yo k2018 tehtävä 10

Anonyymi

Tehtävänanto: https://drive.google.com/file/d/1DFm-boe7CNnHSR9hja-xPozPHdmXDTJr/view

Malliratkaisu: https://drive.google.com/file/d/18riynVmiM39gPUvTr2PEGLo5BUXkKc7c/view

Nelikopteri pystyy lentämään, koska sen roottorien
siivet saavat aikaan alaspäin suuntautuvan ilmavir-
ran. Kuvan nelikopterin massa on 420 g ja jokaisen
neljän roottorin pituus (kärkiväli) on 21 cm. Tarkas-
teltavassa tilanteessa nelikopteri leijuu paikallaan
ilmassa.

Kuinka suuri on roottorien aikaansaaman ilmavir-
ran nopeus? Oletetaan, että ilma virtaa pystysuo-
raan nopeudella, joka on yhtä suuri koko roottorin
siipien pyyhkäisemällä pinta-alalla.
-----
Johdin yhden roottorin teholle kaavan samalla tavalla, kuin yo s2019 t.9.2. (tehtävänanto: http://yle.fi/plus/abitreenit/2019/syksy/FY-fi/index.html#q9 ; malliratkaisu: https://drive.google.com/file/d/19SDQBh6dUzNWy50tz0vVlXJmsE_iPFhA/view ) johdettiin ilmavirran teholle eli P=1/2*ρAv^3.
Roottoriin kohdistuu ylöspäin voima, joka on 1/4 koko nelikopterin painosta eli 1/4*G=1/4*mg (seuraa voimatasapainosta). Siis teho voidaan ilmaista myös P=1/4*mg*v .

Yhdistämällä yhtälöt saadaan nopeudeksi v=sqrt(mg/(2ρA)).

Tehtävän malliratkaisussa saadaan kuitenkin v=sqrt(mg/(4ρA)). Miksei ylempi malli toimi?

28

140

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Tuo malliratkaisu lasketaan "ideaalisesti" lähtien siitä, että liikemäärän muutos aikayksikössä = voima. Sinun antamasi kaava perustuu ilmavirran liike-energiaan. Samaan tulokseen päästäisiin, jos oletettaisiin, että tuo ilmavirta esteeseen osuessaan "kimpoaisi taaksepäin" samalla nopeudella.

      • Anonyymi

        Eli tuo malliratkaisu lähtee siitä, että kopterin siivet antavat levossa olevalle ilmalle nopeuden v siipien alalta, ja aiheutuva liikemäärän muutos = kopteriin kohdistuva gravitaatiovoima:
        4*A*roo*v^2 = m*g. Kaikki energiahäviöt jätetään huomioon ottamatta.
        Vertailun vuoksi: tuulivoimalan siipialalle tuleva ilmavirran teho on (1/2)*roo*A*v^3. Mutta käytännössä tuulivoimala voi tuottaa enintään noin 60 % tuosta tehosta, kun läpivirranneen ilman pitää syrjäyttää takan olevaa ilmaa. Joten tuulivoimalan napaan kohdistuvaa voimaa ei voi laskea tuolla liikämääräkaavalla.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Eli tuo malliratkaisu lähtee siitä, että kopterin siivet antavat levossa olevalle ilmalle nopeuden v siipien alalta, ja aiheutuva liikemäärän muutos = kopteriin kohdistuva gravitaatiovoima:
        4*A*roo*v^2 = m*g. Kaikki energiahäviöt jätetään huomioon ottamatta.
        Vertailun vuoksi: tuulivoimalan siipialalle tuleva ilmavirran teho on (1/2)*roo*A*v^3. Mutta käytännössä tuulivoimala voi tuottaa enintään noin 60 % tuosta tehosta, kun läpivirranneen ilman pitää syrjäyttää takan olevaa ilmaa. Joten tuulivoimalan napaan kohdistuvaa voimaa ei voi laskea tuolla liikämääräkaavalla.

        Jo ensimmäinen kaava meni väärin.
        Ilmeisesti tulkitsit liikemäärän muutosta virheellisesti, joten yritä vaikka energian tai Bernoullin soveltamista.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jo ensimmäinen kaava meni väärin.
        Ilmeisesti tulkitsit liikemäärän muutosta virheellisesti, joten yritä vaikka energian tai Bernoullin soveltamista.

