jousi

jousi jousi

miten lasketaan esim. jousipyssyssä jousen jännite? ja miten siitä voi päätellä paljonko liike-energiaa jouselle tulee?

16

2950

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • wileni

      Laskentatapa riippuu siitä, mistä tiedoista lähdetään liikkeelle. Esim. jousen geometriasta voi toki laskea (aiankin jollakin tarkkuudella) mikä on nuolen liike-energia lähtöhetkellä, mutta laskelmat ovat kovin mutkikkaita. Jos taas tiedetään esim. mikä on jänteen nuoleen kohdistama voima, tilanne on jo paljon helpompi.

    • Canopus

      Elikkä katsotaan kuinka paljon jousi vastustaa kun se jännitetään. Siis laitat jousen jänteeseen kalavaa'an kiinni ja lähdet jännittämään jousta. Tarkkailet vakaa ja jos vaa'an lukema pyssyy kotalaisen samana tai nousee tasaisesti, niin lasku ei ole kovin vaikea. Niin ja lisäksi täytyy tietenkin tietää, kuinka pitkä matka jousen jännettä vedetään, kun se jännitetään. Laskeskellakin tuota voin jos todella kiinnostaa.

      • Eliikkkä

        "Laskentatapa riippuu siitä, mistä tiedoista lähdetään liikkeelle."
        Eli jos vetää jännettä 30kg voimalla...jousen jännettä vedetään 50cm....lukema nousee tasaisesti...
        Paljonko jousi antaa liike-energiaa lähtöhetkellä?


      • wileni
        Eliikkkä kirjoitti:

        "Laskentatapa riippuu siitä, mistä tiedoista lähdetään liikkeelle."
        Eli jos vetää jännettä 30kg voimalla...jousen jännettä vedetään 50cm....lukema nousee tasaisesti...
        Paljonko jousi antaa liike-energiaa lähtöhetkellä?

        Jousen jännitysvoima on yhtäsuuri kuin nuolta kiihdyttävä voima.

        Fmax=9.81m/s²*30kg=294N
        Fmin=0
        kiihdyttävä voima muutuu siis tasaisesti Fmax => Fmin
        voiman vaikutusmatka
        l=0,5m

        Nuolen saama liike-energia on yhtä suuri kuin jousen tekemä työ.
        E = nuolen saama liike-energia
        W = jousen tekemä työ
        ( W=F*l )

        E=W=½*(Fmax-Fmin)*l=½*294N*0,5m=73,5J


      • Rantanplan
        Eliikkkä kirjoitti:

        "Laskentatapa riippuu siitä, mistä tiedoista lähdetään liikkeelle."
        Eli jos vetää jännettä 30kg voimalla...jousen jännettä vedetään 50cm....lukema nousee tasaisesti...
        Paljonko jousi antaa liike-energiaa lähtöhetkellä?

        Jos noin olisi, niin tehty työ olisi
        E = 0,5m*30kg*9,8m/s² (E = Fs, jos voima on vakio)

        Tavallisessa kierrejousessa voima taas kasvaisi lineaarisesti venymän suhteen eikä pysy vakiona. En äkkisältään osaa arvata, millaisen voiman kasvun tuollaisen jousen muoto antaa, mutta voi olla, että vakiovoima ei ole oikea arvaus.


      • Rantanplan
        Rantanplan kirjoitti:

        Jos noin olisi, niin tehty työ olisi
        E = 0,5m*30kg*9,8m/s² (E = Fs, jos voima on vakio)

        Tavallisessa kierrejousessa voima taas kasvaisi lineaarisesti venymän suhteen eikä pysy vakiona. En äkkisältään osaa arvata, millaisen voiman kasvun tuollaisen jousen muoto antaa, mutta voi olla, että vakiovoima ei ole oikea arvaus.

        Näköjään.


      • voiman vaikutusmatka?
        Rantanplan kirjoitti:

        Näköjään.

        Mihin sitä tietoa tarvitsee?
        Ja miten voi olettaa jousen kiihtyvyyden olevan 9,8m/s²?


      • Rantanplan
        voiman vaikutusmatka? kirjoitti:

        Mihin sitä tietoa tarvitsee?
        Ja miten voi olettaa jousen kiihtyvyyden olevan 9,8m/s²?

        Jousen/nuolen kiihtyvyyttä ei tarvitse tietää. Tuo 9,8m/s² tulee vaan siitä kun muunnetaan "x kg:n voima" voimaksi, jonka x kg aihettaisi maata kohti ollessaan levossa maan pinnalla.

