Voima ja vastavoima

On kyllä ylimielisiä vastauksia. Kysymys on mielenkiintoinen ja vain yksinkertaistamalla vastaus lukion tasoiseen fysiikkaan kyseessä on helppo ongelma.

Väärin. Mitään täydellistä kumoutumista ei tapahdu, vaan ilma virtaa purjeen kohtaamisen jälkeen taaksepäin. Liikemääränsäilymisestä seuraa että jonkin muun liikemäärän on muututtava saman verran vastakkaiseen suuntaan, kuin ilman muuttui taaksepäin. Se jokin muu on se vene, mikä siis liikkuu puhalluksen jälkeen eteenpäin, kun oli alussa paikallaan.
Tämä pätee siitä huolimatta että puhaltaja istuu takatuhdolla, ja kohdiostaa veneeseen voiman taaksepäin, koska se ei kuomoa liikemääränsäilymislakia.

Vain täydellisen kyvytön fysiikan opettaja voi kuvitella voima- ja vastavoiman lain muuttavan tilanteen toiseksi, tai että purjeeseen kohdistuva voima olisi saman suuruinen kuin puhaltajan ja takatuhdon välinen kitkavoima. Voima ja vastavoiman laki käsittelee yksinomaan samaan vuorovaikutukseen liittyviä voimia, j apurjeeseen kohdistuva voima ei liity samaan vuorovaikutuksen kuin takatuhdon kitkavoima, eikä siksi ole saman suuruinenkaan. Valitettavasti hölmöjä fysiikan opettajia on olemassa, otan osaa jos olet joutunut sellaisen harhaopetuksen uhriksi.

Anonyymi kirjoitti:

Väärin. Mitään täydellistä kumoutumista ei tapahdu, vaan ilma virtaa purjeen kohtaamisen jälkeen taaksepäin. Liikemääränsäilymisestä seuraa että jonkin muun liikemäärän on muututtava saman verran vastakkaiseen suuntaan, kuin ilman muuttui taaksepäin. Se jokin muu on se vene, mikä siis liikkuu puhalluksen jälkeen eteenpäin, kun oli alussa paikallaan.
Tämä pätee siitä huolimatta että puhaltaja istuu takatuhdolla, ja kohdiostaa veneeseen voiman taaksepäin, koska se ei kuomoa liikemääränsäilymislakia.

Vain täydellisen kyvytön fysiikan opettaja voi kuvitella voima- ja vastavoiman lain muuttavan tilanteen toiseksi, tai että purjeeseen kohdistuva voima olisi saman suuruinen kuin puhaltajan ja takatuhdon välinen kitkavoima. Voima ja vastavoiman laki käsittelee yksinomaan samaan vuorovaikutukseen liittyviä voimia, j apurjeeseen kohdistuva voima ei liity samaan vuorovaikutuksen kuin takatuhdon kitkavoima, eikä siksi ole saman suuruinenkaan. Valitettavasti hölmöjä fysiikan opettajia on olemassa, otan osaa jos olet joutunut sellaisen harhaopetuksen uhriksi.

Lue lisää

Esimerkissä ei ole kysymys kitkavoimasta, vaan tukivoimasta. Kitka liittyy jollakin pinnalla liikkeessä olevaan kappaleeseen, mutta esimerkissä puhaltaja on paikoillaan veneessä, jolloin syntyy tukivoima, joka on yhtä suuri kuin puhalluksen purjeeseen aiheuttama työntövoima.

Jos puhaltaja tosiaankin liukuisi takatuhdolla, olisi puhalluksen työtövoima suurempi kuin veneeseen kohdistuva tukivoima ja vene liikkuisi, mutta hetken päästä puhaltaja putoaisi veneestä pois.

Argumenttisi meni siis esimerkkitapauksen ulkopuolelle. Esimerkissä pätee voiman ja vastavoiman laki eikä vene liiku.

Anonyymi kirjoitti:

Esimerkissä ei ole kysymys kitkavoimasta, vaan tukivoimasta. Kitka liittyy jollakin pinnalla liikkeessä olevaan kappaleeseen, mutta esimerkissä puhaltaja on paikoillaan veneessä, jolloin syntyy tukivoima, joka on yhtä suuri kuin puhalluksen purjeeseen aiheuttama työntövoima.

Jos puhaltaja tosiaankin liukuisi takatuhdolla, olisi puhalluksen työtövoima suurempi kuin veneeseen kohdistuva tukivoima ja vene liikkuisi, mutta hetken päästä puhaltaja putoaisi veneestä pois.

Argumenttisi meni siis esimerkkitapauksen ulkopuolelle. Esimerkissä pätee voiman ja vastavoiman laki eikä vene liiku.

