Jassoo taas ongelmien ääressä....

Heittokone sinkoaa kappaleen 170m päähän. Kappaleen massa 45kg ja oletettu heittokulma 45 astetta vaakatasoon nähden.
Kuinka laskea tästä kappaleen liike-energia heti sen lähdettyä lentoon?
14122
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 14

Vanhimmat

No sillai, että lasket ensin lähtönopeuden jolla kappale lentää kuvatun matkan, sitten se nopeus ja massa riittää liike-energian määrittämiseen.

Äänestä

Kuinkas nuilla arvoilla sen saat terveisin sivustaseuraaja

Äänestä
  • Sillai että se matka jonka möykky lentää on lähtönopeuden vaakakomponentti kertaa aika, ja aika taas on se, kuinka kauan pystykomponentin nopeus riittää siihen, kun möykky tulee korkeuksista takaisin maan pinnalle.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Sillai että se matka jonka möykky lentää on lähtönopeuden vaakakomponentti kertaa aika, ja aika taas on se, kuinka kauan pystykomponentin nopeus riittää siihen, kun möykky tulee korkeuksista takaisin maan pinnalle.

    Eli lasketaan kulmasta x- ja y-komponentit nopeudelle ja tutkitaan molempia erillään.

    Vinkki: vektorilaskenta.

    Äänestä

Annetuilla tiedoilla ei ole muuta vaihtoehtoa kuin olettaa, ettei ilmanvastusta tarvitse huomioida, joten ratkaisu on juuri niin helppo kuin joku tuossa edellä jo kuvailikin.

Äänestä

eli kaavana olisi v_o=sqrt((matka*g)/(2*sin45))??

Äänestä

Ilmanvastusta ei oteta huomioon. Tehtävän mittakaavassa gravitaatiota voidaan pitää vakiona, F = mg, missä m = massa = 45 (kg) ja g = 9,81(m/s^2).
Tutkitaan liikettä i,j-koordinaatistossa missä j on suunta ylöspäin.Kappaleen nopeus hetkellä t on V(t).Vaakasuoraan suuntaan kappale kulkee matkan s = 170 (m). Alkunopeuden V(0) itseisarvo = v.
Alkunopeus V(0) = v cos(45) i v sin(45) j = v/sqrt(2) (i j)
Vaakasuoraan nopeuteen ei vaikuta mitään voimaa joten se on koko ajan tuo v/sqrt(2) i.
Pystysuora nopeus on Vp(t) =( v/sqrt(2) - gt) j. Lakikorkeudessa Vp(t) = 0 joten silloin t = v/(g sqrt(2)). Alastuloon kuluu sama aika kuin yös lakikorkeuteen menoon eli kokonaislentoaika on T = v sqrt(2) / g. Tässä ajassa kappale lentää vaakasuoraan matkan s = v/sqrt(2)*v sqrt(2)/g = v^2/g.
v^2 = g s ja kysytty liike-energia
W(0) = 1/2 m v^2 = 1/2 m g s
Tarkastellaan vielä energiaperiaatteella.Energia säilyy joten alun kokonaisenergia = energia lakikorkeudessa h.

1/2 m v^2 = mgh 1/2 m v^2/2 joten h = v^2/(4g)
Toisaalta h = v/sqrt(2)* v/(g sqrt(2)) - 1/2 g (v/(g sqrt(2))^2 = v^2/(2g) - v^2/(4g) =
v^2/(4g). Tähän ylösmenoon kuluu aika t:
h= v/sqrt(2) t - 1/2 g t^2 = v^2/(4g) josta t = v/(g sqrt(2)) kuten edellä jo saatiin.

Äänestä
  • Tälleenkin jotkut laskee.

    Lentoaika t= 2Vp/g (Vp=pystynopeus), ja t*Vv = 170 m
    (Vv = vaakanopeus).

    Siinä kaikki, lisäksi tässä Vp ja Vv ovat yhtä suuria.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Tälleenkin jotkut laskee.

    Lentoaika t= 2Vp/g (Vp=pystynopeus), ja t*Vv = 170 m
    (Vv = vaakanopeus).

    Siinä kaikki, lisäksi tässä Vp ja Vv ovat yhtä suuria.

    Eli tuo liike-energia on mgs/4.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Eli tuo liike-energia on mgs/4.

    Tarkemmin katsoen taitaa olla m*g*s/2. Kun lähtökulma on alussa 45 astetta, ovat pysty- ja vaakanopeudet alussa samat, merkataan v. Merkataan t aikaa, jossa nousee lakikorkeuteen, silloin v=g*t. Kappale etenee vaakanopeudella v ajan 2*t, joten matka s=2*v*t. Noista saadaan:
    s=2*v^2/g, joten v=sqrt(g*s/2). Koska lähtönopeus oli v*sqrt2, on liike-energia
    m*v^2 = m*g*s/2.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Tarkemmin katsoen taitaa olla m*g*s/2. Kun lähtökulma on alussa 45 astetta, ovat pysty- ja vaakanopeudet alussa samat, merkataan v. Merkataan t aikaa, jossa nousee lakikorkeuteen, silloin v=g*t. Kappale etenee vaakanopeudella v ajan 2*t, joten matka s=2*v*t. Noista saadaan:
    s=2*v^2/g, joten v=sqrt(g*s/2). Koska lähtönopeus oli v*sqrt2, on liike-energia
    m*v^2 = m*g*s/2.

    Seuraavaksi voisi vielä osoittaa, että 45 asteen kulma on optimi, kun ilmanvastusta ei huomioida.

    Äänestä

  • Anonyymi kirjoitti:

    Seuraavaksi voisi vielä osoittaa, että 45 asteen kulma on optimi, kun ilmanvastusta ei huomioida.

    Ilmanvastuksen huomioiminen onkin sitten jo tykkimiehiksi tähtäävien heiniä.

    Äänestä


  • Anonyymi kirjoitti:

    Seuraavaksi voisi vielä osoittaa, että 45 asteen kulma on optimi, kun ilmanvastusta ei huomioida.

    Olkoon lähtönopeuden V(0) itseisarvo l V(0) l = v. Lähtökulma = u.
    V(0) = v cos(u) i v sin(u) j
    V(t) = v cos(u) i ( v sin(u) - gt) j
    Lentoaika T = 2 v sin(u) / g
    Vaakasuora ammuksen kulkema matka S = v cos(u) T = 2 v/g sin(u) cos(u) = v/g sin(2u).
    S saa maksimin kun u = pii/4 = 45 astetta.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


Anonyymi kirjoitti:

Heittokone sinkoaa kappaleen 170m päähän. Kappaleen massa 45kg ja oletettu heittokulma 45 astetta vaakatasoon nähden.
Kuinka laskea tästä kappaleen liike-energia heti sen lähdettyä lentoon?

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