4000 t. junan maksiminopeus?

Mutta jos kuitenkin otetaan se ilmanvastus mukaan, kun ei se paljonkaan vaikeuta laskemista ja arvataan, että k=8 , ja ihan vähän muutetaan tuota vierintävastuskerrointa eli 0,003, niin :
http://www.wolframalpha.com/input/?i=8x^3 0.003*40000000x-10000000=0
jo tulee 234 km/h

saasialainen kirjoitti:

Mutta jos kuitenkin otetaan se ilmanvastus mukaan, kun ei se paljonkaan vaikeuta laskemista ja arvataan, että k=8 , ja ihan vähän muutetaan tuota vierintävastuskerrointa eli 0,003, niin :
http://www.wolframalpha.com/input/?i=8x^3 0.003*40000000x-10000000=0
jo tulee 234 km/h

Lue lisää

Sen verran tongin nettiä, että veturin poikkipinta-ala *ilman tiheys =16, joten k=4, ja vierintävastuskerroin on maksimissaankin sen 0,002, joten on varaa nostaa sitä junan massaa, eli laitetaan 6000 tonnia, ja nyt tulee noin 250 km/h
http://www.wolframalpha.com/input/?i=4x^3 0.002*60000000x-10000000=0

Aivan välityssuhteet rajoittaa normaali sr2 veturien vetämän junan vauhdin. Siksi nuo lasketut nopeudet ei toteudu.

Taitaa olla pistorasiateho tuo 5000 kW, ja ajoteho on pienempi...

Ei tässä mitään kirjoja tarvita kun sen pystyy itsekin klaaraamaan:
F on vetävä voima, Fu on kitkavoima, ja kv^2 on ilmanvastusvoima


m*dv/dt=F-Fu-(kv^2)

dv/dt=((F-Fu)/m)-(k/m*v^2)

dv/dt=k/m*(((F-Fu)/k)-v^2)

dv/dt=a*(b^2-v^2), jossa a=k/m, ja b^2=(F-Fu)/k

(a ei ole siis kiihtyvyys, vaan vakio niin kuin b:kin, ja nämä yleensä saadaan laskettua tehtävän oletuksista. b on myös ns. rajanopeus, joka vapaassa pudotuksessa on tietysti sqrt(mg/k))


Separoinnin jälkeen:

dv/(b^2-v^2)=adt

Vasen puoli osamurtohajotelmalla: dv/(b^2-v^2)=
(M/(b v)) (N/(b-v))=(Mb-Mv Nb Nv)/(b^2-v^2)

N-M=0
b(M N)=dv=>N=M=dv/(2b)

dv/(b^2-v^2)=dv/(2b)((1/(b v)) (1/(b-v))) , ja integraali 1/(2b)(ln((b v)/(b-v)), jonka on siis oltava oikean puolen integraali: at C

Alkuehto :
v(0)=0=>C=0
Saadaan.
(b v)/(b-v)=e^(2abt)=>v=b(e^(2abt)-1)/(e^(2abt) 1)=b*tanh(abt)

Tämä on nyt integroitava, jotta saadaan s, ja jätetään tuo kerroin b hetkeksi sivuun.

s= int (tanh(abt)dt)

Integrointi sijoituksella u=e^abt e^-abt ja du=(e^abt-e^-abt)*ab*dt

tanh(abt)=sinh(abt)/cosh(abt)=(e^abt-e^-abt)/(e^abt e^-abt)

Integrointi muuttuu: 1/ab* int (du/u)=1/ab*(ln(u) C), ja takaisin sijoittamalla:

1/ab*(ln(e^abt e^-abt) C)=1/ab*ln(2cosh(abt)) C)=

1/ab(ln2 ln(cosh(abt)) C)=1/ab*(ln(cosh(abt)) C1)
(vakiot yhdistetty)
Alkuehto s(0)=0=>C1=0.

Edessä oli lisäksi kertoimena b, joten s=ln(cosh(abt))/a


e^(as)=cosh(abt)=>t=acosh(e^(as))/(ab)

saasialainen kirjoitti:

Ei tässä mitään kirjoja tarvita kun sen pystyy itsekin klaaraamaan:
F on vetävä voima, Fu on kitkavoima, ja kv^2 on ilmanvastusvoima


m*dv/dt=F-Fu-(kv^2)

dv/dt=((F-Fu)/m)-(k/m*v^2)

dv/dt=k/m*(((F-Fu)/k)-v^2)

dv/dt=a*(b^2-v^2), jossa a=k/m, ja b^2=(F-Fu)/k

(a ei ole siis kiihtyvyys, vaan vakio niin kuin b:kin, ja nämä yleensä saadaan laskettua tehtävän oletuksista. b on myös ns. rajanopeus, joka vapaassa pudotuksessa on tietysti sqrt(mg/k))


Separoinnin jälkeen:

dv/(b^2-v^2)=adt

Vasen puoli osamurtohajotelmalla: dv/(b^2-v^2)=
(M/(b v)) (N/(b-v))=(Mb-Mv Nb Nv)/(b^2-v^2)

N-M=0
b(M N)=dv=>N=M=dv/(2b)

dv/(b^2-v^2)=dv/(2b)((1/(b v)) (1/(b-v))) , ja integraali 1/(2b)(ln((b v)/(b-v)), jonka on siis oltava oikean puolen integraali: at C

Alkuehto :
v(0)=0=>C=0
Saadaan.
(b v)/(b-v)=e^(2abt)=>v=b(e^(2abt)-1)/(e^(2abt) 1)=b*tanh(abt)

Tämä on nyt integroitava, jotta saadaan s, ja jätetään tuo kerroin b hetkeksi sivuun.

s= int (tanh(abt)dt)

Integrointi sijoituksella u=e^abt e^-abt ja du=(e^abt-e^-abt)*ab*dt

tanh(abt)=sinh(abt)/cosh(abt)=(e^abt-e^-abt)/(e^abt e^-abt)

Integrointi muuttuu: 1/ab* int (du/u)=1/ab*(ln(u) C), ja takaisin sijoittamalla:

1/ab*(ln(e^abt e^-abt) C)=1/ab*ln(2cosh(abt)) C)=

1/ab(ln2 ln(cosh(abt)) C)=1/ab*(ln(cosh(abt)) C1)
(vakiot yhdistetty)
Alkuehto s(0)=0=>C1=0.

Edessä oli lisäksi kertoimena b, joten s=ln(cosh(abt))/a


e^(as)=cosh(abt)=>t=acosh(e^(as))/(ab)

Lue lisää

b=v(max) on ns. rajanopeus,
Tämä on se mitä tässä tarvitaan, eli tuohon kun sijoitetaan F:n paikalle P/v,niin saadaan yhtälö v(max) ratkaisemiseksi. (P=max teho)

siis tuohon: b^2=(F-Fu)/k

saasialainen kirjoitti:

siis tuohon: b^2=(F-Fu)/k

Tarkoitatko että koko integrointiesityksesi olikin aivan turhaa kun olet käsitellyt vetovoimaa vakiona eikä nopeuden funktiona ?

Muistaneeko "äijänkääkkä " hieman väärin, Matka, massa ja nopeus eivät toki ole toisiinsa sidottuja ja varmuudella ammattikoulussa ei laskettu kiihtyvyyksiä vakioteholla ja muuttuvalla vastuksella edes "kultaisella 60-luvulla"

Meinaakko-siis kirjoitti:

Tarkoitatko että koko integrointiesityksesi olikin aivan turhaa kun olet käsitellyt vetovoimaa vakiona eikä nopeuden funktiona ?

Jos teho P olisi vakio, olisi vetävä voima P/v.

EiNiinYksinkertaista kirjoitti:

Jos teho P olisi vakio, olisi vetävä voima P/v.

Mutta tossa integroinnissa voimaa F on pidetty vakiona, jota se ei suinkaan ole.

Meinaakko-siis kirjoitti:

Tarkoitatko että koko integrointiesityksesi olikin aivan turhaa kun olet käsitellyt vetovoimaa vakiona eikä nopeuden funktiona ?

Integrointiesitys oli tosiaan tarkoitettu vain tuolle äijänkääkälle, sillä ei tämän tehtävän kanssa ole oikeastaan mitään tekemistä. Tässä tehtävässä teho on kait todellakin vakio ja vetovoima pienenee nopeuden kasvaessa ja alussa vetovoima olisi hyvin suuri, mutta siitä esityksestä voidaan ottaa se maksiminopeuden lauseke, niin kuin täsmensin.

saasialainen kirjoitti:

Integrointiesitys oli tosiaan tarkoitettu vain tuolle äijänkääkälle, sillä ei tämän tehtävän kanssa ole oikeastaan mitään tekemistä. Tässä tehtävässä teho on kait todellakin vakio ja vetovoima pienenee nopeuden kasvaessa ja alussa vetovoima olisi hyvin suuri, mutta siitä esityksestä voidaan ottaa se maksiminopeuden lauseke, niin kuin täsmensin.

Lue lisää

Mikä osoitus tai mille kääkälle tarkoitit suoltaa disinfoa ?
Olisit voinut mainiosti sijoittaa kaavaasi sen F=P/v ja integroinut lausekkeen, jolloin tulos olisi ollut simppeli ja yksiselitteinen kaikille ja raja-arvon olisi saanut osoitettua joko t.n, tai s.n äärettömällä raja-arvolla.