        Kilogramma on massan yksikkö. On myös joskus käytetty yksikkö kilopondi, joka vastaa kilon painoa maan pinnalla. Sen voi muuntaa Newtoneiksi kertomalla se 9,8N/kp:llä.


      • mutta eihän nuolta pystysuo...
        Rantanplan kirjoitti:

        Jousen/nuolen kiihtyvyyttä ei tarvitse tietää. Tuo 9,8m/s² tulee vaan siitä kun muunnetaan "x kg:n voima" voimaksi, jonka x kg aihettaisi maata kohti ollessaan levossa maan pinnalla.

        Kilogramma on massan yksikkö. On myös joskus käytetty yksikkö kilopondi, joka vastaa kilon painoa maan pinnalla. Sen voi muuntaa Newtoneiksi kertomalla se 9,8N/kp:llä.

        Eikös se painovoima pitäsi huomioida vasta sitten, kun jousi lähtee ja saa valita liikeratansa. Miten tuohon voisi edes teoriassa saada vetämällä jousta 30kg. Miten painovoimakiihtyvyys vaikuttaa jouseen lataamisvaiheessa?
        Miten siitä saisi selville montako metriä se lentäisi?


      • Rantanplan
        mutta eihän nuolta pystysuo... kirjoitti:

        Eikös se painovoima pitäsi huomioida vasta sitten, kun jousi lähtee ja saa valita liikeratansa. Miten tuohon voisi edes teoriassa saada vetämällä jousta 30kg. Miten painovoimakiihtyvyys vaikuttaa jouseen lataamisvaiheessa?
        Miten siitä saisi selville montako metriä se lentäisi?

        Ei tuossa painovoimaa huomioitu, eikä se vaikuta tuohon. Kyseessä on siis vain ikään kuin yksikön muunnos Newtoneiksi, joka on voimalle yksikkö SI-järjestelmässä.


      • Eli siis niin
        Rantanplan kirjoitti:

        Ei tuossa painovoimaa huomioitu, eikä se vaikuta tuohon. Kyseessä on siis vain ikään kuin yksikön muunnos Newtoneiksi, joka on voimalle yksikkö SI-järjestelmässä.

        Miten toi liike-energia pitäisi laskea, että paljonko 100g nuoli lentää kyseisellä voimalla...ilmanvastusta kitkaa ei tarvitse huomioida eikä painovoimaakaan!


      • wileni
        Eli siis niin kirjoitti:

        Miten toi liike-energia pitäisi laskea, että paljonko 100g nuoli lentää kyseisellä voimalla...ilmanvastusta kitkaa ei tarvitse huomioida eikä painovoimaakaan!

        Eli tuolla aiemmin laskemastani nuolen liike-energiasta saadaan sille lähtönopeus.

        E=73,5J nuolen saama liike-energia
        m=100g nuolen massa
        v = nuolen lähtönopeus
        E=½mv² =>
        v=sqrt(2*E/m)=sqrt(2*73,5J/0,100kg)=38,3m/s

        Lähtönopeuden perusteella saadaan vinon heittoliikkeen kaavasta ratkaistua kuinka kauas nuoli lentää.

        a=45deg lähtökulma, 45deg saavutetaan max kantama
        g=9,81m/s²
        s = nuolen kantama
        v=38,3m/s

        s=v²*sin(2*a)/g=(38,3m/s)²*sin(2*45deg)/9,81m/s²=150m

        Huom! Käytännössä ilmanvastus lyhentää maksimi kantamaa huomattavasti.


    • näin?????

      Pistä se jouskari kii johki et naru alaspäin. Sit pistät siihen vaik 50kg punnuksen ja mittaat paljo sen "narukolmion" "korkeus"(venymä vai mikä se nyt on) on. Tää venymä vastaa siis 50kg*g voimaa.
      mp=punnusmassa
      mn=nuolenmassa
      g=9,81
      h=venymä(narukolmio)

      mp*g=mn*a (tämä voima vastaa venymää h)
      eli
      a=(mp*g)/mn

      h=(1/2)*a*t^2 t^2=(2*h)/a
      eli
      t=sqrt((2*h)/a)

      nyt v=at eli v=((mp*g)/mn)*sqrt((2*h)/(mp*g)/mn)

      menikö oikein itteeki kiinnostaa? aika epäselvää sotkua.

      Sit voi kokeilla eri punnuksil, jos sais jonku yhtälön voimalle venymän suhteen.

      Voi olla ihan vituiks, sen verran kova luotto fysiikan taitoihin..

      • näin?????

        h=(naru suorana)-(narun alinpiste ku siinä punnus)

        Tottakai se kaariki taipunee tai siis nimenomaan se.


