Mistä keskipakovoima aiheutuu? Tiedän kyllä miten se ilmenee.
Keskipakovoima
Blondi
13
9768
Vastaukset
- mekaanikko
(Yksinkertaistetaan sen verran että puhutaan vain pistemäisestä kappaleesta ympyräradalla; samankaltainen asia on kuitenkin yleisessäkin tapauksessa)
Ympyräradalla liikkeessä olevalla kappaleella on kiihtyvyyskomponentti kohti ympyrän keskipistettä. Sitä usein sanotaankin keskihakuiskiihtyvyydeksi. Tämän kiihtyvyyden aiheuttaa kappaleen tuennan(esim. naru) kappaleeseen kohdistama tukivoima. Kappaleeseen ei siis kohdistu mitään mystistä "keskipakoisvoimaa". Kappale vain noudattaa Newtonin I lakia (F = ma tässä tapauksessa)
Ja mistäkö se kiihtyvyys sitten tulee? Lasketaan tilanteessa jossa pyörimisnopeus(n) on vakio. Silloin se on helppo osoittaa laskemallakin (yksinkertaista vektorianalyysia).
kpleen etäisyys keskipisteestä(säde):
r
kulmanopeus:
ω = n / (2π)
(π on pii vaikka tässä merkistössä vähän oudolta näyttääkin)
kpleen paikkavektori:
r(t) = [rcos(ωt),rsin(ωt)]
Kuten tiedetään keskimääräinen nopeus on siirtymä jaettuna siirtymään kuluneella ajalle. Hetkellinen nopeus saadaan kun aika valitaan "miten pieneksi tahansa". Tällöin nopeus on paikan derivaatta ajan suhteen ja kiihtyvyys nopeuden derivaatta ajan suhteen. r ja ω ovat siis vakioita kuten olen pohjustanut.
kpleen nopeusvektori:
v(t) = r´(t) = [-rωsin(ωt),rωcos(ωt)]
kpleen kiihtyvyysvektori:
a(t) = v´(t) = [-rω²cos(ωt),-rω²sin(ωt)]
Nopeusvektori on siis ympyrän tangentin suuntainen ja kiihtyvyysvektori ympyrän säteen suuntainen.
Kiihtyvyyden resultantti on yhtäkuin kiihtyvyysvektorin pituus. (seuraavat ´:t ovat vain täytettä jotta saan neliöjuuren näkymään kuten haluan)
´´ ´ ´ ´ ´____________________________
|a(t)| = √{-rω²cos(ωt)}² {-rω²sin(ωt)}²
{muistetaan: sin²(x) cos²(x) = 1}
→ |a(t)| = rω²
Ympyräradalla liikkuvan kappaleen kiihtyvyys on siis rω² kohti ympyrän keskipistettä! Jos kulmanopeus ω tuntuu vieraalta niin:
ω = v/r → |a(t)| = v²/r (vakio kehänopeus v)
Niinpä blondikielellä ilmaistuna kappaleeseen kohdistuu keskipakovoima mv²/r
(edelleen kuitenkin korostan että kappaleeseen ei kohdistu mitään mystistä "keskipakovoimaa", siihen vaikuttaa ihan tavallinen tukivoima.)- mekaanikko
{ω = 2πn} , eikä {ω = n / (2π)}
- Helpointa...
Yksinkertaisten selitysten ystävänä...
Ajatus voidaan esittää näin: Ajattele istuvasi autossa joka kiihdyttää suoraan eteenpäin. Painaudut istuintasi vasten. Sinuun ei varsinaisesti vaikuta mikään voima joka kiskoo sinua taaksepäin, vaan auto on kiihtyvässä liikkeessä ja sinut sidottu siihen. Massasi inertia yrittää vastustaa tätä.
Kun auto on päässyt tasaiseen vauhtiin, kuvittele penkkisi kääntyvän yhdeksänkymmentä astetta niin, että seuraavassa kaarteessa katsot suoraan kaarteen sisäreunaan. Nyt auto tulee vakionopeudella kaarteeseen. Jälleen sinä painaudut penkkisi selkänojaan ja jälleen samasta syystä. Nyt autolla on keskihakuvoima, eli laskennallinen kiihtyvyys kaarevan radan keskipistettä kohti ja massasi vastustaa tätä.- liike
Liikkeessä oleva kappale säilyttää suuntansa, ellei siihen vaikuta ulkopuolinen voima.
- No kysy pois vaan
liike kirjoitti:
Liikkeessä oleva kappale säilyttää suuntansa, ellei siihen vaikuta ulkopuolinen voima.