        No aloittaja kertoo, että tehtävän mallirakaisussa annetaan: v=sqrt(mg/(4ρA)) ja se on juuri mitä tuosta minun liikemääräkaavastani saadaan. Olen yrittänyt selvittää aloittajalle, mistä johtuu ero hänen ratkaisunsa ja malliratkaisun (joka perustuu ideaalitilanteeseen) välillä. Niin että mene itse soveltamaan sitä Bernulliasi äläkä sekaannu keskusteluun, josta et näytä ymmärtävän mitään.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        No aloittaja kertoo, että tehtävän mallirakaisussa annetaan: v=sqrt(mg/(4ρA)) ja se on juuri mitä tuosta minun liikemääräkaavastani saadaan. Olen yrittänyt selvittää aloittajalle, mistä johtuu ero hänen ratkaisunsa ja malliratkaisun (joka perustuu ideaalitilanteeseen) välillä. Niin että mene itse soveltamaan sitä Bernulliasi äläkä sekaannu keskusteluun, josta et näytä ymmärtävän mitään.

        Niin tietysti.

        Yleensä oikaisun tarkoitus olisi saada esittäjä miettimään uudelleen, mikä meni vikaan, ja jos ei huomaa, niin kysäistä lisätietoa.
        Sinun tapasi suhtautua asiaan ei vaikuta kovinkaan asialliselta.

        Koska sama virhe tuossa liikemäärän kaavassa toistuu tällä palstalla kovin usein, lienee aiheellista puuttua siihen taas kerran.

        Kaikki lähtee Newtonin toisesta F =ma ja kun molemmat puolet kerrotaan ajan muutoksella, päädytään F*dt = m*a*dt, joka kuvaa liikemäärän muutosta tai impulssia.
        Kun a*dt on nopeudenmuutos, voidaan kirjoittaa muotoon
        F = m/dt (v2-v1).
        m/dt kuvaa massavirtaa (joskus merkinnällä piste m-kirjaimen päällä) ja sen suuruus on roo*A*v.
        Tässä tulee sitten se, mitä tuo v tarkoittaa, sehän ei voi olla kumpikaan alku tai loppunopeus, koska ne voivat olla itseisarvoltaan 0, eli kyseinen v = keskinopeus ½(v2 v1), jolloin kaava on F = ½*roo* A*(v2²-v1²).
        Erikoistapauksena tietysti tuosta on jos ujompi kumpi v =0, mutta tuon kertoimen ½ poisjättäminen on selvä virhe.

        Sama asia voidaan johtaa myös energiaperiaatteella, dW =½ mv2² - ½mv1² = F*s ja kun m =roo*a*s, päädytään samaan tulokseen, kuten myös Bernoullin P1 roo*v1² = P2 roo*v2² .

        Edellinen vastaaja oli kyllä huomioinut tehon kaavassa kesi nopeuden, mutta voimaa laskiessa ei, tai sitten ei ymmärtänyt kummastakaan mitään.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Niin tietysti.

        Yleensä oikaisun tarkoitus olisi saada esittäjä miettimään uudelleen, mikä meni vikaan, ja jos ei huomaa, niin kysäistä lisätietoa.
        Sinun tapasi suhtautua asiaan ei vaikuta kovinkaan asialliselta.

        Koska sama virhe tuossa liikemäärän kaavassa toistuu tällä palstalla kovin usein, lienee aiheellista puuttua siihen taas kerran.

        Kaikki lähtee Newtonin toisesta F =ma ja kun molemmat puolet kerrotaan ajan muutoksella, päädytään F*dt = m*a*dt, joka kuvaa liikemäärän muutosta tai impulssia.
        Kun a*dt on nopeudenmuutos, voidaan kirjoittaa muotoon
        F = m/dt (v2-v1).
        m/dt kuvaa massavirtaa (joskus merkinnällä piste m-kirjaimen päällä) ja sen suuruus on roo*A*v.
        Tässä tulee sitten se, mitä tuo v tarkoittaa, sehän ei voi olla kumpikaan alku tai loppunopeus, koska ne voivat olla itseisarvoltaan 0, eli kyseinen v = keskinopeus ½(v2 v1), jolloin kaava on F = ½*roo* A*(v2²-v1²).
        Erikoistapauksena tietysti tuosta on jos ujompi kumpi v =0, mutta tuon kertoimen ½ poisjättäminen on selvä virhe.

