Poika jaksaa juuri ja juuri tynnyrin, jonka massa on 72kg, lavalle, jonka korkeus on 1,3m. Kuinka raskaan tynnyrin hän jaksaisi vierittää samalle lavalle 4,5m pitkää lankkua pitkin oletetaan, että hän pystyy käyttämään molemmissa tapauksissa yhtä suurta voimaa. Vastusvoimia ei tarvitse huomioida.
Tämä siis koetehtävä ja kaikkia lähteitä sai käyttää.
Tämä siis koetehtävä ja kaikkia lähteitä sai käyttää.
Vastaukset 31
Vanhimmat
Nostovoima F = 72*9,81 = 706,3 N. Kun tynnyriä (massa on m), työnnetään kaltevalla tasolla, niin se voitettava voima on mgsin(alfa). Merkitään tämä yhtä suureksi kuin edellä saatu F, joten saadaan uuden tynnyrin massaksi m = F/(gsin(alfa)) = 706,3/(9,81*1,3/4,5) = 249,2 kg.
Eikös se tynnyri pitänyt vierittää? Ei "työntää".
onkos sillä tässä jotain merkitystä?
On. Yhden suhde kahteen.
Työnnä vierittäessäsi yläpinnasta, niin kitkavoima avustaa saman verran alapinnasta.
Kitkattomalla tasolla työnnettävään verrattuna.
tässähän ei kitkaa ollut...
Tässä oli lepokitkaa, koska ei sanottu ettei olisi.
Ethän sotke vastusvoiman huomiotta jättämistä lepokitkaan, nehän eivät lainkaan liity toisiinsa.
Mitä yhteistä on nostamisella, työntämisellä ja vierittämisellä?
Jossakin tapauksisa henkilön massallakin on merkitystä. Jos pystyte nostamaan 200 kg 1 m:n korkeuteen, niin kuinka suurella voimalla pystytte työntämään seinää?
Pitkien lankkujen taipuminen tulee olemaan käytännössä suuri ongelma. Kokemusta on!
Jos pystyisi vierittämään tynnyriä niin, että työntää tynnyriä lankkuun koskettavan pinnan vastakkaiselta puolelta, olisi momentti korketusviivaan nähden F*2R. Painopisteen momentti saman viivan suhteen olisi mg*R*sina. Eli päästäisiin puolella Martan laskemasta voimasta. Käytännössä tuohon ei pystytä, mutta hyvällä kitkalla hanskojen ja tynnyrin välillä saataneen lavalle isompi tynnyri kuin 250 kg.
"Vastusvoimia ei tarvitse huomioida."
eli kitkaahan ei otettu huomioon ja jos kitkaa ei ole (ei hanskojen eikä lankun puolella), niin tuo ehdottamasi menetelmä ei onnistu :)
Noinhan se menee.
Mielestään 'välkky' saivartelija ampui omaan jalkaansa, ja osoitti pelkästään tyhmyytensä.
Tehtävässä oli: ".Vastusvoimia ei tarvitse huomioida." Ei siis puhuta pelkästään kitkasta (Martta huom). Oikeastaan se maan vetovoimakin on vastusvoima tässä tapauksessa, niin että jos sitä ei oteta huomioon, tehtävä on aika triviaali. Ja jos hanskojen (tai käsien) ja tynnyrin välillä ei ole kitkaa, ei sitä pysty pyörittämään eikä nostamaan. Yrittäkääpä pyöritellä tai nostaa kunnolla "saippuoitua" tynnyriä.
Totesin: " Käytännössä tuohon ei pystytä, mutta hyvällä kitkalla hanskojen ja tynnyrin välillä saataneen lavalle isompi tynnyri kuin 250 kg.". Fysikaalista estettä siihen ei mielestäni ole, joten sikäli tuo ei ole mielestäni saivartelua. Pitää tietysti olla hyvä työntöasento ja jaloille vaikkapa lähtötelinemaiset askelmat, joista voi ponnistaa.
Nikki Nolo_tilanne: kukahan osoittaa omaa tyhmyyttään keskittessään vain toisten solvaamiseen, eikä ymmärrä mitään itse tehtävästä?
Vastusvoima on yleensä kiikettä vastusava, ja kitkavoima sitä juurikin on.
Painovoima ei voi olla varsinainen vastusvoima, se voi olla tukivoimana tai liikettä kiihdyttävänä, jota kitkavoima ei koskaan ole.
No tuossa tehtävässä olisi ollut järkevintä todeta, että vierintävastusta ei tarvitse ottaa huomioon. Martan ja sinun mielestä hanskojen/käsien kitka oletetaan myös nollaksi, mutta kuten selitin, aika vaikea olisi tynnyriä silloin nostaa tai pyörittää. Ja kyllä se maan vetovoima käytännössä vastustaa tynnyrin siirtoa ylöspäin, joten siinä mielessä sekin on vastusvoima.
