On siis kalteva taso, jota pitkin liikkuu jokin kappale alas. Painovoiman vektori menee kappaleesta suoraan alas. Tukivoima on tasoa vasten kohtisuorassa, mutta ei siis ole yhdensuuntainen painon kanssa. Lisäksi kappaleen liikettä vastustaa kitkavoima.
Ovatko paino ja tukivoima yhtä suuria voimia, vaikka eivät olekaan yhdensuuntaisia?
Ovatko paino ja tukivoima yhtä suuria voimia, vaikka eivät olekaan yhdensuuntaisia?
Vastaukset 15
Vanhimmat
Tarkastele (lähes) vaakasuoraa (erittäin vähän kalteva) ja (lähes) pystysuoraa pintaa. Kappale voi liikku niiden pintaa pitkin. Mieti siten hetki, mitä kysyit?
Onko kappale kiihtyvässä liikkeessä?
Jos mietitään kaltevalla tasolla paikallaan pysyvää kappaletta, sen tasapainoehto on:
(kun suuntana on mahdollinen liikesuunta, eli tason suunta)
µ(lepo)=tan(alfa), jossa alfa = tason kaltevuuskulma.
µ=sin(alfa)/cos(alfa)<=>cos(alfa)*µ=sin(alfa), kerrotaan mg:llä=>
mg*cos(alfa)*µ=mg*sin(alfa), eli: µ*N=mg*sin(alfa)
Jos se on alaspäin kiihtyvässä liikkeessä, liikeyhtälö:
ma=mg*sin(alfa)-mg*cos(alfa)*µ(liike)
Jos voimia alkaa pähkäillä, kannattaa suunnaksi ottaa aina liikesuunta, jolloin mg jaetaan kahteen komponenttiin: tason suuntaiseen(mg*sin(alfa)), ja tason normaalin suuntaiseen(mg*cos(alfa)).
Silloin saadaan yhtälailla: ma=mg*sin(alfa)-mg*cos(alfa)*µ(liike), ja jos pysyy paikallaan tasolla: ma=0, jolloin: mg*sin(alfa)-mg*cos(alfa)*µ(lepo)=0
Kaltevalla pinnalla kaikki muut painosta aiheutuvat voimat ovat painovoiman komponentteja, eivätkä tietenkään voi olla yhtä suuria kuin painovoima.
Mikään muu (painovoimasta aiheutuva tai ei) voima ei ole painovoiman komponentti.
Painovoima ei ole koskaan yhtäsuuri kuin tukivoima, vaan aina suurempi, kun kyse on kaltevasta tasosta. Tämä pätee täysin riippuatta siitä kiihtyykö kappale tason suunnassa tai ei, eikä sillä ole väliä kiihtyykö alamäkeen vai ylämäkeen päin. Syy on siinä ettei kappale voi kiihtyä tasoa vastaan kohtisuoraan suuntaan koskaan kysymyksen asettamissa reunaehdoissa, joten kohtisuoraan vaikuttavien voimakomponenttien summan on aina oltava tasan nolla. Toisin sanoen skalaareilla laskettuna: mg*sin(alpha) = F_tuki, mistä seuraa että voimat olisivat yhtäsuuret ainoastaan kun alpha olisi nolla, eli jos taso olisi vaakasuora. Annetuilla ehdoilla taso oli kuitenkin kalteva, eli voimat eivät ole yhtäsuuret.
Tukivoima on painovoiman komponentin suuruinen silloin kun kappale ei kiihdy, mutta samansuuruisuus ei todellakaan ole sama asia kuin sama voima!
Kyllähän kappaleeseen vaikuttava painovoima jakautuu kahteen komponenttiin, pintaa vasten (tukivoima) ja pinnan suuntaan.
Jos on muita vaikuttavia voimia, tai kappale liikkeessä ylöspäin, tukivoima voi silloin olla painovoimaa suurempikin.
Lue viestiketjun ensimmäinen postaus uudelleen. Siitä käy selvästi ilmi ettei ole muita sellaisia voimia joilla on komponentti kohtisuorassa kaltevaa tasoa vastaan, kuin painovoima ja tukivoima. Koska tasoa pitkin liukuvalla kappaleella ei ole kiihtyvyyttä tasoa vastaan kohtisuorassa suunnassa (täysin siitä riippumatta kiihtyykö tason suunnassa jonnekin vai ei), on kaikkien voimien resultantin tasoa vasten kohtisuoran komponentin suuruus tasan nolla.
Niinpä väitteesi :" tukivoima voi silloin olla painovoimaa suurempikin." EI pidä paikkaansa.
Myöskään edeltävä lause ei pidä paikkaansa. Painovoiman pintaa vasten kohtisuora komponentti (= pintaa kohti) ei todellakaan ole tukivoima (=pintaan päin), vaan sille vastakkaissuuntainen voima.
Jos kappaleella on riittävästi alkuvauhtia, niin mikä estäisi kappaletta liukumasta sopivasti kaltevaa tasoa pitkin sen pinnan alapuolella? Ei kait tehtävässä mainita mitään yläpinnasta.
Fysiikan lait estävät, kunhan ymmärrät mitä tukivoima fysiikassa tarkoittaa (aina pinnasta poispäin) ja mitä se ei koskaan tarkoita (pintaan päin).
Hiukan koomiselta vaikuttaa esitelmöinti fysiikkapalstalla tukivoiman suunnasta tai sen terminologiasta.
Ehkäpä itsekin opit ohittamaan itsestäänselvyydet niihin tarttumatta kun opinnot etenevät.
Piirrä kuva ja mieti hetki. Jos ei heti selviä, piirrä uusi parempi ja oikeampi kuva ja mieti lisää. Oleta olevasi väärässä! Aivan kuten monesti ennenkin. Selvisikö?
Selvisi ettet osaa fysiikkaa, enkä pysty sinulle sitä täällä riittävästi opettamaan. Opetan siis jatkossa vain muita, lomani jälkeen taas työpaikallani enkä täällä.
Opintoni ovat päättyneet valmistumiseen kymmeniä vuosia sitten. Entäs sinun?
Sama käsittämätön lapsellinen uho vaan jatkuu.
Omien sammakoiden kuitti käy ja onnistuu varmaan ikäisillesi, me kokeneemmat tunnistamme kyllä 'vaatteettomat keisarit' ja muut itseään tekniikan tohtoreiksi esittäytyvät hyvin helposti tekstin sisällöstä.
Toivotan onnea ja menestymistä valitsemallasi tiellä. Onnea tulet tosiaankin tarvitsemaan, kun osaaminen on noin heikkoa, eikä oppi mene perille lapsellisen uhosi sen estäessä.