        Sama asia voidaan johtaa myös energiaperiaatteella, dW =½ mv2² - ½mv1² = F*s ja kun m =roo*a*s, päädytään samaan tulokseen, kuten myös Bernoullin P1 roo*v1² = P2 roo*v2² .

        Edellinen vastaaja oli kyllä huomioinut tehon kaavassa kesi nopeuden, mutta voimaa laskiessa ei, tai sitten ei ymmärtänyt kummastakaan mitään.

        Oops !

        Jäi tuosta Bernoullin kaavasta ne ½ t pois.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Niin tietysti.

        Yleensä oikaisun tarkoitus olisi saada esittäjä miettimään uudelleen, mikä meni vikaan, ja jos ei huomaa, niin kysäistä lisätietoa.
        Sinun tapasi suhtautua asiaan ei vaikuta kovinkaan asialliselta.

        Koska sama virhe tuossa liikemäärän kaavassa toistuu tällä palstalla kovin usein, lienee aiheellista puuttua siihen taas kerran.

        Kaikki lähtee Newtonin toisesta F =ma ja kun molemmat puolet kerrotaan ajan muutoksella, päädytään F*dt = m*a*dt, joka kuvaa liikemäärän muutosta tai impulssia.
        Kun a*dt on nopeudenmuutos, voidaan kirjoittaa muotoon
        F = m/dt (v2-v1).
        m/dt kuvaa massavirtaa (joskus merkinnällä piste m-kirjaimen päällä) ja sen suuruus on roo*A*v.
        Tässä tulee sitten se, mitä tuo v tarkoittaa, sehän ei voi olla kumpikaan alku tai loppunopeus, koska ne voivat olla itseisarvoltaan 0, eli kyseinen v = keskinopeus ½(v2 v1), jolloin kaava on F = ½*roo* A*(v2²-v1²).
        Erikoistapauksena tietysti tuosta on jos ujompi kumpi v =0, mutta tuon kertoimen ½ poisjättäminen on selvä virhe.

        Sama asia voidaan johtaa myös energiaperiaatteella, dW =½ mv2² - ½mv1² = F*s ja kun m =roo*a*s, päädytään samaan tulokseen, kuten myös Bernoullin P1 roo*v1² = P2 roo*v2² .

        Edellinen vastaaja oli kyllä huomioinut tehon kaavassa kesi nopeuden, mutta voimaa laskiessa ei, tai sitten ei ymmärtänyt kummastakaan mitään.

        Eli väitätkö, että yo-kokeiden mallivastaus on väärin?


      • Anonyymi

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Eli väitätkö, että yo-kokeiden mallivastaus on väärin?

        Fluidin vastuslaki on F = 1/2*p*v^2*A, löytyy vaikka Wikipediasta.

        Energian säilymisen mukaan voiman on oltava sama sekä virtausta hidastettaessa että sitä kiihdytettäessä, joten jos joku hyväksyy oikeaksi jonkin muunlaisen liikemäärämuutoksen vastauksen, tulkinta on selvä virhe.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Niin tietysti.

        Yleensä oikaisun tarkoitus olisi saada esittäjä miettimään uudelleen, mikä meni vikaan, ja jos ei huomaa, niin kysäistä lisätietoa.
        Sinun tapasi suhtautua asiaan ei vaikuta kovinkaan asialliselta.

        Koska sama virhe tuossa liikemäärän kaavassa toistuu tällä palstalla kovin usein, lienee aiheellista puuttua siihen taas kerran.

        Kaikki lähtee Newtonin toisesta F =ma ja kun molemmat puolet kerrotaan ajan muutoksella, päädytään F*dt = m*a*dt, joka kuvaa liikemäärän muutosta tai impulssia.
        Kun a*dt on nopeudenmuutos, voidaan kirjoittaa muotoon
        F = m/dt (v2-v1).
        m/dt kuvaa massavirtaa (joskus merkinnällä piste m-kirjaimen päällä) ja sen suuruus on roo*A*v.
        Tässä tulee sitten se, mitä tuo v tarkoittaa, sehän ei voi olla kumpikaan alku tai loppunopeus, koska ne voivat olla itseisarvoltaan 0, eli kyseinen v = keskinopeus ½(v2 v1), jolloin kaava on F = ½*roo* A*(v2²-v1²).
        Erikoistapauksena tietysti tuosta on jos ujompi kumpi v =0, mutta tuon kertoimen ½ poisjättäminen on selvä virhe.

