Tehtävä

Eritelkää ja selittäkää ilmiö.

Massattoman langan päässä on pistemäinen massa. Massaa aletaan pyörittämään tietyllä nopeudella ja kun nopeutta kasvatetaan, massa alkaa tunnetusti nousemaan.

Mikä voima nostaa kappaletta ja milloin se asettuu tasapainoon?

Olkoon langan pituus s ja langan päässä oleva massa m.
4730
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 4

Vanhimmat

Sitä massaa nostaa se lanka, ja tasapainoon se asettuu kun voimien summa on 0 .

Äänestä
  • Langan jännitysvoima tietysti.

    Mutta rajatapauksessa, eli kulman ollessa suora, langan jännitysvoiman vektori on vaakasuora, eli voimien summa y -tasossa olisi erisuuri kuin 0N.

    Tarkastellaan voiman raja-arvoa, kun a -> 90deg

    Väittämäsi mukaan

    G = T * cos a kun a -> 90deg, niin T = ooN

    Kuinka selität tämän?

    Äänestä

  • jens kirjoitti:

    Langan jännitysvoima tietysti.

    Mutta rajatapauksessa, eli kulman ollessa suora, langan jännitysvoiman vektori on vaakasuora, eli voimien summa y -tasossa olisi erisuuri kuin 0N.

    Tarkastellaan voiman raja-arvoa, kun a -> 90deg

    Väittämäsi mukaan

    G = T * cos a kun a -> 90deg, niin T = ooN

    Kuinka selität tämän?

    Ei tarvitse selittää, tilanne on mahdoton, kyllä ne voimat on 0, tai Newton oli väärässä.

    Äänestä

Yritetäänpä selittää.

Keskihakuvoima kasvaa nopeuden kasvaessa(Fx=mv^2/r, nopeus on X-akselin suuntaista) ja sen suunta on yläviistoon langan päätä kohti. Tästä seuraa, että Y-komponentti kasvaa ja nostaa massaa. X-komponentti pitää taas massan radallaan.

(x,y)-koordinaatisto:
x........
.\.......
..\....Fy
.F.\..^..
....\.|..
.....\|..
Fx mg=Fcos(F,Fy)
Fx=mv^2/r => Fsin(F,Fy)=mv^2/r
r=langanpituus*sin(y-akseli,lanka)

Tässä vaiheessa tulikin ongelma. Miksi vain kiihdytysvaiheen ajan Fy on suurempi ja massa nousee? Heureka, kiihdytysvaiheessa voima ei kohdistu vain lankaan vaan myös massan tangenttiaalikiihtyvyyteen. Joten pyörimisnopeuden kasvaessa Fx kasvaa toisessa potensissa ja säde ensimmäisessä, mutta säde pääsee kasvamaan vain rajallisesti. Säteen kasvua rajoittaa kiihtymisen ajan F, pitääksen sen sivusta kuvatulla ympyräradalla. Mutta tällä sivusta kuvatulle ympyräradalle ei tarvita enää kiihtyvyyden loppumisen jälkeen keskihakuvoimaa niin F on pelkästään voimien Fx ja Fy(=mg) summa. En enää jaksa alkaa parempaa selitystä antamaan.

Äänestä

Ketjusta on poistettu 4 sääntöjenvastaista viestiä.

Kommentoi aloitusta


jens kirjoitti:

Eritelkää ja selittäkää ilmiö.

Massattoman langan päässä on pistemäinen massa. Massaa aletaan pyörittämään tietyllä nopeudella ja kun nopeutta kasvatetaan, massa alkaa tunnetusti nousemaan.

Mikä voima nostaa kappaletta ja milloin se asettuu tasapainoon?

Olkoon langan pituus s ja langan päässä oleva massa m.

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu