Otetaan jääkuutio, jonka mitat ovat 1 cm kanttiinsa. Pudotetaan se kovalle kivitasolle sanokaamme nyt vaikka 20 cm korkeudelta. Siis 20 kertaa kuution suoran sivun mitta. Kokeilemattakin on selvää, ettei se hajoa. Korkeintaan nurkasta irtoaa joku pieni siru jos sitäkään. Mutta annas olla kun otamme 1 metri kanttiinsa olevan jääkuution, ja pudotamme sen sileälle kalliolle 20 metrin korkeudelta, niin kokeilemattakin on selvää, että se liviää pieninä palasina laajalle alueelle. Mihin tämä ilmiö perustuu?
Osaako kukaan selittää
Aivan ulkona.
10827
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 10
Vanhimmat
Lähes samalla tavalla se yhden kuutiosentin jääpala menee paskaksi, jos sen pudottaa kahdenkymmenen metrin korkeudelta.
Massan hidastuvuus törmäyksessä ylittää kappaleen koossapitävät voimat kuitenkin varsin nopeasti ja pienen kappaleen suhteessa suurempi ilmanvastus alkaa vaikuttaa varsin nopeasti: pudota hiiri 400 metrin kaivoskuiluun. Se tipahtaa alas vahingoittumattomana ja jatkaa juoksuaan. Pudotapa ihminen. Välitön kuolema, mutta yleensä ei kovin härskin näköistä. Hevonen perään. Heppa menee aivan tuusan nuuskaksi, aiheuttaen hirveän sotkun.
Kollimaattori on oikeassa. Huomaa kun laitat kuution jääpalan maahan kärjelleen jo silloin alkaa paloja irrota kulmasta. Pikkuisella palalla niin ei käy. Kun jääpala törmää maahan osa jää palaa jatkaa vielä matkaa nostaen paineen jääpalan sisässä niin kovaksi, että jää halkeaa paloiksi. Helppo kokeilla maitopurkilla. pudottaa sen vaikka vedellä täytettynä metrin korkeudelta yksi purkin sivu repeää alareunasta puoliväliin saakka, paine käy niin kovana alareunassa purkkia. Samoin käy jääpalalle.
Noin se varmaan on. Mutta jokin tässä kuitenkin mättää. Nimittäin jos kaadat tällaisen
http://www.joulukuuset.fi/kuvat/kuusi.jpg
kuusen siten että se pääsee vapaasti kaatumaan, niin ei sen oksat murskaannu maan ja rungon välissä. Mutta jos kaadat tällaisen kuusen,
http://sim.1g.fi/Muikkula/kesakuusi.jpg
niin varmasti oksat murskaantuvat rungon ja maan välissä. Tiedän tämän ihan omasta kokemuksesta. Mutta mikä on sen fysikaalinen selitys?
Mietipäs nyt noidenkin kahden täysin erikokoisen kuusen tapauksessa sitä, miltä korkeudelta ne kaatuvat, millä nopeudella ne iskeytyvät maahan, ja minkälainen massa iskeytyy maahan. Ei tuo voi olla niin vaikea ymmärtää.
Onhan se joulukuusi kevyempi ja kaatuu hitaammalla nopeudella, mutta onhan sen oksatkin heiveröisemmät. Sitä paitsi vaikka heittäisimme sen joulukuusen katolta alas, niin liekö ne oksat silloinkaan murskaantuisivat. Kyllä fysiikka vaan on vaikeaa sanon minä.
Monet fysiikan ilmiöt eivät ole lineaarisia vaan logaritmisia. Jonkun vaikuttavan tekijän kaksinkertaistuminen ei vaikuta lopputulokseen kaksinkertaisesti vaan nelinkertaisesti. Jonkun tekijän nelinkertaistuminen ei vaikuta lopputulokseen nelinkertaisesti vaan 16-kertaisesti. Jne. Juurikin esimerkiksi nopeuden kaksinkertaistuminen aiheuttaa yleensä nelinkertaiset seuraukset. Lisäksi monessa tapauksessa pitää huomioida esimerkiksi ilmanvastus, jos tiputat höyhenen ja vasaran jostain, niin ymmärtänet eron niiden loppunopeudessa. Onnea uuden opiskeluharrastuksesi parissa.
jos maitopurkki pudotetaan lappeelleen purkki kestää, koska suurin osa vedestä pysähtyy pahvia vasten jonka alla on lattia. ja ylempänä oleva vähäisempi kerros ei kykene nostamaan niin suurta painetta jotta purkki hajoaisi.
Noissa kuusi asioissa olet hieman metsässä.. Ei kuusen ole tarvinnut muodostaa oksia siihen lujuuteen että kestää kaatua vanhempanakin arvokkaasti ja jäädä "oksapatjan" päälle lepäämään. Jos laitat joulukuuseen ison kuusen oksat kuusi kestää paitsi latvaosastaan isot oksat repivät rungon rikki. iso kuusi joulukuusen oksilla... vaikka ison tavallisen kuusen kaataa ilmassa ja laskee varovasti esim pihalle, oksat särkyvät ellei kyseessä ole iän ikuinen pihakuusi jossa on pelkkiä oksia.
Tällä ajattelulla voi ymmärtää, että iso kappale on aina suhteessa heikompi kuin pienempi. Tarpeeksi iso jääkuutio (tai teräskuutio) ei kestä edes omaa painoaan.
Sama juttu eläimillä. Pienempi on aina suhteessa vahvempi kuin isompi. Jos ihminen olisi 4 m pitkä, niin hän olisi suhteessa puolet heikompi kuin 2 m:n ihminen. (Lihaksen voima riippuu vain poikkipinta-alasta, ei pituudesta.) Maasta nouseminen ei onnistuisi ilman apua.
kaikkien kappaleen dimensioiden kasvaessa saman verran. Isoa päästään nivelellä kiinnitettyä palkkia ei voi pyörittää nopeasti. Vastaavasti pienentämällä dimensioita nopeutta voi kasvattaa lähes rajatta. Muutosvauhti on todella rajua molempiin suunntiin. Jos ihmiset olisivat max puolimetrisiä, lähes kaikki arkipäiväisetkin asiat olisivat aivan erilailla kuin nykyisessä kokomaailmassa.
Painovoimakiihtyvyys on vakio. Se tarkoittaa, ettei ole mitään väliä, miten suuri tai painava kappale on kyseessä, se tulee alas AINA samalla kiihtyvyydellä [ilmanvastus poislukien, jolloin se on itseasiassa ilmanvirtausta vastaan asettuva kappaleen poikkileikkauskuvio, joka aiheuttaa ilmanvastusta].
Toisekseen, nopeus on kineettisen energian kannalta ratkaisevaa. Jos tuplaat massan, tuplaat törmäysenergian, mutta jos tuplaat nopeuden törmäysenergia nelinkertaistuu. Tämä käy ilmi vaikkapa kineettisen energian kaavasta, joka on muotoa nopeus kertaa nopeus kertaa massa kertaa puoli.
Tästä johtuen suhteet jääpaloillasi eivät mene tasan. Vaikka koot ovat 1000 kertaiset, törmäysenergia kasvaa potenssissa, jolloin 1000 kertainen kestävyys ei riitä.