        Sama asia voidaan johtaa myös energiaperiaatteella, dW =½ mv2² - ½mv1² = F*s ja kun m =roo*a*s, päädytään samaan tulokseen, kuten myös Bernoullin P1 roo*v1² = P2 roo*v2² .

        Edellinen vastaaja oli kyllä huomioinut tehon kaavassa kesi nopeuden, mutta voimaa laskiessa ei, tai sitten ei ymmärtänyt kummastakaan mitään.

        taas sinä olet siellä kertomassa siitä puolikkaasta...ei sitä siihen kaavaan tule!


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        taas sinä olet siellä kertomassa siitä puolikkaasta...ei sitä siihen kaavaan tule!

        Heitteletkö vain viikonloppuhuulta, vai onko sinulla oikeasti jotain konkreettista esitettävää ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        taas sinä olet siellä kertomassa siitä puolikkaasta...ei sitä siihen kaavaan tule!

        Nyt en malta.

        Otetaan käytännön esimerkki:
        Säiliössä vettä korkeuteen h asti, jolloin säiliön pohjalla vallitsee paine pgh.
        Jos pohjaan on asennettu ylöspäin suunnattu johde, josta vesi pääsee suihkuamaan ylöspäin ja oletetaan että alkunopeus olisi kaavan F=pAv^2 -> v= sqrt(P/p), niin ilman häviöitä vesi suihkuaisi korkeuteen h/2, jos taas yhtälö F=½ pAv^2 olisi validi, suihku nousisi korkeudelle h.

        Repikää siitä.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Nyt en malta.

        Otetaan käytännön esimerkki:
        Säiliössä vettä korkeuteen h asti, jolloin säiliön pohjalla vallitsee paine pgh.
        Jos pohjaan on asennettu ylöspäin suunnattu johde, josta vesi pääsee suihkuamaan ylöspäin ja oletetaan että alkunopeus olisi kaavan F=pAv^2 -> v= sqrt(P/p), niin ilman häviöitä vesi suihkuaisi korkeuteen h/2, jos taas yhtälö F=½ pAv^2 olisi validi, suihku nousisi korkeudelle h.

        Repikää siitä.

        No tuo piti tietty testata.

        Muovipullo ja letku, tulppana olut sormi pois, ja vesisuihku nousi suunnilleen pinnan korkeudelle.

        Empiiristä fysiikkaa ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Eli väitätkö, että yo-kokeiden mallivastaus on väärin?

        Tottakai on väärin, monessakin asiassa. Eikä todellakaan ollut ensimmäinen kerta.
        https://drive.google.com/file/d/18riynVmiM39gPUvTr2PEGLo5BUXkKc7c/view

        Virhe 1: "Fv1, Fv2, Fv3, Fv4 ovat roottoreihin kohdistuvat ilmanvastusvoimat."
        Ilmanvastus vaikuttaa aina virtauksen suuntaan, eli kun ilma virtaa alaspäin on myös ilmanvastus alaspäin vaikuttava vektori. Mallivastauksessa ylöspäinvaikuttavaa punaisella merkittyä voimaa kutsutaan pahasti virheellisesti ilmanvastusvoimaksi. Täysin ala-arvoisen epäfysikaalinen menettely! Tehtävänannnon perusteella ilmanvastusta ei ole tehtävässä syytä huomioida ollenkaan, vaan se kannattaa jättää tyystin huomioimatta.

        Virhe 2: Mallivastauksessa ilman nopeus alaspäin on vakio ja se nimetään suureella v. Todellisuudessa iman vauhti on muuttuja, kaukana roottorin yläpuolella nolla, ja saavuttaa maksimiarvonsa selvästi roottoritason alapuolella. Roottoritason kohdalla ilmanvauhti on ääritapausten keskirvo, kuten asia on tässä jo aiemmin linkatussa:
        https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/propth.gif täysin oikein esitettykin.