Miksi tarpeetonta tuubaa ja vääriä oletuksia ?

Aika-kultaa-muistot kirjoitti:

Muistaneeko "äijänkääkkä " hieman väärin, Matka, massa ja nopeus eivät toki ole toisiinsa sidottuja ja varmuudella ammattikoulussa ei laskettu kiihtyvyyksiä vakioteholla ja muuttuvalla vastuksella edes "kultaisella 60-luvulla"

Lue lisää

Kyllä ne matemaattiset kaavat sitoo asiat yhteen. Älä yritä keksiä uusia kaavoja.
Ehkä en ilmaissut "sitomis" asiaa riittävän selvästi.

Näillä mekaniikan kaavoilla voidaan laskea vakio tai muuttuvan tehon (työn) vaikutuksia vakio tai muuttuvaan massaan. Joten muistini kyllä toimii ihan oikein.
Avaa nyt se oppikirjasi ja katso sieltä.

äijänkääkkä kirjoitti:

Kyllä ne matemaattiset kaavat sitoo asiat yhteen. Älä yritä keksiä uusia kaavoja.
Ehkä en ilmaissut "sitomis" asiaa riittävän selvästi.

Näillä mekaniikan kaavoilla voidaan laskea vakio tai muuttuvan tehon (työn) vaikutuksia vakio tai muuttuvaan massaan. Joten muistini kyllä toimii ihan oikein.
Avaa nyt se oppikirjasi ja katso sieltä.

Lue lisää

Taitaapa vanhuksella jo dementia vaivata, niin nuo muistelot heittää todellisuudesta.
Tälläkin palstalla on ollut tehtävä vakioteholla pelkästään tavoite nostaa paino metrin korkeuteen, kyseiseen yksinkertaiseen tehtävään ei ole reaalista yksittäisratkaisua puhumattakaan että jotkut mekaniikan kaavat auttaisivat, ratkaisu palstalla haettiin viimein rakentamalla ohjelma ratkaisuun ja tulos saatiin numeraalisesti koneelta.
Väite että näitä muka laskettiin amiksessa 60-luvulla on jo niin paksua että väittäjä ei taida olla alkuunkaan perillä siitä mistä puhuu.

Aika-kultaa-muistot kirjoitti:

Taitaapa vanhuksella jo dementia vaivata, niin nuo muistelot heittää todellisuudesta.
Tälläkin palstalla on ollut tehtävä vakioteholla pelkästään tavoite nostaa paino metrin korkeuteen, kyseiseen yksinkertaiseen tehtävään ei ole reaalista yksittäisratkaisua puhumattakaan että jotkut mekaniikan kaavat auttaisivat, ratkaisu palstalla haettiin viimein rakentamalla ohjelma ratkaisuun ja tulos saatiin numeraalisesti koneelta.
Väite että näitä muka laskettiin amiksessa 60-luvulla on jo niin paksua että väittäjä ei taida olla alkuunkaan perillä siitä mistä puhuu.

Lue lisää

Jos ammattikoulussa näitä kerran laskettiin, niin kai nyky-stuiduille
on kai helppo nakki näyttää miten lasketaan matka ajan funktiona kun
F=P/v ja vastustava vakiovoima (vierintävastus) = k, eli m s'' = P/s' -k
Jos kaavat löytyy niistä mekaniikan kirjoista niin laittakaa
näkyville.

Tuonkin diffisyhtälön ratkaisu taitaa mennä Lambertin W-funktion avulla jota ei amiksissa varmaan käsitellä. Tuosta puuttuu vielä ilmanvastustermi jossa on s'^2-riippuvuus eli menee vieläkin kinkkisemmäksi.

EiNiinYksinkertaista kirjoitti:

Tuonkin diffisyhtälön ratkaisu taitaa mennä Lambertin W-funktion avulla jota ei amiksissa varmaan käsitellä. Tuosta puuttuu vielä ilmanvastustermi jossa on s'^2-riippuvuus eli menee vieläkin kinkkisemmäksi.

Lue lisää

Olet oikeassa.
Ammattikoulussa niitä laskettiin hyvin karkeilla oikaisuilla mallia "Oleta pyöreä lehmä". Äijänkääkkä taas sekoittaa yksinkertaistettuihin laskuesimerkkeihin sellaisia asioita, joita niissä ei edes kysytä, ihan vaan voidakseen päteä.
Jos oikein saivarrellaan, niin pelkkä ilmanvastustermi on aivan liian vaikea laskettavaksi. Virtauksen muuttuminen turbulentiksi ei ole tarkasti mallinnettavissa epämääräisellä kappaleella, joten ilmanvastuksen pienet aerodynamiikasta johtuvat muutokset jäävät huomioimatta. Keskimääräinen Reynoldsin luku ei kai riittäisi, vaikka se saataisiin määritellyksi. Von Karmanin pyörteitäkin saattaa tulla joihinkin rakenteisiin. Sellaisten lillukanvarsien huomioiminen ei kuitenkaan ole mitenkään oleellista tehtävän ymmärtämisen kannalta.