... Se on keskesikiihtyvyys joka on olemassa.
- Rantanplan
No kysy pois vaan kirjoitti:
... Se on keskesikiihtyvyys joka on olemassa.
Jotenkin tulee mieleen, että juuri tätä väitettä tässä haettiinkin =)
- Blondi
Rantanplan kirjoitti:
Jotenkin tulee mieleen, että juuri tätä väitettä tässä haettiinkin =)
Perinteisesti ajatellaan kappaleen, jonka keskipakovoimaa mittaillaan liikkuvan suhteessa maailmankaikkeuteen. Tai lähemmin suhteessa maahan. Eli tarkastelu näkökulma on universaalinen.
Jos tarkastelu kulmaa vaihdetaan siten, että arvioidaan ympäristön muutosta suhteessa kappaleeseen, Siten että ajatellaan kappale staattiseksi eli pysymään paikoillaan, ja universumi pyörimään sen ympäri, Nousee kysymys, mikä tai mitkä voimavaikutukset repivät kappaleen osia erisuuntiin.
Ajatusta voi lähestyä jakamalla kokonaisuus osiin, siten että kuvitellaan ensin k.o. kappale tyhjiöön, ilman ympäristöä. Silloinhan sillä ei voine olla mitään keskipakovoimaksi kutsuttavaa erisuuntiin repivää voimaa, koska kappale ei voi pyöriä suhteessa mihinkään. Miksi sitten kun kappaleelle kuvitellaan tila/materia, joka pyörii sen ympåärillä, kappaleelle kehittyy tämä niinkutsuttu keskipakovoima...
Oliko vaikeesti ilmaistu...? - Rantanplan
Blondi kirjoitti:
Perinteisesti ajatellaan kappaleen, jonka keskipakovoimaa mittaillaan liikkuvan suhteessa maailmankaikkeuteen. Tai lähemmin suhteessa maahan. Eli tarkastelu näkökulma on universaalinen.
Jos tarkastelu kulmaa vaihdetaan siten, että arvioidaan ympäristön muutosta suhteessa kappaleeseen, Siten että ajatellaan kappale staattiseksi eli pysymään paikoillaan, ja universumi pyörimään sen ympäri, Nousee kysymys, mikä tai mitkä voimavaikutukset repivät kappaleen osia erisuuntiin.
Ajatusta voi lähestyä jakamalla kokonaisuus osiin, siten että kuvitellaan ensin k.o. kappale tyhjiöön, ilman ympäristöä. Silloinhan sillä ei voine olla mitään keskipakovoimaksi kutsuttavaa erisuuntiin repivää voimaa, koska kappale ei voi pyöriä suhteessa mihinkään. Miksi sitten kun kappaleelle kuvitellaan tila/materia, joka pyörii sen ympåärillä, kappaleelle kehittyy tämä niinkutsuttu keskipakovoima...
Oliko vaikeesti ilmaistu...?Siis kysymyksellä ei ollutkaan tarkoitus vain herättää kielipoliisit julistamaan: "Keskipakoisvoimaa ei ole olemassa!"
Tosiaan pyöriminen ei ole suhteellista samalla tavalla kuin suoraviivainen nopeus. Tämä tietysti siksi että pyöriminen on kiihtyvää liikettä, ja kiihtymistä yleensäkin vastustaa inertia. Keskipakoisvoima tosiaan esiintyy vain koordinaatistossa, joka pyörii kiintotähtiin nähden...
Tämä inertia ja se, mihin sitä kiihtyvyyttä pitää verrata on ollut vakavammankin pohdinnan alla jo pitkään fysiikassa. Machin periaate on yksi varhaisimmista ehdotuksista, mutta se on muotoiltu vain sanallisesti, eikä ole siten kovin tyydyttävä vastaus. Osapuilleen se menee niin, että koko maailmankaikkeuden hiukkaset vaikuttavat (jotenkin) hiukkaseen, joka kiihdyttää niihin nähden.
Mekanismia ei ole löydetty, mutta eräs moderni ehdotus on, että on olemassa ns. Higssin kenttä, jonka synnyttää Higssin hiukkaseksi kutusutut skalaarihiukkaset. Higssin hiukkasia ollaan yritetty etsiä, ja etsintä jatkuu edelleen... - Rantanplan
Rantanplan kirjoitti:
Siis kysymyksellä ei ollutkaan tarkoitus vain herättää kielipoliisit julistamaan: "Keskipakoisvoimaa ei ole olemassa!"