        Mallivastaus on siis se jolla sai YO-kokeessa parhaiten pisteitä, eikä suinkaan se mikä on fysikaalisesti oikein. Ne ovat todella kaukana toisistaan. Fysikaalisesti oikealla vastauksella olisi siis menettänyt kyseisessä kokeessa pisteitä!!! Se oikea opetetaan esim aerodynamiikan yliopistokursseilla, jota kyseisen ylioppilaskokeen mallivastauksen laatijat eivät selvästikään ole suorittaneet.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        taas sinä olet siellä kertomassa siitä puolikkaasta...ei sitä siihen kaavaan tule!

        Virheelliseen kaavaan *) ei tosiaankaan tule puolikasta, ja jos/kun sen kaavan halutaankin pysyvän virheellisenä jätetään puolikas siitä jatkossakin pois. Näin siis lukiotasolla. Jatko-opinnoissa asiat lasketaan kyllä oikein, kuten on tähänastikin jo menetelty. Eivät yliopistojen professorit muuta oikeaa menettelyään virheelliseksi vain siksi että YO-lautakunta on heidän kanssaan eri mieltä.

        *) = kyseistä sovellusta varten sovellettu kaava, ei siis mikään perusfysiikan osa. Edelleenkin F = dp/dt ilman puolikkaita myös yliopistotasolla. Mutta ilman vauhti alaspäin eli v ei ole kyseisessä tehtävässä vakio vaan muuttuja! Vakioihin vaikuttaa tietystikin myös se missä kohtaa virtausta poikkipinta-ala on A, tehtävässä roottoritasolla, ja ne vakiot menee sen oletuksen mukaan, eikä yksinomaan minkään yleisen fysiikan lain määräämänä. Koko ongelma vaan kertoo aivan liian suuresta kaavakeskeisyydestä, lukiossa opetellaan kaavoja, eikä fysiikkaa ja se näkyy osaamisen tasossa, valitettavasti myös YO-lautakunnassa.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tottakai on väärin, monessakin asiassa. Eikä todellakaan ollut ensimmäinen kerta.
        https://drive.google.com/file/d/18riynVmiM39gPUvTr2PEGLo5BUXkKc7c/view

        Virhe 1: "Fv1, Fv2, Fv3, Fv4 ovat roottoreihin kohdistuvat ilmanvastusvoimat."
        Ilmanvastus vaikuttaa aina virtauksen suuntaan, eli kun ilma virtaa alaspäin on myös ilmanvastus alaspäin vaikuttava vektori. Mallivastauksessa ylöspäinvaikuttavaa punaisella merkittyä voimaa kutsutaan pahasti virheellisesti ilmanvastusvoimaksi. Täysin ala-arvoisen epäfysikaalinen menettely! Tehtävänannnon perusteella ilmanvastusta ei ole tehtävässä syytä huomioida ollenkaan, vaan se kannattaa jättää tyystin huomioimatta.

        Virhe 2: Mallivastauksessa ilman nopeus alaspäin on vakio ja se nimetään suureella v. Todellisuudessa iman vauhti on muuttuja, kaukana roottorin yläpuolella nolla, ja saavuttaa maksimiarvonsa selvästi roottoritason alapuolella. Roottoritason kohdalla ilmanvauhti on ääritapausten keskirvo, kuten asia on tässä jo aiemmin linkatussa:
        https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/propth.gif täysin oikein esitettykin.

        Mallivastaus on siis se jolla sai YO-kokeessa parhaiten pisteitä, eikä suinkaan se mikä on fysikaalisesti oikein. Ne ovat todella kaukana toisistaan. Fysikaalisesti oikealla vastauksella olisi siis menettänyt kyseisessä kokeessa pisteitä!!! Se oikea opetetaan esim aerodynamiikan yliopistokursseilla, jota kyseisen ylioppilaskokeen mallivastauksen laatijat eivät selvästikään ole suorittaneet.

        Niin, näitä YO- oppaita, tai opaskirjoja ei mikään taho valvo, jokainen voi kirjoittaa tuotokseensa mitä tahansa roskaa, pääasiana vain että tuotteen pitää myydä sen verran että kulut saadaan korvattua ja hiukan hilloa lisäksi.

        Todellinen tilannehan on nykyään, että tollanen teini-ikäinen- vegaani-lesbo- trendikäs nykynuori vähät välittää jostain impulssin kaavassa olevasta puolikkaasta, hänen tähtäimenään on humanistinen loppututkinto ja voimakkaan mediavaikuttajan rooli tulevaisuudessa.