Taisi olla Krauss, joka väitti fysiikkaa helpoksi. Fyysikko pystyy hänen mukaansa laskemaan täysin pyöreän kappaleen lentoradan, jos kappale on valmistettu utopiumista; aineesta jolla on aivan tarkasti määritellyt ominaisuudet ja kappale liikkuu täysin homogeenisen kaasun läpi tai mieluummin tyhjiössä. Säännöllisten monitahokkaiden kohdalla laskenta on jo mahdotonta kivistä ja muista ekofakteista puhumattakaan.

Aika-kultaa-muistot kirjoitti:

Taitaapa vanhuksella jo dementia vaivata, niin nuo muistelot heittää todellisuudesta.
Tälläkin palstalla on ollut tehtävä vakioteholla pelkästään tavoite nostaa paino metrin korkeuteen, kyseiseen yksinkertaiseen tehtävään ei ole reaalista yksittäisratkaisua puhumattakaan että jotkut mekaniikan kaavat auttaisivat, ratkaisu palstalla haettiin viimein rakentamalla ohjelma ratkaisuun ja tulos saatiin numeraalisesti koneelta.
Väite että näitä muka laskettiin amiksessa 60-luvulla on jo niin paksua että väittäjä ei taida olla alkuunkaan perillä siitä mistä puhuu.

Lue lisää

"Väite että näitä muka laskettiin amiksessa 60-luvulla on jo niin paksua että väittäjä ei taida olla alkuunkaan perillä siitä mistä puhuu."

Kyllä ammattikoulujen fysiikan tunnilla käsiteltiin mekaniikan peruslaskukaavoja.
Näiden käytännön hallintakin on monelle metallityöntekijälle ammattinsa perusosaamista.
Tietyn kokoisia ja painoisia esineitä on kyettävä siirtämään hallitusti ja turvallisesti. Nosto-ja tavaransiirtolaitteiden ominaisuudet on ymmärrettävä. Tätähän tehdään metalliteollisuudessa jatkuvasti päivittäin.

Palstalle kirjoittaja taitaa olla taas näitä peruskouluteoreetikkoja tai jokin maisteri joilta puutuu käytännön työelämän tuntemus kokonaan.
Tuo aloittajan kysymys kuulunee normaaliin rautatieliikenteen järjestelyihin eli siihen kuinka suuren vaunukuorman veturi jaksaa vetää. Kyllä rautatieliikenteen järjestelijät tämän hallitsevat tai ainakin pitäisi hallita koska se on heidän päivittäistä työtä.

Omassa työssäni joudun jatkuvasti näiden kysymysten kanssa tekemisiin eli kuinka suuria massoja (esineitä) voi siirrellä köysi- ja ketjutaljoilla ja tunkeilla.
Jos taljan nostokyky on 5 tonnia ei sillä voi eikä saa yrittää siirtää 20 tonnin painoista massaa. Nyt kyseessä ei ole pelkkä nosto vaan myös vaakasuora suuntainen siirto.
Näin ne laivalohkot siirtyy telakalla. Näin niitä suuria laiteasennuksia tehdään.
Ei ne ihan käsipelillä siirry, kyllä siinä täytyy olla mekaniikan tajua, että kaikki menee kohdalleen koska muutoihan se asennus ei edes onnistu.

Hankkikaa ensin työkokemusta itsellenne.

levyseppä_osaa kirjoitti:

"Väite että näitä muka laskettiin amiksessa 60-luvulla on jo niin paksua että väittäjä ei taida olla alkuunkaan perillä siitä mistä puhuu."

Kyllä ammattikoulujen fysiikan tunnilla käsiteltiin mekaniikan peruslaskukaavoja.
Näiden käytännön hallintakin on monelle metallityöntekijälle ammattinsa perusosaamista.
Tietyn kokoisia ja painoisia esineitä on kyettävä siirtämään hallitusti ja turvallisesti. Nosto-ja tavaransiirtolaitteiden ominaisuudet on ymmärrettävä. Tätähän tehdään metalliteollisuudessa jatkuvasti päivittäin.

Palstalle kirjoittaja taitaa olla taas näitä peruskouluteoreetikkoja tai jokin maisteri joilta puutuu käytännön työelämän tuntemus kokonaan.
Tuo aloittajan kysymys kuulunee normaaliin rautatieliikenteen järjestelyihin eli siihen kuinka suuren vaunukuorman veturi jaksaa vetää. Kyllä rautatieliikenteen järjestelijät tämän hallitsevat tai ainakin pitäisi hallita koska se on heidän päivittäistä työtä.