Tosiaan pyöriminen ei ole suhteellista samalla tavalla kuin suoraviivainen nopeus. Tämä tietysti siksi että pyöriminen on kiihtyvää liikettä, ja kiihtymistä yleensäkin vastustaa inertia. Keskipakoisvoima tosiaan esiintyy vain koordinaatistossa, joka pyörii kiintotähtiin nähden...
Tämä inertia ja se, mihin sitä kiihtyvyyttä pitää verrata on ollut vakavammankin pohdinnan alla jo pitkään fysiikassa. Machin periaate on yksi varhaisimmista ehdotuksista, mutta se on muotoiltu vain sanallisesti, eikä ole siten kovin tyydyttävä vastaus. Osapuilleen se menee niin, että koko maailmankaikkeuden hiukkaset vaikuttavat (jotenkin) hiukkaseen, joka kiihdyttää niihin nähden.
Mekanismia ei ole löydetty, mutta eräs moderni ehdotus on, että on olemassa ns. Higssin kenttä, jonka synnyttää Higssin hiukkaseksi kutusutut skalaarihiukkaset. Higssin hiukkasia ollaan yritetty etsiä, ja etsintä jatkuu edelleen...Siis piti kirjoittaa Higgs.
- Rupu
sitä kappaletta kuitenkin haluaa kiskoa eri suuntaan, kuin mihin se keskeisvoima sitä kehää kiertävää pyrkii viemään.
Sama syy siihen on tietysti kuin massan kiihdyttämisessä yleensäkin eli hitausvoimat.
Veikkaisin, että massa (eli hitauden aiheuttaja) syntyy hiukkaskohtaisten kenttien vuorovaikutuksesta ympäristön kenttien kanssa. Hiukkasilla sinällään ei edes tarvitse olla massaa.
Varsinainen materiaalihiukkanen ja sen kenttä muodostavat parin. Kenttä pyrkii aina pitämään hiukkasen keskellään, jolloin tarvitaan voimaa siirtämään hiukkasta kenttänsä suhteen.
Kenttä on edelleen vuorovaikutuksessa muiden hiukkasten kenttien kanssa, josta seuraa mm. gravitaatio.
Helppoa tämä fysiikka, enää tarvitsisi todistaa että näin tosiaan on.
- Selitys
Samasta syystä kuin se, että kun kiven heittää ikkunaan, niin se menee sen läpi.
Elikkä hitaudesta: kappale haluaa jatkaa liikettään nopeutensa ja suuntansa säilyttäen!
Kun ajat kaarteeseen, niin autoa ja kaikki mukanaolijat haluavat jatkaa liikettään suoraviivaisesti. Tämä ilmenee keskipakovoimana.- Blondi
Ei kaikkea tartte ymmärtää. Riittää että tietää mitä k.o. kaltaisessa tilanteessa yleensä tapahtuu, muttei miksi.
- kysymys!
Blondi kirjoitti:
Ei kaikkea tartte ymmärtää. Riittää että tietää mitä k.o. kaltaisessa tilanteessa yleensä tapahtuu, muttei miksi.
No hyvä! Tämä kysymys onkin jo luokkaa parempi!!!! MIKSI NIIN ON?
Miksi kappaleet haluavat jatkaa suoraviivaista liikettään nopeutensa säilyttäen????????
****** MILJOONAN MARKAN KYSYMYS!! ******
(Sekä vastaus)
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Olen päivä päivältä vain varmempi siitä että rakastan sinua
Onhan se tällä tuntemisen asteella jokseenkin outoa, mutta olen outo ja tunne on tunne. 😊931438Verovähennysten poisto syö veronkevennykset pieni- ja keskituloisilta
Kokoomuslaiset ja perussuomalaiset kansanedustajat jakavat kilvan postauksia, jossa kerrotaan miten kaikkien työssäkäyvi1921425Hei rakas mies. Olisi yksi kysymys, mielellään rehellinen vastaus edes täällä..
Mitä sinä minusta haluat?761175- 901125
- 83989
- 81985
- 39952
Kelloniemeltä harvinaisen lapsellista käytöstä valtuustossa
Olipa harvinaisen ala-arvoinen esitys kelloniemeltä valtuustossa. Alkoi Nivalaa oikein matkimalla matkimaan siteeratessa66905Satonen Kelaan, on paras mies ?
Kukaan ei ole tehnyt enemmän Kelalle asiakkaita kuin Satonen kokoomuksineen, näin ollen täyttänee paikan edellytykset v81902Korjaamo Kiesifix
Hei. Kävin viime viikolla tuolla korjaamolla, siistiä oli mutta yksi asia jäi mieleen!Joitakin jätkiä istui ja katseli/6847