ensin maahan?eli ammutaan rynnäkkökiväärillä metrin korkeudelta vaakasuorassa eteenpäin ja samaan aikaan pudotetaan samanlainen luoti siinä vieressä maahan.Kumpi luoti on ensin maassa vai ovatko yhtäaikaa?
kumpi
putoaa
233484
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 23
Vanhimmat
Mutta koe pitäsi tehdä tyhjiössä. Ammutuun luotiin vaikuttaa aina ilmakehä eritavalla kuin paikaltaa pudotettuun.Eli luodilla on tiettyjä liito ominaisuuksia. Vaakanopeus ei sinällään vaikuta putoamisnopeuteen.
(jos nyt ei oteta huomioon kaikkea mahdollista nopeuden suhdetta massaan, maapallon pyörimisestä aiheutuvaa keskipakovoimaa jne.)
Koska maa on pyöreä tulee ammutulle luodille pitempi putoamismatka maan kiertyessä alta pois.
Jos luodin lähtönopeus olisi luokkaa 8 km/sek niin ei lainkaan putoaisi.
metrin korkeudelta vaakasuoraan ammuttaessa tasaisessa maastossa luoti putoaa maahan alle puolen sekunnin kuluttua (tyhjiössä 0,45s). Koska luodin lähtönopeus on kivääreillä luokkaa 700m/s osuu luoti maahan alle 350m laukaisupaikasta. Maan kaarevuudella ei ole minkäänlaista merkitystä noin pienellä matkalla.
Armeijassa kyllä huomaat pimeä-ammunnassa (jos käytössä valojuovapatruunoita) kuinka ällistyttävän kaarevasti ne luodit lähtevät rynnäkkökiväärin piipusta.
Luodin lähtönopeudet eivät ole luokkaa 8km/s, ei lähelläkään. Ja tällöinkin ilmanvastus söisi nopeutta todella lahjakkaasti alkumetreillä. Jos nopeutta olisi rajattomasti, luoti tuhoutuisi ilmakehän lämmössä. Kappaleen täytyisi olla paljon massiivisempi kuin luoti.
Ihan yhtä aikaa ne ovat maassa. Rynnäkkökiväärin luoti muistaakseeni pudottaa 300m matkalla 1200 mm, joten siitä voi painovoimakiihtyvyyden perustella laskea, kauanko menee 300 m matkan lentämiseen. Siitä tulee 0.49 sekuntia, joten keskinopeus on noin 600m/s. Lähtonopeus on 700 m/s joten 300m päässä nopeus on noin 500m/s. Nopeus syöpyy siis aika nopeasti ensimmäisien satojen metrien aikana.
on liito-ominaisuuksia jotka vaikuttavat hidastavasti luodin putoamisnopeuteen.Kyllä se pudotettu luoti taitaa olla nopeammin maassa.
Ilman vastus kasvaa nopeuden neliöön. Näin myös ilmanvastuksen pystysuora komponentti on aavistuksen verran suurempi kuin paikaltaan tiputetulla luodilla ja myös tästä syystä ammuttu luoti tipahtaa maahan myöhemmin.
Kertokaa jos olen väärässä.
Toisaalta myös sillä on merkitystä mihin ilmansuuntaan luoti ammutaan, nimittäin maan pyörimisen aiheuttama keskipakovoima pienentää putoamis kiihtyvyyttä. Jos ammutaan samaan suuntaan kuin maa pyörii, niin luoti tippuu myöhemmin, kun taas pyörimis suuntaan vastaan ammuttaessa se tipahtaa nopeammin. Niinpä ammuttu luoti voi tipahtaa nopeammin kuin paikaltaan tipautettu luoti. Jos taas joku on tästä asiasta eri mieltä, niin pyydän pitämään omana tietonaan. Sen verran varma olen tästä.
Yleisohjeena neuvoisin, että älä anna näitä vastauksia lukion oppettajallesi. Hän ei välttämättä ymmärrä kaikkia niitä. Muistaakseni lukiossa oikea vastaus kysymykseen on, että luodit ovat maassa samaan aikaan.
Ok, en väitä suoraan olevani eri mieltä. Keskeiskiihtyvyys on esim. 750m/s lähtönopeudella itään ampuessa suunnilleen 0,09m/s² luokkaa 0,23 ja länteen ampuessa varsin pieni, kun maapallon pyörimisnopeus 460m/s poistetaan siitä.
Jos kyseessä olisi ihanteelliset tyhjiöolosuhteet, niin voisi suoraan todeta, että sillähän on ihan merkittävää vaikutusta suhteessa putoamiskiihtyvyyteen, joka on n. 9,8m/s²luokkaa. En mene kuitenkaan väittämään sitä normaaliolosuhteissa, koska aerodynamiikka astuu peliin mukaan.
Asiaan vähän tutustuneet voivat halutessaan valaista asiaa.
