Mitenkäs tällainen asia lasketaan. Jos pudotetaan tietyn massainen kappale tietyltä korkeudelta niin kuinka suuren voiman tuo kappale kohdistaa maahan osumahetkellä? Eli esim. Kaljapullo putoaa pöydältä lattialle, kuinka suuri voima kohdistuu lattiaan kun pullo osuu siihen? Oletetaan, että pullo tai lattia ei hajoa.
voimaa
ihmettelijä
7849
0Äänestä
Vastaukset 7
Vanhimmat
Käytät vain impulssiperiaatetta eli lattiaan kohdistuva voima saadaan voiman impulssi -kaavasta: I=F kertaa delta t (eli ajan muutos)...siis F=I/delta t ja toisaalta I=delta p eli liikemäärän muutos eli mv1-mv2...massa ei muutu, koska ei oletettavasti asiaa käsitellä relativistisella puolella (ei ainakaan kaljapullo -tapauksessa)...Mutta siitä pitäisi irrota!
Niin ja tietysti nopeuden saat laskettua energian säilymislaista: 1/2(mv^2)=mgh...josta seuraa v=neliöjuuri 2gh...
Impulssiperiaate on vain yksi muunnos Newtonin kaavoista ( lähtee F=ma), mutta kysytyssä tapauksessa ja muissakin vastaavissa ongelmaksi muodostuu ajan määrittely.(se aika jonka voima vaikuttaa)
Tarkoittaa sitä, kuinka paljon tai miten alusta tai kappale myötää törmäyksessä, joten mitään yleistä ratkaisua voimalle ei voi antaa tuntematta pysähdysmatkaa, aikaa, tms.
Muuten matemaattinen käsittely em kaavoilla on aika yksinkertaista vaikka voima muuttuisikin törmäyksen aikana.
onnistu kaljapullon tapauksessa. Hiilihappo hajoaa
törmäysvaiheessa vedeksi ja hiilidioksidiksi.
Nojoo riippuu tietysti kaljapullon täytös- tai tyhjennysasteesta.
Jos tyhjennysaste on 100 %, niin homma on simppeli,
mutta muuten laskenta on todella hankalaa.
Jos eivät lattia eikä tyhjä kaljaputeli myötää yhtään mihinkään suuntaan, niin äärettömän lyhyen törmäyshetken voimapiikki on äärettömän suuri.
Ehkä kysymys oli kuitenkin hiukan yksinkertaisemmasta tilanteesta, jossa pullo on vaikka tyhjä...ja jos nysvään aletaan, niin pitää tietysti ottaa putoamiskulma mukaan kuvioihin ja pullon ala millä se aiheuttaa tuon voiman ja vaikka vielä ilmanvastus ym...kohtuullisen tarkkaan tuo voima saadaan lasketuksi, kun oletetaan muutamia yksinkertaisia oletuksia..Kosketusaika taas voidaan kohtuullisen hyvin approksimoida ja näin oikea tulos saadaankohtuullisella tarkkuudella...Toisaalta, jos kyse on annetusta laskutehtävästä niin eiköhän siinä ole valmiina tietona annettu tuo kosketusaika...
Tämä taitaa yleensä olla muodossa: Kuinka paljon energiaa törmäyksessä kuluu? Taikka: Paljonko kaljapullolla on energiaa törmäyshetkellä?
Voimista ei tiedä urpokaan, koska ne riippuvat törmäyksestä ja kappaleiden fysiikasta yms. Törmäysenergia kuluu kappaleiden muodonmuutostyöhön, kunnes kaikki energia on kulunut.
Jos törmäyksessä varastoituu energiaa, niin pullo pomppaa takaisin. Fysiikassa laskettiin joskus täysin kimmoisia ja kimmottomia törmäyksiä. Mutta nekin taitavat olla ideaalitapauksia.