Sen verran olen minäkin tynnyriä pyöritellyt, että yhdyn aeijan päättelyyn. Riippuu jonkin verran tynnyrin koosta ja siirron suunnasta, mutta parhaiten sitä saa pyöriteltyä, kun kädet työskentelevät jossain R - 2R välimaastossa mitattuna korkeutena pyöritysalustasta.
Summa summarum: aikamoisen epäonnistunut tehtävänanto.
Mahdatko ymmärtää, mitä eroa on vastavoimalla, vastustavalla voimalla ja vastusvoimalla ?
Täydellistä kysymystä näyttää olevan palstan "pilkunraatelijoille" mahdotonta esittää, mutta jo melkein normaalijärkinenkin ymmärtää jo annetuista lähtöarvoista, mitä tehtävässä pitää tai on mahdollista ratkaista.
"Kuinka raskaan tynnyrin hän jaksaisi vierittää...". Etkö vieläkään tajua, että tynnyriä on mahdotonta vierittää ylöspäin, jos tynnyrin pinnan ja käsien välissä ei ole mitään kitkaa? Jos taas on kitkaa, on mahdollista vierittää painavampi tynnyri kuin Martta on laskenut, mutta lasku on monimutkaisempi ja eikä sitä voisi laskea annetuilla lähtöarvoilla. Ja kuten aeija totesi, 72 kg tynnyrin nosto 1,3 m korkeudelle on pikemminkin vahvamieskisojen tehtävä kuin tavallisen "pojan" suoritus.
Jos tehtävä haluttaisiin korjata, pitäisi hylätä tuon hyvin liukkaan tynnyrin käsite. Parempi olisi esim. suuri matkalaukku, jossa on pyörät alla, ja jota nostetaan tai työnnetään kitkattomasti kaltevaa tasoa pitkin sen suuruisella voimalla.
Vastavoima, vastustava voima, vastusvoima. Myönnän, että en tiedä täsmällisesti niiden merkityseroa jokaisessa tapauksessa, vaikka olen opiskellut fysiikkaa korkeakoulutasolla. Mutta jos puhutaan käsien ja työnnettävän pinnan välisestä kitkasta, siinä esiintyy vastavoima työntövoimaani nähden, mutta en kutsuisi kitkaa vastusvoimaksi tai vastustavaksi voimaksi, koska se auttaa minua suorituksen tekemisessä. Enemmänkin pitäisin maan vetovoimaa tässä tapauksessa suunniteltua liikettä vastustavana voimana. Luuletkos muuten että, peruskoululainen tietää noiden termien merkitysken, niin että niitä voidaan käyttää tehtävässä täsmentämättä?
Alkuperäisen kysymyksen virhe oli juuri se että mainittiin kohteeksi tynnyri, eikä esimerkiksi laatikko, massapiste tms. se juuri antoi kaiken maailman "kyllä minä tiedän enemmän" osaajille tilaisuuden päästä pätemään.
Ilman tuota lipsausta asia on hyvin helppo ja yksiselitteinen ja suurin osa n asian myös ymmärtänyt, mutta aina sattuu joukkoon niitä, joille itse asia on toisarvoinen oman erinomaisuutensa esiintuomisen rinnalla.
No siinä puhutaan vierittämisestä, mikä ei onnistu laatikolle tms esineelle helposti. Niinkuin tuossa on osoitettu, tynnyri voidaan vierittää pienemmällä voimalla ylös kuin vastaavanpainoinen laatikko työntää, vaikka kappaleen ja alustan välistä kitkaa ei oteta huomioon. Eli sikäli tehtävä on fysikaalisesti ihan pielessä, kyse ei ole mistään lipsahduksesta ja saivartelusta. Ja tuo, että hanskojen/käsien ja kappaleen välissä ei ole työnnettäessä kitkaa suorittaan säälittävä seliyritys teiltä. Se ei tehtävää pelasta mitenkään.
Ketkä ovat ne "suurin osa", jotka ovat ymmärtäneet? Sinä ja Martta, vai oletteko sama henkilö? Lisäkseni Orwell-1984 ja aeija ovat kyseenalaistaneet tehtävän ja siihen annettun "ainoan oiikean ratkaisun". Luulen muuten, että olet fysiikan ope koulussa. Heistä kaikki tehtävät ovat moitteettomia ja nihin on vain yksi oikea ratkasu. Open ratkaisu. Eikä hän salli kyseenalaistamisia edes keskustelupalstoilla.
"Sinä ja Martta, vai oletteko sama henkilö? "
Emme ole!
Jos tehtävässä tosiaan tarkoitettiin tynnyrin pyörittämistä, niin asia on minun puolestani ok. Tosin ilman kitkaa (siis tynnyrin ja lankun välissä) tynnyriä ei saa pyörimään, vaan se liukuu eteenpäin ja silloinhan kyse on työntämisestä ja on ihan sama mistä kohtaa sitä työnnetään.
Voihan se tynnyri pyöriä paikallaan, jos ei työnnä sitä akseliin suuntautuvalla voimalla.