Omassa työssäni joudun jatkuvasti näiden kysymysten kanssa tekemisiin eli kuinka suuria massoja (esineitä) voi siirrellä köysi- ja ketjutaljoilla ja tunkeilla.
Jos taljan nostokyky on 5 tonnia ei sillä voi eikä saa yrittää siirtää 20 tonnin painoista massaa. Nyt kyseessä ei ole pelkkä nosto vaan myös vaakasuora suuntainen siirto.
Näin ne laivalohkot siirtyy telakalla. Näin niitä suuria laiteasennuksia tehdään.
Ei ne ihan käsipelillä siirry, kyllä siinä täytyy olla mekaniikan tajua, että kaikki menee kohdalleen koska muutoihan se asennus ei edes onnistu.

Hankkikaa ensin työkokemusta itsellenne.

Lue lisää

Vaan kun kyseinen tehtävä ei missään tapauksessa ole ratkaistavissa mekaniikan peruskaavoilla muuten kuin tekemällä niin karkeita yksinkertaistuksia, ettei lopputuloksella ole enää mitään merkitystä.

Kyllähän tuo on ratkaistavissa peruskaavalla: tasaisella maksiminopeudella edettäessä veturien pyörien välittämä teho = vastusvoimat * nopeus. Ongelmana ovat lähtötiedot. Mikä on pyörien vetoteho suurimmalla välityksellä; mikä on vierintävastus ja ilmanvastus maksiminopeudessa.

Tämä nyt vaan sattuu olemaan fysiikan palsta. Tuolla on esim palasta Ajoneuvot ja liikenne jossa näsäviisaat logistiikot voivat keskustella asioista käytännön ja kokemusten tasolla. Ja kyllä liikennejärjestelmiä suunniteltaessa tarvitaan myös teoreettisia laskelmia.

Aloittajan tarkoitus jäi epäselväksi. Jos hän on veturinkuljettaja, tietää kokemuksesta vastauksen ja järjestää asiasta arvauskilpailun, ei sekään ole fysiikan palstana aihe.

Sinähän se vasta teoreetikko oletkin pätemässä.

Voihan koeajon sitten suorittaa ulkomailla paremmilla radoilla, vaikka TGV-reitillä.

Noissa laskelmissa saatiin junan maksiminopeudeksi jonkin verran enemmän kuin on veturin nimellinen maksiminopeus. Se ei silti tarkoita että laskelma olisi väärin. Veturin voimanvälitys pitää mitoittaa niin että tavoitenopeus voidaan ylläpitää suunnitteluperusteisissa ylämäissäkin. Jos olisi kyseessä veturien nopeuskilpailu, sr2n välitykset voitaisiin varmaan rakentaa sellaisiksi että huippunopeus on paljon suurempi kuin tuo 230 km/h. Rataverkon kunto on tietysti rajoittava tekijä, sen ymmärtää teoreetikkokin. Puhumattakaan siitä jos sähköt katkeavat.

EiNiinHelppoa kirjoitti:

Noissa laskelmissa saatiin junan maksiminopeudeksi jonkin verran enemmän kuin on veturin nimellinen maksiminopeus. Se ei silti tarkoita että laskelma olisi väärin. Veturin voimanvälitys pitää mitoittaa niin että tavoitenopeus voidaan ylläpitää suunnitteluperusteisissa ylämäissäkin. Jos olisi kyseessä veturien nopeuskilpailu, sr2n välitykset voitaisiin varmaan rakentaa sellaisiksi että huippunopeus on paljon suurempi kuin tuo 230 km/h. Rataverkon kunto on tietysti rajoittava tekijä, sen ymmärtää teoreetikkokin. Puhumattakaan siitä jos sähköt katkeavat.

Lue lisää

Äkkiä se tehon tarve vaan kasvaa, koska 570km/h yli on vaikea mennä vaikka siihen ihan pyritään koeluonteisesti, rukkaamalla nekin rajoittavat välitykset.

"Kertokaa nyt ihmeessä, kuinka palstalle voi esittää yhtään mitään puhtaasti fysikaalista ongelmaa vain teoreettisesti ratkaistavaksi (tämähän on kai fysiikkapalsta), ilman että joku mielestään asiaa paremmin tunteva puuttuu täysin toisarvoisiin lillukanvarsiin vain omaa etevämmyyttään korostaakseen."

Fysiikan palstallakin pitäisi toimia joku tolkku. Ennenkuin kysyy jotakin pitäisi ensin itse ottaa selvää asioista ja jos ei vieläkään ymmärrä jotain tekee vasta sitten kysymyksen ja muotoilee sen teoreettisesti oikein.
Veturi vaunut EIVÄT ole puhtaasti fysikaalinen ongelma vaan ne ovat sovellettua fysiikkaa, tekniikkaa eli todellista rautatieteknologiaa. Tässä voidaan siis viitata rautatietekniikkaan rakennettuna infrastruktuurina.

Puhtaasti fysikaalinen ongelma olisi ollut kysymys määrittelmättömästä 4000 tonnin massasta ja sen liike-energiastasta puhumatta lainkaan veturista tai junasta tms. Teoreettiseen kysymykseen ei voi ottaa mukaan rakennettua teknologiaa koska sovellettuun fysiikkaan tulee väistämättä mukaan käytännön määrittelemät rajoitukset. (seisovan junan liikkelle lähtövoima eli veturin vetokyky kunkin hetken todellisessa olosuhteessa) Kai tiedät, että sääolot vaikuttaa junan liikekitkaan teräspyörien ja ratakiskon välillä?
Teoreettisessa kysymyksessä huomioidaan vain jokin laskennallinen keskiarvo ei todellista hetkellistä kitka-arvoa.
Kyllä tästä on saatavissa käytännön eli kokemusperäisiä laskukaavojakin. Teoriat elää omaa elämäänsä ja käytäntö on toista.

Pitää vaan kyetä erottamaan teoreettinen fysiikka ja sovellettu fysiikka JOS tahtoo saada oikeita vastauksia. Veturilla on tietty vetovoima ja vie oman aikansa ja matkansa ennenkuin juna saavuttaa maksiminopeutensa ratakiskoilla.
Matkan ja ajan välistä suhdetta kutsutaan "nopeudeksi" eli käytännössä seisovasta lähdöstä 0 km/h maksiminopeuteen kuluu oma matka ja aika tietyssä olosuhteessa. Veturin sähkötehon on siis muututtava TYÖKSI eli vetokyvyksi eli kokonaismassan liike-energiaksi.

Niin 4000 tonnia höyheniähän ei ole juuri mitään verrattuna siihen että paino tulisikin pääosin 4000 tonnista malmia.

Lähtötietoinen kirjoitti:

Niin 4000 tonnia höyheniähän ei ole juuri mitään verrattuna siihen että paino tulisikin pääosin 4000 tonnista malmia.

Olisi se höyhenjuna ainakin helvetin paljon pitempi kun malmijuna, sillä ei höyheniä saa mitenkään paalatuksi niin tiheäksi kuin malmi.

Minun ei tarvitse mennä kirjastoon, vaan kävin kellarista hakemassa Tekniikan Käsikirja II vuodelta 1946. Siinä on jakso: "Rautatien liikkuva kalusto", jossa on esitetty kaikenlaisia helppoja kaavoja ja kulkuvastuksia.
Ilmanvastuksesta ei kuitenkaan puhuta mitään.

saasialainen kirjoitti:

Minun ei tarvitse mennä kirjastoon, vaan kävin kellarista hakemassa Tekniikan Käsikirja II vuodelta 1946. Siinä on jakso: "Rautatien liikkuva kalusto", jossa on esitetty kaikenlaisia helppoja kaavoja ja kulkuvastuksia.
Ilmanvastuksesta ei kuitenkaan puhuta mitään.

Lue lisää

niin, ja niiden mukaan laskettuna nopeudeksi tulisi ilman voimansiirron hytysuhdetta noin 180 km /h. Vaikuttaa siten siltä, että se ilmanvastus sisältyy kulkuvastukseen suoralla ja tasaisella radalla.

Juuri esittämälläsi tavalla ja eri lähtöarvoilla maksiminopeus on ketjun alussa laskettu useammankin henkilön toimesta.
Ketjun sekoitti sitten tämä vanha huru, joka kertoili ylpeänä laskeskelleensa 60-luvulla amiksessa näitä kiihtyvyyksiä ja matkoja ajan funktiona ja että nämä nykyiset "vyysikot" ei näytä ymmärtävän muka asioiden perusluonnettakaan.
Ja kuten tavallista, kun vanhukselle yritettiin kädestä pitäen neuvoa että muisti taitaa hieman pettää, niin kaiken maailman "asiantuntijat " riensivät kilvan osoittamaan suurta tietämystään asioista joilla ei alkuperäisen kysymyksen kanssa ole mitään tekemistä.

Rauhallista joulua nyt kuitenkin !