Oletko muuten ihan rehellisesti sitä mieltä, että nuo asiat ylittävät lukion opettajien ymmärryskyvyn? Siitäkin huolimatta, että tuossa ei ollut mitää lukion peruskursseja ylittävää tietoa... Ja opettajat harvemmin lukiopohjalta ovat töissä, vaikka kovin syvällisiä fysiikan taitoja lukiossa ei tarvitse opettaa...
Lukiessa ottakaa tuo häiritsevä 0,09m/s² pois ja laittakaa se yksikkö m/s² luvun 0,23 perään.
pieni typo vain.
Tota noin, kaikilla ei todellakaan ole asioiden hahmottamiskykyä. Kuvitellaan tilanne hävittäja ajaa äänen nopeudella ja ampuu eteenpäin luoteja joiden lähtönopeus on aseesta äänennopeus, "siis varsin hidas". joillekin on mahdotonta ymmärtää että taaksepäin ammuttaessa luodit vaan jäävät paikoilleen, kunnen maan vetovoima alkaa kiskomaan niitä alaspäin. Nyt tulee lisää tekijöitä peliin, kun huomioideen että ilmanvastuksen puuttuessa luoti saavuttaa suuremman nopeuden yms.
koulussa opetetaan jo valmiiksi väärin kun on kuva esim. veden kolmesta olomuodosta. jäätä, vettä ja vesihöyryä???. Niin vesi höyryn kohdalla on sumu pilvi, tai pilvenkuva. sehän on tiivistyneitä vesi pisaroita. Kaasuuntunut/haihtunut vesi ei näy. kuitenkin aina kuvataan nimenomaan näkyvällä sumulla tai pilvellä kolmas olomuoto.
kumpi luoti on aikaisemmin maassa?
Magnus-efekti siirtää pyörivää luotia sivusuunnassa, joten sen matka maahan on pidempi. Siis luodin liito-ominaisuudet huomioimatta (ja maan kaarevuuden), voi väittää että paikallaan putoava luoti on ennen maassa.
>>"Toisaalta myös sillä on merkitystä mihin ilmansuuntaan luoti ammutaan, nimittäin maan pyörimisen aiheuttama keskipakovoima pienentää putoamis kiihtyvyyttä. Jos ammutaan samaan suuntaan kuin maa pyörii, niin luoti tippuu myöhemmin, kun taas pyörimis suuntaan vastaan ammuttaessa se tipahtaa nopeammin. Niinpä ammuttu luoti voi tipahtaa nopeammin kuin paikaltaan tipautettu luoti."
Coriolisvoimastahan tuossa ei ole kysymys laisinkaan. Sekoitat nyt keskenään coriolisvoiman ja keskipakoisvoiman, enkä ole ihan vakuuttunut, että olet ymmärtänyt niitä. Eli jos puhutaan coriolisvoimasta ja keskipakoisvoimasta, niin silloin tarkastellaan sitä, miltä asiat näyttävät Maapallon koordinaatistossa, joka ei ole inertiaalikoordinaatisto.
Pyörivässä koordinaatistossa esiintyvistä näennäisvoimista voidaan erottaa koriolistermi ja keskipakoistermi. Tässä kyse oli jälkimmäisestä. Päiväntasaajalla itään tai länteen liikuttaessa coriolistermi menee nollaksi. (vaikkakin tarkasti ottaen se vaikuttaa tässäkin hieman, koska luodilla on pudotessa hieman nopeutta myös maan akselia kohti. putoamisnopeuteen sillä vain ei ole merkitystä, koska coriolisvoimalla ei ole komponenttia maata kohti)
Coriolis-kiihtyvyyshän määritellään
a_cor = 2ω x v_rel
(jossa ω on tarkastelukoordinaatiston kulmanopeus ja v_rel pisteen nopeus kyseisen koordinaatiston suhteen [ts. kyseisessä koordinaatistossa])
Noh, varmaan tiesit tämän. Siitä kuitenkin on helppo huomata, että absoluuttiseen kiihtyvyyteen tulee aina coriolis-termi, kun ω ja v_rel eivät ole samansuuntaiset. (ω:n suunnan saat peukalosta kun otat akselista oikealla kädellä kiinni). Kun päiväntasaajalla ammutaan päiväntasaajan (leveyspiirin) suuntaisesti vaakasuoraan, ω ja v_rel eivät ole samansuuntaiset, vaan kohtisuorat, jolloin coriolis-termi on olemassa ja kohdistuu suoraan joko kohti tai pois maan keskipisteestä. Jos taas päiväntasaajalta ammutaan vaakasuoraan etelään tai pohjoiseen (pituuspiirin suuntaisesti) ω ja v_rel ovat yhdensuuntaiset, ja coriolistermi menee nollaksi.
>>"Sekoitat nyt keskenään coriolisvoiman ja keskipakoisvoiman, enkä ole ihan vakuuttunut, että olet ymmärtänyt niitä. Eli jos puhutaan coriolisvoimasta ja keskipakoisvoimasta, niin silloin tarkastellaan sitä, miltä asiat näyttävät Maapallon koordinaatistossa, joka ei ole inertiaalikoordinaatisto."
