat eri asiaa:
1) massa
2) painovoima
3) paino
Ensimmäinen voi olla vaikkapa se 60 kg, eikä se muutu vauhdin mukana.
Seuraava on massan ja putoamis- (tai gravitaatio-) kiihtyvyyden tulo, jotka merkitsevät nekin eri asioita, ja ovatpa jotkut sitä mieltä että niistäkin toinen (edellinen) on väärä.
Kolmas taas muuttuu esim nosteen tai aerodynaamisten voimien tai vaikkapa hevosen aikaansaaman vertikaalisen kiihtyvyyden seurauksena, ja kertoo minkä voiman ratsastaja kohdistaa hevoseen. Kyseessä on nyt suuruudeltaan jatkuvasti muuttuva voima, mikä voidaan ilmaista esim ajan funktiona. Vertaa käsitteeseen painottomuus (kiertoradalla tai sukeltaessa), ei siinä tilanteessa massa katoa minnekään, eikä gravitaatiovuorovaikutuksen heikkenemiselläkään ole merkittävää roolia asiassa, vaikka hieman vaikuttaakin, silti 1) pysyy siis täsmälleen samana ja 2) suunnilleen, mutta 3) ei lainkaan. Hävittäjä lentäjille paino ilmaistaan yleensä g:n monikertana, eikä Newtoneina, vaikka kyse onkin silloin käsitteen aitokiihtyvyys (proper acceleration) suhteesta putoamiskiihtyvyyteen maan pinnalla.
Kysyjän tapauksessa siis hevosen ja ratsastajan kiihtyvyys ylöspäin on merkittävässä roolissa hetkellisesti, ja jos ratsastaja käyttää jalkojaan joustamiseen niin mitään monikertoja painolle ei saada. Ehkäpä opettaja oletti ettei jousteta, vaan istutaan joustamattomassa satulassa. Olikohan kyseessä edes ratsastuksen tai fysiikan opettaja.
Heh, jos painat 70 kiloa ja juokset vaikka 10 kilon reppu selässä, niin aina jalan iskeytyessä maahan kantaa se jalkapohja tietysti silloin hieman suuremman painon kuin tuo 70 10 kg juuri alastulossa sekä ponnistuksessa seuraavaan loikkaan, mutta ennen seuraavaa maakosketusta jalka ei kanna lainkaan painoa. Jos hyppäät talonkatolta maahan niin sitten sinä ja reppusi voitte painaa jalkapohjaa moninkertaisella painolla juuri osuessanne maahan.
Siis se, joka näin väittää, on ratsastusvalmentaja ei fysiikanopettaja. Luulen, että valmentaja tarkoitti ratsastajan massaa ja väittää, että ratsastajan massan aiheuttama paino hevosen selkään kaksin- tai kolminkertaistuu hevosen vauhdin lisääntyessä.
No, jos oletetaan, että ratsastaja pomppii perunasäkin lailla hevosen selässä. Miten tässä tapauksessa lasketaan hevosen selkään kohdistuva paino?
Miten siis osoitan kaverilleni tämän valmentajan olevan väärässä?
Ei se kyllä tasaisesti muutu kaksin tai kolminkertaiseksi mitenkään se "paino".
Se hetkellisesti ratsastajasta hevoseen vaoikuttama voima nissä heilahduksissa tietysti vähän kasvaa kun hevonen liikkuu enemmän.
Sen laskemiseksi sinun täytyy tietää se rynkytyksessä saavutettu hetkellinen kiihtyvyys ylös-alas. Hevostahan se painaa vain silloin kuoppa kohdassa kun ratsastaja liikuu alaspäin ja hevosen selkä vähän ylöspäin ja ne kohtaavat jolloin hevonen kääntää ratsastajankin liikkeen taas ylöspäin. Sieltä ratsastaja tulee taas alaspäin painovoiman vaikutuksesta kiihtyvyydellä 9,81 m/s^2.
Eikö se riitä, jos opettaja painaa 80 kg, laitatte 160 kg syliin ja käskette hyppiä. Älkää kuitenkaan hevosen selässä, katkaisette sen selän.
Vauhti ei tietenkään vaikuta mitään, vaan se kuinka korkealle hevonen hyppii laukatessaan, ja hevosen omakin maata vasten kohdistuva paino kasvaa samassa suhteessa kuin sen selässä istuvan ratsastajankin hevosen välityksellä maahan kohdistuva paino aina maahan laskeutuessaan ja ponnistaessaan seuraavaan loikkaan. Mikäli hevosen loikat olisivat niin suuria että paino täten aina moninkertaistuisi niin hevosen jaloista pitäisi myös jokaisella loikalla lähteä sen ja ratsastajan yhteenlaskettua painoa moninkertaisesti vastaava työntövoima.
Laukka on hevosen nopein tapa edetä. Jos ymmärtää fysiikkaa, ei siihen voi liittyä turhaa ylös-alas liikettä. Samoin, jos katsotte ravin opasfilmejä, niissä vaikutus on filmiltä katsottuna ratsastajan edes-takainen liike. Ratsastajan kannalta satulan korkeus maahan nähden ei muutu laukassa 20 cm enempää, vaikka ulkopuolisesta näyttää hevosen hyppäävän askelluksen aikana. Siinä ei luonnon kannalta ole järkeä.