Laskin nyt Wardalen vierintävastuksen avulla että yhden veturin max. nopeus olisi 220 km/h, 4000 tonnin hyötykuormalla ja yksi veturi noin 130 km/h, ja kahdella veturilla noin 157 km/h. Veturin teho siis 5000 kW, ja paino 83 tonnia.
Locomotive rolling resistance:  R ≈ (45 0.24v 0.0036v2) N/Tonne
Carriage rolling resistance:      R = (1.1 0.021v 0.000175v2) kg/tonne


http://m.wolframalpha.com/input/?i=Solve (2*5000*1000 - 2*83*v*(45 0.24*v 0.0036*v^2) - 4000*v*(1.1 0.021*v 0.000175*v^2) =0)&x=11&y=3

Ilmanvastuksella ei vaikuttaisi olevan suurta merkitystä, kun kokeilin ehdotetulla F=0.01 v^2. v annetaan siis yksiköissä km/h, tuossa R:ssä.

Niin menihän tuossa se väärin että matkustusvaunujen yksikkö oli kg/tonni, eli pitäisi olla N/tonni. Jolloin uudet nopeudet olisivat 48 km/h, ja 69 km/h, 4000 tonnin kuormalla. Voisi kysyä että toimiiko nämä kaavat sittenkään, vai onko kuorma liian suuri Sr2-veturille?

Veikkaan että kaavassa on virhe, pitäisi olla varmaan N kg asemesta. Otetaan tuosta kuvasta vaikkapa tyypillinen alhainen ominaisvastus 160 km/h (44,4 m/s) nopeudella, esim 50 N/tonni. Vastus siis on 200 000 N, kun kerrotaan tuo nopeudella 44,4, tulee alle 9000 kW. Eli kaksi sr2:a pystyisi vetämään tuollaista haipakkaa.

Tässä 1946 TKK:ssa koko junan kulkuvastus suoralla ja tasaisella radalla on arvioitu nimenomaan 5-7 kg/tonni. Minä käytin tuota 5:sta.
Seitsemällä tulee 130 km/h.

saasialainen kirjoitti:

Tässä 1946 TKK:ssa koko junan kulkuvastus suoralla ja tasaisella radalla on arvioitu nimenomaan 5-7 kg/tonni. Minä käytin tuota 5:sta.
Seitsemällä tulee 130 km/h.

Nythän voidaan laittaa se 0,005 tonne: http://www.wolframalpha.com/input/?i=4x^3 0.005*4000000*9.81x-10000000=0
ja tulee175 km/h
ja sitten jätetään se ilmanvastustermi vielä pois: http://www.wolframalpha.com/input/?i=0.005*4000000*9.81x-10000000=0
ja nyt tulee 183 km/h
Se on nyt monellakin tavalla laskettuna 175 km/h liepeillä, riippuen voimansiirron hyötysuhteesta, joten eiköhän uskota...

Mahtaakohan nikki ihmettelen_kovasti edes ymmärtää kaavan P=F*v merkitystä? Siis kun veturin teholla on enimmäisarvo, rajoittuu junan saavutettavissa oleva enimmäisnopeus alle veturin nimellisnopeuden, kun vastusvoimat ylittävät tietyn arvon. Ja sitä nopeutta annetulla kuormalla tässä on yritetty haarukoida.

Etkö itse ymmärtänyt tehtävän olevan järjetön? Eihän tuossa edes ilmaistu veturien vetosuuntaa? Samaan suuntaan vai eri suuntaan? Ja mikä on suora rata ja mikä on radan pituus?

Riittävän pitkä rata maapallolla ei ole viivasuora vaan kaareva koska se seuraa maapallon kaarevuutta. Pitkällä radalla alkaa vaikuttaa myös painovoima koska painovoiman arvo vaihtelee maapallolla.

Asetettu tehtävä ei edes vastaa teoreettisen kysymyksen tasoa. Se on vain tyhmyydessä annettu kysymys.
Ainakaan rantaradalla Helsinki - Turku (samoin Tampere - Pori ja Tampere - Turku, josa Toijalan jälkeen alkaa ongelmat) sähköjunat eivät aina edes kulje sähkösiirron ongelmien vuoksi. Eli nuo radat eivät ole edes tarpeeksi "suoria" maksiminopeuden ylläpitoon.

Jotenkin tuttu tapaus työelämästä. Jos piti tehdä jokin homma, laskelma tai raportti, niin osaamattomat/haluttomat kaikentietäjät löysivät heti tuollaisia kaikenlaisia selityksiä miksi hän ei voinut tehdä hommaa. Muut joutuivat tekemään hänenkin edestään.

Eikä tehtävässä ole otettu ollenkaan huomioon, että veturinkuljettajalla oli toissa iltana ankara pikkujoulu, eikä pää vieläkään kestänyt epätasaisella rataosalla ajaa yli kuutta kymppiä. Tämäkin tärkeä reunaehto oli jätetty tehtävästä pois.

Lisäksi toisen veturin huollossa oli unohdettu vaihtaa moottorin jäähdytyksen suodatin, minkä vuoksi moottorista ei saatu ulos kuin vain 2200 kW:n teho. Eikä tätäkään tärkeää tietoa oltu muistettu kertoa.