Lue lisää

Väärin taas ja useammassa kohdassa:
1) Lepokitka ei liity jollain pinnalla liikeessä olevaan kappaleeseen, vaan paikalla olevaan, kuten takatuhdolla istujan ja tuhdon välillä tapahtuu.
2) Puhalluksen purjeeseen aiheuttaman voiman suuruus ei ole yhtä suuri kuin mikään istujaan kohdistuva voima, oletus ei perustu fysiikkaan ja on pahasti väärin.
3) jos istuja ei kiihdy, on istujaan kohdistuvien voimien summa nolla. Tämä pätee myös veneen liikesuunnassa. Purjeeseen kohdistuva voima vaan ei kuulu niihin voimiin, jotka tässä muodostavat nolla summan. Esimerkissä istuja tosin kiihtyy veneen mukana eteenpäin, joten ihan nollassa häneen kohdistuvien voimien summa ei edes ole.

Argumenttini jota kommnentoit pätee nimenomaan viestiketjun aloittajan esimerkin tapauksessa.

Nyt tuli tasan tarkkaan aloituksen tasoinen selostus.

Mistä teitä riittää.

Mihin suuntaan vene liikkuu?

Anonyymi kirjoitti:

Mihin suuntaan vene liikkuu?

Alas, jos se vuotaa.

Anonyymi kirjoitti:

Mihin suuntaan vene liikkuu?

Eli onko purjeesta hyötyä liikkeen aikaan saamiseksi vai haittaa?

Anonyymi kirjoitti:

Mihin suuntaan vene liikkuu?

Eteenpäin, koska ilma liikkuu puhallusten ja muiden mainittujen vuorovaikutusten jälkeen taaksepäin.
Edelleen ajattele liikemäärän säilymislakia niin ymmärrät, mikäli osaat fysiikasta edes alkeet.

Anonyymi kirjoitti:

Eteenpäin, koska ilma liikkuu puhallusten ja muiden mainittujen vuorovaikutusten jälkeen taaksepäin.
Edelleen ajattele liikemäärän säilymislakia niin ymmärrät, mikäli osaat fysiikasta edes alkeet.

Lue lisää

Joudut kyllä esittelemään laskelman liikemäärän säilymisestä. Purjeeseen kohdistuvan voiman suuruudella ei ole esimerkkitapauksessa merkitystä, koska veneeseen kohdistuva vastavoima on aina saman suuruinen kuin se.

Anonyymi kirjoitti:

Joudut kyllä esittelemään laskelman liikemäärän säilymisestä. Purjeeseen kohdistuvan voiman suuruudella ei ole esimerkkitapauksessa merkitystä, koska veneeseen kohdistuva vastavoima on aina saman suuruinen kuin se.

Lue lisää

Purje on osa venettä, ja muun veneen ja purjeen välinen voima (mikäli sellainen olisi) ei sisäisenä voimana vaikuta asiassa mitään.
Esimerkissä suuri osa purjeeseen kohdistuvan voiman vastavoimasta kohdistuu taaksepäin kiihtyvään ilmaan, ja loput veneeseen (jonka osaksi takatuhdolla istuva puhaltaja lasketaan).

Veneeseen kohdstuva voima ei siis ole läheskään samansuuruinen kuin purjeeseen kohdistuva voima!!! Tämä on ratkaiseva virhe mikä osoittaa ettei purjehduksesta ymmärretä mitään.
Liikemäärän säilymislain kannalta oleellista on että tarkastellaan ainoastaan tarkasteltavaan systeemiin kohdistuvia ulkoisia voimia. Siis niitä joiden vastavoima ei kohdistu samaan systeemiin. Vaakasuorassa suunnassa niitä ovat:
purjeesta ilmaan kohdistuvan voiman vastavoima, sekä veneen kulkuvastus vedessä liikkeelle lähdön jälkeen, sekä vettä kiihdyttävän voiman vastavoima.
Kyseiset voimat kiihdyttävät venettä (johon kuuluu puhaltaja ja purje), ja niiden vastavoimat vettä tai ilmaa. Kyseisten massojen kiihtyvyyteen liittyy myös niiden liikemäärän muutos tietyssä ajassa, ja kaikki muutokset ovat yhteenlaskettuna tasan nolla, minkä liikemääränsäilymislaki takaa. Voimia ei siis tarvita lopputuloksen päättelemiseen lainkaan, saati laskelmia. Niitä tarvittaisiin jos kysyttäisiin veneen kiihtyvyyttä, mitä aloituksessa ei kysytty!
Nyt riittää että ymmärtää ko muutosten suunnat, ja suhteelliset suuruudet, joilla nollasumma saavutetaan.

Itse olisin veikannut että vene lähtee taaksepäin eikä puhalluksen suuntaan

Anonyymi kirjoitti:

Itse olisin veikannut että vene lähtee taaksepäin eikä puhalluksen suuntaan

tuosta juttua

https://www.ellipsix.net/blog/2011/05/blow-your-own-sail.html

Anonyymi kirjoitti:

tuosta juttua

https://www.ellipsix.net/blog/2011/05/blow-your-own-sail.html

Lue lisää

Joskus jopa huvittaa kuinka fysiikassa yksinkertaisestakin asiasta voidaan 'kulineerata' käsittämätöntä sekamelskaa.

