Hei
Nyt saa fyysikot vastata.
Jos vedän 100kg painoista teräs kelkkaa, joita löytyy kuntosalilta, mikä on vaadittava voima jolla kelkka liikkuu?
Toinen on jos vedän kelkkaa 10m ajassa 10s mikä on teho silloin? Sori typeryyteni
Nyt saa fyysikot vastata.
Jos vedän 100kg painoista teräs kelkkaa, joita löytyy kuntosalilta, mikä on vaadittava voima jolla kelkka liikkuu?
Toinen on jos vedän kelkkaa 10m ajassa 10s mikä on teho silloin? Sori typeryyteni
Vastaukset 16
Vanhimmat
a) 0N koska oletetaan salin lattia kitkattomaksi
b) s = 1/2 x a x t^2 eli a = s / ( 0.5 x t^2 ) = 10m / ( 0.5 x 100s^2) = 0.2 m/s^2
v = a x t = 0.2 m/s^2 x 10s = 2 m/s
Ek = 1/2 x m x v^2 = 1/2 x 100kg x 4 m^2/s^2 = 200J
P = E / t = 200J / 10s = 20W
Tuossa meni ihan kaikki väärin!
Ei kun ihan kaikki oikein!
EI kannata lähteä kanssasi kuntosalille, koska kaikki on niin helppoa ja millään ei ole mitään väliä.
Kuntosali on kuin laskuvarjohyppy; ellei pelota niin painovoima hoitaa kaiken. Sormea liikuttamalla koko talo pyörii, koska kitka on nolla.
Aloittaja ei maininnut mitään lattian materiaalista. Minä voin olettaa sen olevan mitä huvittaa. Voit itse arvella lattian olevan pehmeää ja tahmeaa kumia ja kelkan jalaksissa olevan piikkejä. Tai että lattia on hyvin liukasta epoksia tai vaikka että lattia on vaahtokarkkia. Seuraavalla kerralla varmaan saadaan kysymykseen tarvittavat alkutiedot. Nämä "Mikko osti kirjahyllyn a) mahtuuko kirjahylly mikon autoon b) jaksaako mikko kantaa sen kotiin c) onko kirjahylly heikkotekoinen" tyyliset kysymykset saavat juuri niitä vastauksia kuin saavat. Vaikka joku huumorintajuton puupää muuta itkisikin.
a)
F = u m g
u on kitkakerroin
b)
P = F v
v = ds/dt
u voisi olla jotain väliltä 0.10 ... 0.30
Jos u=0.20, niin F = 196 N.
v ~ 1 m/s
P = 196 W eli ~ 200 W
Tänään testattu laittamalla 100kg ja yhdelle kädellä kiinni, koitin vetää tuntui että liikahti vasta kun voimaa oli ehkä käytetty 50-60kg
Lepokitka ja liikekitka ovat eri asioita.
Yksi kirjoittajista luulee että kuntosalin lattia on jäätä tai öljyttyä teflonia.
Niinpä, puupää kuvittelee että hänen huumorintajunsa on valtaisa lahja kaikille maailman ihmisille.
Oletetaan, että kyseessä on vakiovoima F ja kitkakerroin = u.
F - umg = ma
1/2 a t^2 = s joten a = 2s/t^2 = 20/100 = 0,20 (m/s^2)
P = F s/t = m(ug+a) s/t = 100(ug+0,20) 10 /10 = 100 ug + 20
Erityisesti, jos u = 0, P = 20
Tehty työ W =P t = 200
Liike-energia lopussa on 1/2 m v^2 = 200 eli W = E(kin). Koko työ kului liike-energian lisäykseen kun nopeus kasvatettiin nollasta arvoon 2 (m/s)
Näinhän se on, jos kitkaa ei ole. Mutta tuskin tällaisessa kuntokelkassa pyritään kitka nollaamaan.
Kitkaa on. Vedossa on kaiketi kaksi mahdollisuutta:
a) vakiovoima F
b) vakioteho ( P=Fv eli F = P/v )
a-tapauksessa kelkka kiihtyy koko ajan, jos F > kitkavoima umg
b-tapauksessa kiihtyminen lakkaa, kun F=P/v=umg, josta v = P/(umg)
Jos P=200 W ja u=0.20, niin kelkka saavuttaa nopeuden v = 1.02 m/s. Nopeudella 1 m/s kelkan liike-energia on vain 50 J.
b-tapauksessa vain ~ 2.5 % käytetystä energiasta menee kelkan liike-energiaksi. Liikekitkakertoimen arvion epävarmuus dominoi.
Kun F = vakio:
W(t) = W(s(t)) = Int(0,t) F ds/dt dt = int(0,t) F a t dt = 1/2 F a t^2.
P(t) = dW(t)/dt = F a t = (100 u g +20)*0,2*t
W(10) =(100 u g + 20)* 10 )
Kun u = 0 niin W(10) = 200 = E(kin)
P(10) = (100 u g + 20)*2 (= F*v(10) )
Kun P = vakio:
W(t) = P t, F(t) = umg + m d^2 s/dt^2