Hyppäävät hevoset ovat eria asia, mutta tuskin nämä kestävät vaikkapa 2000 kg iskumaisia kuormistuksia edes metristä kahdesta pudotessa. Hevosista ja niiden voimista pitää muistaa sen verran, että ihminen juoksee pitemmälle kuin hevonen väsymättä.
Halvarilla muistaakseni lehtijutun mukaan oli kuuden hevosen voima kädessä työntäessään kuulaa. Siis kuuden lähes tuhat kg painavan hevosen voima kahdesta takajalasta eli 12 hevosen takajalat. Olette nähneet mainoksissa nämä isot Koffin oluthevoset. "Neitihevoset" raviradalla tai hevosbaletissa, ovat rääpäleitä hevosvoiman määrityksen yhteydessä.
Eli on jutut hevosmiehillä ja anabolisten käyttäjillä.
Hevosen pitäisi siis laukatessaan nostaa takajaloillaan joka loikalla joku parin tonnin kuorma saadakseen aikaan sellaisen rytkytyksen että sen itsensä sekä ratsastajan kuormitus moninkertaistuisi 2x-3x. Noin ei tapahdu.
Mahtaisi se olla epämukavaa ratsastajallekin jos häneen kohdistuisi jatkuva nopeassa tahdissa toistuva 2-3 G:n rasitus. Eihän sitä pitkään jaksaisi.
Juoksuasennosta sen verran, että monet eläimet, esimerkiksi kissat hyppäävät kahdella jalalla päästäkseen korkealle ja juoksevat samalla tekniikalla. Hevonen laukkaa vastakkaisten puolten etu- ja takajalka samanaikaisesti, välttääkseen ylös-alas energianhukan pitkällä matkalla. Kissat eivät juokse pitkiä matkoja, vaan pinkaisevat pakoon tai saaliin perään. Leijonakin kenties maksimi sata metriä.
Kissa ja hevonen laukkaavat molemmat vastakkaisten puolten etu- ja takajalka samanaikaisesti:
Hevonen:
https://youtu.be/hPWDjnISPik
Kissa:
https://youtu.be/UYom2wVDEiM
Riippuu aivan hevosesta. Normaalitilanne on kuvaamasi, mutta on hevosia, peitsareita , jotka liikuttavat kamelin tavoin saman puolen jalkojaan yhtä aikaa:
https://fi.wikipedia.org/wiki/Peitsari
Tietääkö joku, missä on Suomen tunnetuin peitsari?
Peitsarit ravaavat, mutta sekä hevosen että kissan nopein juoksutapa on samanlainen, eli laukka:
https://youtu.be/l48Kwa6izsE
Ja hevosen tapaan myös kissa voi olla peitsari:
https://youtu.be/-nJC77FUT1A
Kamelinkin nopein etenemistapa on laukka, kuten hevosella ja kissalla, se on näillä kaikilla sama:
https://youtu.be/hHmwZGju43E
Kissat, kamelit, hevoset kaikki ravaavat kun ei ole kiire, ja laukkaavat sitten kun on kiire.
Huomioitko painon muutokset ennen ja jälkeen syömisen? Hevonen ja ratsastaja voivat syödä jonkin verran ravintomassaa ennen ratsastusta ja sitten tämän jälkeen saatta tulla tietty kevennysprosessi: massan poistamista suolistosta molemmilta.
Painohan muuttuu näissä prosesseissa. Tähän ei juuri vauhti vaikuta.
Tämän keskustelun voi halutessa päättää kysyjän ymmärtämättömyyteen, ettei monen muuttujan yhteyteen voi laatia yleispätevää kaavaa. Toisaalta yhtälöä kysyneen olisi pitänyt ymmärtää, ettei yksinkertainen ratsastuksen opettaja hyödy esitetyistä kaavaryppäistä, hevosille syötettyä kauraa enempää. Keskustelu ei suinkaan ollut turha, sillä siinä kiinnittyi huomio muutamaan havaintoon.
Tämän kaltaiset asiat on ennen ratkaistu rystysillä, jota en kylläkään suosittele. Siitä huolimatta, että ratsastusopettaja saisi tarjoillun vastauksen. Ratsastajille häpeäksi tuollainen opettaja, on joka tapauksessa. Hänen suraava väitteensä on luultavasti ratsastuksen olevan fyysisesti rasittava laji. Tämäkin väite on kuultu, mutta sitä odotellessa hyvää itsenäisyyspäivää, myös päänne sisässä itsenäisesti velloville ajatuksille.
Ratsastuksen opettajalle asia tuskin selviää, joka meidän on hyväksyttävä. Päinvastaisessa tapauksessa, on katkaistu siivet virheellisen tiedon levittäjältä.
No ei muutu..
Olisiko opettaja tarkoittanut liike-energiaa?
https://fi.wikipedia.org/wiki/Liike-energia
Tai sitten kiihtyvyysvoimia esim. hevosen hypätessä, jotka pitää kompensoida ratsastajan lihaksilla...
Paineanturia saappaan ja jalustimen väliin niin asia selviää...
https://fi.wikipedia.org/wiki/Liike-energia
Ihminenhän yleensä arkikielessä tarkoittaa painolla massaa ja mittaa tällä "painolla" kaikkia voimia.
Lukeehan monessakin painemittarissa asteikossa kg/cm2, mikä on periaatteessa ihan puutaheinää.