Yksinkertaisuudessaan koko venettä, purjeineen ja puhaltajineen voidaan käsitellä kokonaisuutena, josta se puhallettu ilma purkautuu ulos, ja sen vastavoima on se Newtonin tarkoittama ulkoinen voima, joka saa kappaleelle (vene) liikkeen muutoksen.

Erimuotoisten purjeiden, eri suuntiin ohjaamista ilmavirtauksista tässä alkeiskysymyksessä tuskin oli tarkoitus keskustella.

Myytinmurtajat eivät vakuuta. Kokeessa on jokin virhe.

Anonyymi kirjoitti:

Myytinmurtajat eivät vakuuta. Kokeessa on jokin virhe.

Juu, ne unohtivat nostaa ankkurin vedestä.

Anonyymi kirjoitti:

Myytinmurtajat eivät vakuuta. Kokeessa on jokin virhe.

Tai sitten huomattiin että käytännön todellisuudessa on kaoottisen paljon muuttujia ja lopputulos on harvoin täsmälleen mitä yksinkertaistettu teoria sanoo.

Anonyymi kirjoitti:

Tai sitten huomattiin että käytännön todellisuudessa on kaoottisen paljon muuttujia ja lopputulos on harvoin täsmälleen mitä yksinkertaistettu teoria sanoo.

On siinä virhe siinä mielessä, että murtajat eivät kokeile eri suuruisia purjeita. Nimittäin suurella purjeella suhteessa puhaltimeen ei kaikki ilma kulje purjeen "ohi" vaan osa jää pyörteeksi siihen purjeen eteen, jolloin työntövoima purjeeseen on suurempi kuin puhaltimen vastakkaiseen suuntaan aiheuttama voima (=> vene liikkuu purjeen puoleiseen suuntaan). Pienemmällä purjeella veneen kulku muuttuu myös siihen suuntaan, mihin puhallin normaalistikin venettä veisi (=> vene liikkuu puhaltimen puoleiseen suuntaan).

Juuri sopivalla purjeella saadaan paikallaan oleva tulos.

Anonyymi kirjoitti:

Juu, ne unohtivat nostaa ankkurin vedestä.

Ankkuri vedessä ei vaikuta paljon mitään. Ankkuri pohjassa vaikuttaa jotain.

Anonyymi kirjoitti:

Joskus jopa huvittaa kuinka fysiikassa yksinkertaisestakin asiasta voidaan 'kulineerata' käsittämätöntä sekamelskaa.

Yksinkertaisuudessaan koko venettä, purjeineen ja puhaltajineen voidaan käsitellä kokonaisuutena, josta se puhallettu ilma purkautuu ulos, ja sen vastavoima on se Newtonin tarkoittama ulkoinen voima, joka saa kappaleelle (vene) liikkeen muutoksen.

Erimuotoisten purjeiden, eri suuntiin ohjaamista ilmavirtauksista tässä alkeiskysymyksessä tuskin oli tarkoitus keskustella.

Lue lisää

"Yksinkertaisuudessaan koko venettä, purjeineen ja puhaltajineen voidaan käsitellä kokonaisuutena, josta se puhallettu ilma purkautuu ulos, ja sen vastavoima on se Newtonin tarkoittama ulkoinen voima, joka saa kappaleelle (vene) liikkeen muutoksen."

Aivan.

Oleellista on nimenomaan mihin suuntaan se ilma purkautuu mainitusta systeemistä ulos.
Oikein tehdyllä ja suunnatulla purjeella taaksepäin, väärin tehdyllä molemmille sivuille, jolloin niiden vaikutus kumoutuu systeemin kannalta, tai jopa etuviistoon, jolloin vene liikkuukin taaksepäin.

Anonyymi kirjoitti:

Ankkuri vedessä ei vaikuta paljon mitään. Ankkuri pohjassa vaikuttaa jotain.

On se siellä pohjassakin vedessä.

Anonyymi kirjoitti:

On se siellä pohjassakin vedessä.

Riippuu siitä, onko veneen alla vettä.

Anonyymi kirjoitti:

Riippuu siitä, onko veneen alla vettä.

On silloin, jos se ankkuri on vedessä.

Anonyymi kirjoitti:

On silloin, jos se ankkuri on vedessä.

Ankkuri voi olla pohjassa vaikka ei olisikaan vettä. Ainakin veneen pohjassa.

Anonyymi kirjoitti:

Ankkuri voi olla pohjassa vaikka ei olisikaan vettä. Ainakin veneen pohjassa.

Heitetäänkö ankkuri vai lasketaanko ankkuri? Kuinka pitkälle maailman vahvin mies pystyy laskemaan ankkurin? Tai peräti puhaltamaan?

Anonyymi kirjoitti:

Ankkuri voi olla pohjassa vaikka ei olisikaan vettä. Ainakin veneen pohjassa.

Niinpä, joten on parempi sanoa ankkuri on vedessä kuin että se on pohjassa.

Vene ei liiku. Purjeeseen tulee reikiä.