OK, myönnetään, että keskipakoisvoimatermi ei muutu suhteellisen liikkeen mukaan, ja oikeastaan jos halutaan puhua keskipakoisvoimasta tuossa ampumistapauksessa, niin pitäisikin siirtyä maapallon koordinaatiston sijaan koordinaatistoon, joka pyörii luodin mukana ;-) (jos sen todella näin hankalaksi haluaisi välttämättä tehdä) Siitä tuskin enää kiisteltävää.
Ja myönnetään samalla tuo huolimaton sekoilut tuon coriolisvoimankin suhteen. Jos nopeus on päiväntasaajalla maan koordinaatistossa itään,(ja kulmanopeus luonnollisesti pohjoiseen) niin ristitulonahan tulee luonnollisesti kiihtyvyyttä kohti maata.
Että näin tosiaan otettiin uusiksi tällä kertaa...
maassa?
(ammutaan vaakasuoraan kiväärillä päiväntasaajalla joko itään tai länteen, luodin lähtönopeus noin 750m/s)
Jos ei virtausmekaniikkaa huomioida niin maan kehänopeuden suuntaan vaakasuoraan ammuttaessa luoti putoaa aavistuksen hitaammin, kuin paikaltaan pudotettu luoti. Coriolisvoima on maan vetovoimaa vastaan. Ero kiihtyvyydessä on noin -0,11m/s². Maan kehänopeutta vastaan ammuttaessa taas luoti putoaa aavistuksen nopeammin, kuin paikaltaan pudotettu luoti. Coriolisvoima on maan vetovoiman suuntainen. Ero kiihtyvyydessä on noin 0,11m/s².
Jos ammutaan johonkin muuhun suuntaan ja/tai eri paikasta, coriolisvoima on suuruudeltaan pienempi tai nolla, ja vaikuttaa eri suuntaan. Usein coriolisvoima vie luotia sivulle.
Virtausmekaniikkaa en tunne riittävän hyvin, että uskaltaisin varmaksi väittää, mutta en usko ilmanvastuksen sanottavammin vaikuttavan luodin pystysuoraan putoamisliikkeeseen.
Tietenkin se paikaltaan pudotettu luoti on ensin maassa koska ammuttua luotia ei mikään voima vedä alaspäin sen enempää kuin paikaltaan pudotettuakaan vaan sen on ensin kulutettava eteenpäin vievä energia pois ilmavastuksessa liitämällä ennenkuin se putoaa maahan painovoimassa joka on sille aivan sama kuin paikaltaan pudotetulla luodillakin.
Miten niin luodin on kulutettava eteenpäin vievä energia ilmavastuksessa liitämällä ennenkuin se putoaa maahan painovoimassa? (en edes kunnolla käsitä lauseen sisältöä). Täyttä soopaa. Aivan kuin niissä piirretyissä, joissa hahmo juoksee kallionkielekkeeltä, kunnes pysähtyy ilmassa, katsoo alaspäin ja alkaa pyörittää käsiään -> parin sekunnin kuluttua putoaa maahan.
Ja ei vaakasuuntaista nopeutta vastustava ilmanvastus vastusta luotia putoamasta pystysuunnassa. Ainakaan jos käytetään ilmanvastuksen tavanomaista, yksinkertaista fysikaalista mallia. Luoti putoaa kuin paikaltaan pudotettu luoti. Tietysti jos kaikenlaiset virtausopin ilmiöt luodin ympärillä otettaisiin huomioon saataisiin hieman poikkeavia tuloksia (kuten golf-pallon tapauksessa). Väittäisin että ero ei olisi suuri luodilla, eikä missään tapauksessa niin dramaattinen kuin golf-pallon tapauksessa.
Ja ehkä näin yksinkertaista ilmiötä on turha fysiikan kautta tarkastella: sen kun voi helposti mitata. Minä löisin rahani kuitenkin sen puolesta että käytännössä samanaikaisesti ovat maassa.
yksinkertaisesta asiasta monimutkaisen.
tottakai pudotettu luoti on maassa ennemmin, onhan sillä huomattavasti (satoja kertoja) lyhyempi lentomatka!!
hösh, sanoisi susikoski.
Eikö tule mieleen, että myös nopeus on eri?
Ja mitä matkoihin tulee, niin yhtä pitkä matka kummallakin on pudottavanaan.
Noin yhtä aikaa. Maapallon vetovoima ei erota liikkuuko kappale sivusuunnassa vai ei ja vaikuttaa kumpaankin luotiin yhtä paljon.
Kuitenkin paikaltaa lähtenyt mieluummin ennemmin, koska ammuttuun luotiin vaikuttaa mangnusefekti lentoradan loppuvaiheilla joka "liidättää" luotia sivuttain. Tyhjiössä ei aerodynamiikka vaikuta. Keskipako voima ei vaikuta noilla nopeuksilla juuri mitään. Kuitenkin itään ammuttaessa hidastaa hieman luodin vajoamista länteen nopeuttaa. Navoilla ei sitäkään enää pystyttäisi mittaamaan.