      • näin?????
        näin????? kirjoitti:

        h=(naru suorana)-(narun alinpiste ku siinä punnus)

        Tottakai se kaariki taipunee tai siis nimenomaan se.

        Kai nää energiajuttuja on..


    • Kuten täällä on jo selostettu, helpoin tapa on esimerkiksi punnuksilla tai kalavaa’alla ja rullamitalla määrittää jousen voima-siirtymäkuvaaja. Tietysti teoreettinenkin tarkastelu olisi mahdollista, mutta se on jousen kaaren ja jänteen tapauksessa niin moneen kertaan geometrisesti epälineaarista ja täynnä tuntemattomia materiaaliparametreja, että tarkastelu vaatisi melkoisia mekaniikan ja lujuusopin taitoja.

      Kuvaajan kokeellinen määrittäminen tapahtuu siten, että kohdistetaan jänteen keskikohtaan tunnettu voima ja mitataan samalla keskikohdan siirtymä alkutilanteesta. Sitten piirretään pisteparien avulla käyrä koordinaatistoon, jossa vaaka-akselilla on siirtymä ja pystyakselilla voima. Nyt käyrän alle jäävä pinta-ala vastaa kunkin siirtymän sisältämää kimmoenergiaa. Pinta-alan voi määrittää joko yksinkertaisesti ruudut laskemalla tai matemaattisesti sovittamalla pistejoukkoon jonkin sopiva käyrä ja integroimalla se siirtymän suhteen.

      Merkitsemällä tämä energia E yhtä suureksi kuin nuolen liike-energia voidaan nuolen lähtönopeuden ylälikiarvo laskea, eli

      E = m v^2/2,

      missä m on nuolen massa ja v sen nopeus. Ratkaisemalla yhtälön v:n suhteen saadaan

      v = (2E/m)^(1/2),

      missä potenssimerkintä tarkoittaa lausekkeen neliöjuurta.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. VVM Riikka Purra ministerin asemassaan valehteli ja rikkoi perustuslakia.

      Valtiovarainministeri Riikka Purra (PS) kiisti Ylen ykkösaamussa luvanneensa ennen vaaleja, ettei pienituloisilta leikat
      Politiikka
      100
      16614
    2. Me, Suomen kansa, vaadimme Riikka Purran eroa ministerin tehtävästä

      Riikka Purra on toistuvalla valehtelullaan osoittanut olevansa epärehellinen henkilö. Perustuslain kohdassa 60 § edell
      Maailman menoa
      117
      7268
    3. Purra ennen vaaleja: "pienituloisten etuuksista leikkaaminen ei meille käy"

      "...perussuomalaisten ero muun muassa kokoomukseen, joka haluaa leikata pienituloisten etuuksista, se ei meille käy."
      Maailman menoa
      84
      3985
    4. Toksinen persuvasemmisto

      Kun toksiset ihmiset eivät kykene hallitsemaan sinua, saamaan sinua näkemään asiat niin kuin he haluaa, toimimaan niin k
      Maailman menoa
      24
      2966
    5. Rikkaiden ja yritysten veroaleen ei ole varaa

      Ei pieni Suomi pysty elättämään vanhenevaa väestöä nykyisellä veroasteella. Ainakin 5-prosenttiyksikköä pitää kokonaisve
      Maailman menoa
      65
      2656
    6. Hotelli Kainuu konkurssiin

      Vasta laajenivat Eskobarilla ja nyt näin https://www.kainuunsanomat.fi/artikkeli/hotelli-kainuu-hakeutunut-konkurssiin
      Kuhmo
      93
      2113
    7. "Minua ei kiinnosta opiskelu eikä töissä käyminen"

      Voiko lausunnosta päätellä lainkaan mikä puolue saattaisi ajaa tuollaisen kansalaisen elämäntavan mahdollistamista? htt
      Maailman menoa
      98
      2106
    8. Mitä Purra oikeasti sanoi ennen vaaleja...

      ...pienituloisten leikkaamisesta? Tässä se on. "Esimerkiksi se, mistä aiotaan leikata, perussuomalaisten ero muun muass
      Maailman menoa
      125
      2075
    9. Huomentaaaa

      Hyvää huomenta.... Tiiätkö kuinka vaikeata susta on ottaa mitään selvää ja ymmärtää yhtään mitään? Mukavaa päivää... sil
      Ikävä
      38
      2002
    10. Tikkunenällä on kovat luulot itsestään

      Mut ei tarjottavana muuta kuin katkeruutta, ilkeyttä ja ilkeä luonne hyih.. oikea miesten nielijä Onneksi kaivatullani
      Ikävä
      13
      1869
    Aihe