Laske sitten jotakin näin vaillinaisilla lähtöarvoilla!

Ja jotkut eivät näy ymmärtävän kysymystä lainkaan, puhumattakaan sen ratkaisusta. Voihan aloittaja olla vaikkapa veturinkuljettaja joka on käytännössä testannut veturinparin maksiminopeuden ja asettanut kysymyksen siltä pohjalta.

Kuten tuolla on useita kertoja osoitettu, junan vetämiseen tarvittava teho kasvaa kun nopeus nopeus lisääntyy, vaikka vastusvoimat pysyvät pysyisivät vakiona (P=F*v). Todellisuudessa ne lisääntyvät mikä edelleen kasvattaa tehontarvetta. Siten tuo väittämä, että ratkaisevaa on liikkeellelähtöön tarvittava vetokyky, on yksikäsitteisesti väärä.

Kottikärryvertaus on huono. Parempi on vaikkapa kuorma-auton vetäminen köydestä voimamieskisassa. Auton liikkeelle saamiseen tarvitaan ylimääräistä voimaa lepokitkan takia. Sen jälkeen voimamies saa auton kiihdytettyä tiettyyn rajanopeuteen mutta ei sen yli. Veto-otetta pitäisi vaihtaa yhä tiheämpään samaa voimaa käyttäen eli tehontarve kasvaisi mutta siihen voimamiehen rahkeet eivät riitä.

EiIhanNoin kirjoitti:

Ja jotkut eivät näy ymmärtävän kysymystä lainkaan, puhumattakaan sen ratkaisusta. Voihan aloittaja olla vaikkapa veturinkuljettaja joka on käytännössä testannut veturinparin maksiminopeuden ja asettanut kysymyksen siltä pohjalta.

Kuten tuolla on useita kertoja osoitettu, junan vetämiseen tarvittava teho kasvaa kun nopeus nopeus lisääntyy, vaikka vastusvoimat pysyvät pysyisivät vakiona (P=F*v). Todellisuudessa ne lisääntyvät mikä edelleen kasvattaa tehontarvetta. Siten tuo väittämä, että ratkaisevaa on liikkeellelähtöön tarvittava vetokyky, on yksikäsitteisesti väärä.

Kottikärryvertaus on huono. Parempi on vaikkapa kuorma-auton vetäminen köydestä voimamieskisassa. Auton liikkeelle saamiseen tarvitaan ylimääräistä voimaa lepokitkan takia. Sen jälkeen voimamies saa auton kiihdytettyä tiettyyn rajanopeuteen mutta ei sen yli. Veto-otetta pitäisi vaihtaa yhä tiheämpään samaa voimaa käyttäen eli tehontarve kasvaisi mutta siihen voimamiehen rahkeet eivät riitä.

Lue lisää

Kottikärryvertaus on huono. Ei ole. Mekaniikassa kaikki massan liikuttaminen vaatii työtä. On ihan sama mikä massa liikkuu.
Huomioitava on vain se, onko tämä liike-energia kitkatonta tai kitkallista.

Mekaniikassa ei ole eroa onko se liikkeen aiheuttava voima vetävää vai työntävää jos liike on lineaarinen (suora). Nousevassa ja laskevassa suunnassa on huomioitava voiman suuntavektorit.
Kiihtyvyys on myös huomioitava, tämä voi olla vakiokiihtyvyyttä tai jatkuvasti kasvavaa tai hidastuvaa kiihtyvyttä. Maan painovoimalla eli putoamiskiihtyvyydellä on laskennallinen keskiarvo (9.80665) mutta tarkoissa laskelmissa on erot huomioitava.

Meneeköhän voiman (F), työn (W) ja tehon (P) merkitykset sekaisin?
Minkä matkan ja minkä ajan se 4000 tonnin veturi juna yhdistelmä tarvitsee saavuttaessaan oman sallitun maksiminopeutensa (SR2 0:sta 210 km/h)?
Tätähän kai tässä yritettiin kysyä? Tai mitä muuta kysyttiin?

Näyt olevan ihan pihalla. Et ymmärrä vaikka kuinka rautalangasta väännetään. Mitä ihmettä teet fyssanpalstalla?

EiIhanNoin kirjoitti:

Näyt olevan ihan pihalla. Et ymmärrä vaikka kuinka rautalangasta väännetään. Mitä ihmettä teet fyssanpalstalla?

Luuletko itse olevasi parempi veturin tai rautatieliikenteen suunnittelija? Peruskoulun tai lukion fysiikan teoreettisilla tiedoilla ei toteuteta rautatieliikennettä. (tätä opettajsi ei liene kertonut sinulle)
Montako veturia olet suunnitellut? Kerrohan meille.