Tuossa minun tapauksessani ja paperissani se rajakitkakerroin, jolla tynnyri alkaa liukua vierimisen sijasta on 0,52. Jos kitkakerroin on sitä pienempi tynnyri liukuu, jos sitä suurempi niin vierittäminen on mahdollista. Rajakitkakerroin saadaan myy=Fu/N
Kitkakerroin tietysti on tuossa suurempi kuin 0,52, koska tehtävässä sanotaan tynnyriä vieritettävän.
Se, että vastusvoimia ei tarvitse huomioida tarkoittaa vierimisvastusta ja varmaan myös ilmanvastusta, vaikka sen huomiointi vasta järjetöntä olisikin.
Vielä kerran: Tehtävässä varmasti on vierimisen kitkavoima olemassa, sekä lepokitkakerroin, joka on suurempi kuin 0,52, koska kyse on vierimisestä.
Karmea puute tehtävässä onkin se, että sitä työntämiskohtaa ei ole annettu. Tai annettu ainakaan meille, voihan se olla alkueräisen tehtävän kuvassa..
Samaa mieltä. Jos kyseessä on peruskoulun kalteva taso tehtävä, niin sen muotoilu on epäonnistunut pahasti. Vivut kai opetetaan samassa yhteydessä, mutta saattaisi olla peruskoululaisille liian vaativa ratkaistavaksi, vaikka annettaisiin vieritysvoiman kosketuskohta ja suunta. Ja tuo " vastusvoimia ei tarvitse huomioida" on ihan epämääräinen ilmaisu.
Huvittava tehtävä sinänsä, kun tehtävän tekijä ei ilmeisesti tynnyreitä ole nostellut. Minä sen sijaan olen, ja tyhjässäkin tynnyrissä on nostamista 1.3 metriä korkealle, ja täyden tynnyrin vierittäminen kaltevaa tasoa ylöspäin ei ole poikien hommia ollenkaan.
Mutta asiaan.
Jos sitä tynnyriä vieritetäänn niin että työntökohta on R/2 keskipisteen yläpuolella, niin lasku menee käsittäkseni tuon paperin mukaan, ja aika raskas tynnyri olisi siis mahdollista vierittää, jos sitä voimaa kerran on 72 kilon tynnyrin nostamiseenkin. https://aijaa.com/t3hZ2D
Käytännössähän, olen näitä tynnyreitä satoja vieritellyt, vierittämiseen otetaan alkuvauhtia joka sitten vähenee ylöspäin mennessä, eli vieriminen ei ole tasaista, mutta tuossa laskussa siis on.
Ymmärtääkseni puolillaan nestettä olevan tynnyrin vierittäminen ylöspäin kaltevaa tasoa pitkin on helpompaa kuin samanpainoisen täyden tynnyrin.
Niin, silloin painopiste on alempana ja samoin maan vetovoiman momentti tukiviivan suhteen. Nesteen liike tietysti aiheuttaa jonkin verran hukkaenergiaa.
Tämä tehtävä on tarkoitettu laskettavaksi : F*s=mgh
jossa F=72g
s=4,5
h=1,3
m=72*4,5/1,3=249 (kg)
Korjaus, s= 9 m, niin menee oikein vastuksettomassa tilanteessa, jossa on tietystikin lepokitkavoimaa olemassa. Sehän ei ole vastusvoima, toisin kuin vierinvastus tai ilmanvastus.
Perhana, minullahan on itselläni kirjakin, josta tehtävän tekijä on varmaan innovaationsa saanut ja siitä aukeama: https://aijaa.com/0xILhJ Nurmi-Tuokko Keskikoululaisen fysiikka. Mukava kuva, kirjassa on niitä paljon...
jes, näyttää tosi hyvältä kirjalta verrattuna nykypäivän opuksiin..
Joo, tässä on ihan huippupiirustuksia, niin kuin tämä kuulovoimakkuus: https://aijaa.com/XZOgMo
Ainoa , mikä tässä nyt hiukan rasittaa on se, että kirja on 1960-luvulta ja mittayksiköt ovat kilopondeja ja kilopondimetrejä. Tai ei se oikeastaan haittaa yhtään mitään...Nyt en kyllä muista miten silloin 1970 luvulla kuntämä kirja minullakin oppikirjana oli, että muutettiin ko mitat SI-järjestelmään vai laskettiinko vanhoissa. Sen muistan että SI-järjestelmä silloin juuri tuli käyttöön.
No tuo kirjan kuva selvittää tilannetta aika paljon. Kaksi aikuista miestä ensin yrittää nostaa tynnyriä lavalle. Sen jälkeen poika vierittää sen lavalle. Loppuvaiheessa poika joutuu pyörittämään tynnyriä sen keskikorkeudelta, jolloin tarvittava voima on sama kuin tynnyriä kitkattomasti työnnettäessä. Alkuvaiheessa pyöritys tapahtuisi luultavasti tynnyrin yläosasta, jolloin tarvittava voima on pienempi mutta pyöritysmatka pitempi.
Oikea ratkaisu on antaa pojan kasvaa ja miehistyä, jaksaa sitten kunnolla lastata tynnyreitä.