        Niin siis, kaupallisten tuotteiden sanomaan olisi osattava suhtautua reaalisesti.
        Jo pelkästään muutama kommentti tässä ketjussa toi esille ongelman, mille pohjalle tieto lopulta perustuu, kun jopa näin yksinkertaisissa ja aivan perusasioihin pohjautuvissa alkeiskaavojen käsittelyissä mennään jo huolellisesti harhaan, ja siitä on sitten mainio pohja maailman pelastamiseen.


        HUH ! HUH !


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Eli väitätkö, että yo-kokeiden mallivastaus on väärin?

        Mielipiteenä sanoisin että tuo puolikasta vailla oleva ohje on jostain preppauskurssi oppaasta jäänyt sammakko.

        Mikään yo-lautakunta tai vastaava, ei taatusti ole hyväksynyt noin alkeellista virhettä.

        Jos kuitenkin niin on käynyt, niin välittömästi esiin, ja syylliset "jalkapuuhun"

        Ps
        Em. kaava voidaan johtaa edelleen liike-energian kaavaksi vain kertomalla matkalla, mutta tuskin kukaan ryhtyy väittämään että se puolikas ei kuulu siihen.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tottakai on väärin, monessakin asiassa. Eikä todellakaan ollut ensimmäinen kerta.
        https://drive.google.com/file/d/18riynVmiM39gPUvTr2PEGLo5BUXkKc7c/view

        Virhe 1: "Fv1, Fv2, Fv3, Fv4 ovat roottoreihin kohdistuvat ilmanvastusvoimat."
        Ilmanvastus vaikuttaa aina virtauksen suuntaan, eli kun ilma virtaa alaspäin on myös ilmanvastus alaspäin vaikuttava vektori. Mallivastauksessa ylöspäinvaikuttavaa punaisella merkittyä voimaa kutsutaan pahasti virheellisesti ilmanvastusvoimaksi. Täysin ala-arvoisen epäfysikaalinen menettely! Tehtävänannnon perusteella ilmanvastusta ei ole tehtävässä syytä huomioida ollenkaan, vaan se kannattaa jättää tyystin huomioimatta.

        Virhe 2: Mallivastauksessa ilman nopeus alaspäin on vakio ja se nimetään suureella v. Todellisuudessa iman vauhti on muuttuja, kaukana roottorin yläpuolella nolla, ja saavuttaa maksimiarvonsa selvästi roottoritason alapuolella. Roottoritason kohdalla ilmanvauhti on ääritapausten keskirvo, kuten asia on tässä jo aiemmin linkatussa:
        https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/propth.gif täysin oikein esitettykin.

        Mallivastaus on siis se jolla sai YO-kokeessa parhaiten pisteitä, eikä suinkaan se mikä on fysikaalisesti oikein. Ne ovat todella kaukana toisistaan. Fysikaalisesti oikealla vastauksella olisi siis menettänyt kyseisessä kokeessa pisteitä!!! Se oikea opetetaan esim aerodynamiikan yliopistokursseilla, jota kyseisen ylioppilaskokeen mallivastauksen laatijat eivät selvästikään ole suorittaneet.

        Lisäksi vielä laskussakin suuruusluokkavirhe aivan kuin sinettinä koko tuherrukselle.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tottakai on väärin, monessakin asiassa. Eikä todellakaan ollut ensimmäinen kerta.
        https://drive.google.com/file/d/18riynVmiM39gPUvTr2PEGLo5BUXkKc7c/view

        Virhe 1: "Fv1, Fv2, Fv3, Fv4 ovat roottoreihin kohdistuvat ilmanvastusvoimat."
        Ilmanvastus vaikuttaa aina virtauksen suuntaan, eli kun ilma virtaa alaspäin on myös ilmanvastus alaspäin vaikuttava vektori. Mallivastauksessa ylöspäinvaikuttavaa punaisella merkittyä voimaa kutsutaan pahasti virheellisesti ilmanvastusvoimaksi. Täysin ala-arvoisen epäfysikaalinen menettely! Tehtävänannnon perusteella ilmanvastusta ei ole tehtävässä syytä huomioida ollenkaan, vaan se kannattaa jättää tyystin huomioimatta.

        Virhe 2: Mallivastauksessa ilman nopeus alaspäin on vakio ja se nimetään suureella v. Todellisuudessa iman vauhti on muuttuja, kaukana roottorin yläpuolella nolla, ja saavuttaa maksimiarvonsa selvästi roottoritason alapuolella. Roottoritason kohdalla ilmanvauhti on ääritapausten keskirvo, kuten asia on tässä jo aiemmin linkatussa:
        https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/Images/propth.gif täysin oikein esitettykin.

        Mallivastaus on siis se jolla sai YO-kokeessa parhaiten pisteitä, eikä suinkaan se mikä on fysikaalisesti oikein. Ne ovat todella kaukana toisistaan. Fysikaalisesti oikealla vastauksella olisi siis menettänyt kyseisessä kokeessa pisteitä!!! Se oikea opetetaan esim aerodynamiikan yliopistokursseilla, jota kyseisen ylioppilaskokeen mallivastauksen laatijat eivät selvästikään ole suorittaneet.

        Tehtävä oli ratkaisuohjeeltaan aivan ainutlaatuinen.

        Ensin tulkitaan väärin Newtonin dynamiikkaa, sitten tehdään vastauksen laskussa alkeellinen suuruusluokkavirhe ja lopuksi ei ymmärretä että F*v on teho vain jos molemmat tekijät ovat vakioita.

        Kuten joku jo totesi, kaavojen ulkoa opettelu on tehokkain tapa tehdä virheitä, ja ko. esimerkki oli jo parodianomaista esitystä.
        Jos joku on koskaan näitä ongelmia purkanut, voi jo suoralta kädeltä todeta että vastaus 1,6 m/s ei voi olla sinne päinkään.

        Jos Pisa-tulokset huolestuttavat, niin miettikääpä mistä se voisi johtua ?


    • Anonyymi

      b-kohta, Kuinka suuri teho vähintään tarvitaan ilmavirran tuottamiseen, menee vaikeaksi. On helppo laskea, mikä teho tarvitaan tietyn massan (ilman) kiihdyttämiseen tarvittavaan nopeuteen. Tässä kuitenkin käsittääkseni kopterin ylä- ja alapuolen välillä vallitsee paine-ero, ja sen ylläpitämiseen tarvitaan tehoa. Yläpuolella ilma on ohuempaa, koska sitä imetään alas, ja vastaavasti alapuolella on vallitsevaa ilmanpainetta suurempi paine.Lisäksi roottorien ulkoreunoille syntyy "akanvirta" tuon paine-eron vuoksi.

      • Anonyymi

        Pitää taaskin muistaa tehtävän luonne: yo-kirjoitustehtävä lukiotiedoilla. Kun vielä nähdään, että tehon laskemisesta saadaan yksi piste, niin ei laskelma voi kovin monimutkainen olla: vain siipiin kohdistuvien voimien kertominen ilmavirralle aikaansaadulla nopeudella. Käytännössä vain alaraja teholle.


    • Anonyymi

      Energiaperiaatteella laskettaessa pitäisi muistaa, että liike-energiat pitää laskea painopistekoordinaatistossa. Esimerkki: kaksi autoa, molemmilla massat m ja nopeudet v, törmäävät päittäin yhteen. Silloin liike-energia on yhteensä mv^2 ja se kuvaa vaurioiden laajuutta. Entä sitten jos toinen autoista on paikallaan ja toinen törmää siihen nopeudella 2v. Järki sanoo, että vauriot ovat samat, mutta kun sen liikkeellä olevan auton liike-energia onkin nyt 2mv^2, pitäisi vaurioiden olla suuremmat. Mikä menee vikaan? No se, että liike-energiaa ei ole laskettu autojen painopisteessä.
      Noissa "rakettilaskuissakin" haksahdetaan, jos lasketaan liike-energia olettaen raketin olevan paikoillaan.

      • Anonyymi

        Mitä tarkoittaa "a painopistekoordinaatistossa", liike-energian käsite lienee yksiselitteinen paikallaan olevan koordinaatiston suhteen.

        Niin, ja kuinka tämä liittyy kyseiseen tehtävään ?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mitä tarkoittaa "a painopistekoordinaatistossa", liike-energian käsite lienee yksiselitteinen paikallaan olevan koordinaatiston suhteen.

        Niin, ja kuinka tämä liittyy kyseiseen tehtävään ?

        "Mitä tarkoittaa "a painopistekoordinaatistossa", liike-energian käsite lienee yksiselitteinen paikallaan olevan koordinaatiston suhteen."

        Eli tuossa autoesimerkissä, olet siis sitä mieltä, että jos auto ajaa päin samanalaista autoa nopeudella 200 km/h, tulee kaksinkertaiset vauriot siihen verrattuna, että autot ajavat toisiaan päin molemmat nopeudella 100 km/h, koska ensinmainitussa tapauksessa liike-energia on kaksinkertainen paikallaan olevassa koorninaatistossa?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        "Mitä tarkoittaa "a painopistekoordinaatistossa", liike-energian käsite lienee yksiselitteinen paikallaan olevan koordinaatiston suhteen."

        Eli tuossa autoesimerkissä, olet siis sitä mieltä, että jos auto ajaa päin samanalaista autoa nopeudella 200 km/h, tulee kaksinkertaiset vauriot siihen verrattuna, että autot ajavat toisiaan päin molemmat nopeudella 100 km/h, koska ensinmainitussa tapauksessa liike-energia on kaksinkertainen paikallaan olevassa koorninaatistossa?

        Vitunko väliä kun kerran on kysymys paikallaan olevasta helikopterista.


    • Anonyymi

      Momentin ja ilmavastuksenkin muutos kiihtyvyyden erityyppisten kappaleiden ollessa eri asennoissa taitaa puuttua, entä maapallon pyörimisen aiheuttama g-voiman eli gravitaatio -.voiman muutos? Missäpäin maailmaa ja mihin vuodenaikaan tämä koe tehdään.

      Erittäin tärkein on tässä kai voimamomentin muuttuminen kun gravitaatio muuttaa niitä erilaisiin olosuhteisiin, ei niinkään Newtonin peruslait kuten F=ma, vaan voimamomentin muutos kappaleen eri osissa tietystikin.

      • Anonyymi

        Tietysti pitää ottaa huomioon graviotatiokentän jatkuva vaihtelu -107g ... välillä 2323g.... ja molekyylien vastus ilmassakin riipuen sitten ...


    • Anonyymi

      No mikä oli oikea vastaus ?

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Epäily: Oppilas puukotti kolmea Pirkkalan koululla

      Tämänhetkisen tiedon mukaan ainakin kolme oppilasta on loukkaantunut puukotuksessa Pirkkalan Vähäjärven koululla. Myös e
      Pirkanmaa
      307
      7740
    2. Jos yhdistät nimikirjaimet

      Jos yhdistät sinun ja kaivattusi ensimmäisten nimien alkukirjaimet mitkä nimikirjaimet tulee? Sinun ensin ja sitten häne
      Ikävä
      86
      6031
    3. Jos olisit täällä

      Tosin en tiiä miks oisit. (Ja hävettää muutenkin kun ei muka muulla tavoin osaa kertoa tätäkään) Jos jollain pienellä
      Ihastuminen
      173
      3581
    4. Kyllä se taitaa olla nyt näin

      Minusta tuntuu et joku lyö nyt kapuloita rattaisiin että meidän välit menisi lopullisesti. Sinä halusit että tämä menee
      Ikävä
      32
      2077
    5. Odotan että sanot

      Sitten siinä että haluaisit vielä jutella kahdestaan kanssani ja sitten kerrot hellästi että sinulla on ollut vaikea san
      Ikävä
      22
      1916
    6. Pirkkalan koulussa puukotus, oppilas puukotti kolmea

      Ilmeisesti tyttöjä ollut kohteena.
      Maailman menoa
      195
      1911
    7. Paljon niitä puheita

      susta liikkuu. 🤮
      Tunteet
      36
      1699
    8. Olet kiva

      Olet kiva :)
      Ikävä
      44
      1494
    9. Mitä haluat sanoa tällä hetkellä

      Hänelle 🫶 ⬇️
      Ikävä
      59
      1486
    10. Miksi haluat alentaa muita?

      Luulin sinua niin erilaiseksi, poikkeavan hyväksi, olin väärässä.
      Ikävä
      22
      1441
    Aihe