Ratanopeus

2007

Osaisiko joku laskea kaikkine välivaiheineen:
Narun (pituus s) päässä riippuva kappale (massa m) kiertää ympyrän (sade r) muotoista rataa
vaakasuorassa tasossa tasaisella vauhdilla. Johda kappaleen ratanopeuden lauseke.
Kiitos

13

1157

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • yiyi

      Asetetaan koordinaatiston origo ympyrän keskipisteeseen. Käytetään polaarikoordinaatistoa, jossa koordinaatteina etäisyys origosta s ja x-akselista vastapäivään mitattu kulma θ. Kappaleen paikkavektori r on

      r = s*[cos(θ), sin(θ)]

      sitä implisiittisesti derivoimalla (ketjusääntö) ajan suhteen saadaan tunnetusti nopeus. Nyt etäisyys s on vakio, joten

      dr/dt = v = s*[-sin(θ)*dθ/dt, cos(θ)*dθ/dt]

      dθ/dt taas on tunnetusti kulmanopeus jota yleensä merkitään ω

      eli v = s*ω*[-sin(θ), cos(θ)]

      Paikkavektorin aikaderivaatta eli nopeusvektori on aina tangentiaalinen liikeradan kanssa, eli ratanopeus on nopeusvektorin v suuruus eli

      |v| = s*ω*sqrt(sin(θ)^2 cos(θ)^2) = s*ω

      eli ratanopeus on v = s*ω

      Opettele laskemaan itse kotitehtäväsi.

      • oikeaan kysymykseen.

        ...


    • Jonsson.

      Tapahtuuko kierto maapallolla (ja vain maapallon vetovoima huomioidaan)?

      Jos näin on, niin kirjoita voimayhtälö, jossa keskipakovoima vaikuttaa kappaleeseen x-suunnassa ja painovoima y-suunnassa, sekä narun tukireaktio narun suunnassa (x- ja y-komponentit). Ratanopeuden funktiona kappale nousee ylemmäs ja radan säde kasvaa. Ratkaise yhtälöistä v, kun tarkasteluhetken ympyrän säde on r. Narun pituus s on vakio.

      Tasapainotilanteessahan x- ja y-suuntaiset voimat ovat yhtä suuret ja köysi ottaa vastaan kaiken voiman (sikäli kun ei katkea).

      • kommentinjättäjä

      • annetuista

        suureista päätellen juuri noin. Niillä on lupa käyttää keskipakovoiman käsitettä, jotka tietävät, että sitä ei oikeastaan kuulu käyttää. Muilta se on kielletty!
        Tarkastelun voi varmaan suorittaa (r,z)- koordinaatistossa.
        Sentripetaalivoiman syynä on nyt mg ja tukivoima.
        Tuo Spv on sitten se, joka poikkeuttaa massaa suoraviivaisesta "tangentiaaliliikkestä".
        Sen on natsattava rataliikkeeseen.


      • Jonsson.
        kommentinjättäjä kirjoitti:

        "Jos näin on, niin kirjoita voimayhtälö, jossa keskipakovoima vaikuttaa kappaleeseen x-suunnassa ja painovoima y-suunnassa"

        Keskipakovoimaa ei ole:
        http://fi.wikipedia.org/wiki/Keskipakoisvoima

        Näin on yleensä laskettu ja puhutaan keskipakovoimasta, koska radalla oleva kappale sellaisen havaitsee. Ja sellaisen käyttö kappaleeseen sidotussa koordinaatistossa on järkevää.

        Keskipakovoiman käyttö on yleistä ja havainnollista ja lisäksi se on aivan todellinen voima. Voit kysyä vaikka linkoon laitetulta vaatteelta.


      • j a
        annetuista kirjoitti:

        suureista päätellen juuri noin. Niillä on lupa käyttää keskipakovoiman käsitettä, jotka tietävät, että sitä ei oikeastaan kuulu käyttää. Muilta se on kielletty!
        Tarkastelun voi varmaan suorittaa (r,z)- koordinaatistossa.
        Sentripetaalivoiman syynä on nyt mg ja tukivoima.
        Tuo Spv on sitten se, joka poikkeuttaa massaa suoraviivaisesta "tangentiaaliliikkestä".
        Sen on natsattava rataliikkeeseen.

        sentripetaalikiihtyvyyshän on -w*w*R (R vektori jonka pituus on r)
        ja
        vastaava voima: -m*w*w*R.


      • ???
        j a kirjoitti:

        sentripetaalikiihtyvyyshän on -w*w*R (R vektori jonka pituus on r)
        ja
        vastaava voima: -m*w*w*R.

        v = r*[g / (s^2 - r^2)^½ ]^½


      • !!!
        ??? kirjoitti:

        v = r*[g / (s^2 - r^2)^½ ]^½

        ratanopeus ...............(1) v = rw.
        Fs = Fr Fg...............(2) Fr kohtisuorassa Fg)
        Fg = mg*K.................(K z:n yksikkövektori)
        Fr = -m*w^2*R...........(R vektori |R| = r)
        Fs = -m*w^2*R mg*K

        s/r=|Fs| / |Fr| = (m^2*w^4*r^2 m^2*g^2)^½/ m*w^2*r

        pulaamalla ja sijoittamalla (1) saadaan ratkaistua

        v = r*[g / (s^2 - r^2)^½ ]^½

        V = v* KxR/r


      • &&&
        !!! kirjoitti:

        ratanopeus ...............(1) v = rw.
        Fs = Fr Fg...............(2) Fr kohtisuorassa Fg)
        Fg = mg*K.................(K z:n yksikkövektori)
        Fr = -m*w^2*R...........(R vektori |R| = r)
        Fs = -m*w^2*R mg*K

        s/r=|Fs| / |Fr| = (m^2*w^4*r^2 m^2*g^2)^½/ m*w^2*r

        pulaamalla ja sijoittamalla (1) saadaan ratkaistua

        v = r*[g / (s^2 - r^2)^½ ]^½

        V = v* KxR/r

        V = v * [cos(w)*I sin(w)* J]


      • %%%
        &&& kirjoitti:

        V = v * [cos(w)*I sin(w)* J]

        v = rw, siis w = v/r eli

        V = v * [cos(v/r)*I sin(v/r)* J]


      • kommentinjättäjä
        Jonsson. kirjoitti:

        Näin on yleensä laskettu ja puhutaan keskipakovoimasta, koska radalla oleva kappale sellaisen havaitsee. Ja sellaisen käyttö kappaleeseen sidotussa koordinaatistossa on järkevää.

        Keskipakovoiman käyttö on yleistä ja havainnollista ja lisäksi se on aivan todellinen voima. Voit kysyä vaikka linkoon laitetulta vaatteelta.

        ...se on joka tapauksessa. Sillä ei ole mitään merkitystä, miten joku voimat kokee, koska hän/se kokee aina usean voiman summan.


      • ...
        %%% kirjoitti:

        v = rw, siis w = v/r eli

        V = v * [cos(v/r)*I sin(v/r)* J]

        ...


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Oletko kertonut jo muille tunteistasi?

      Ystävillesi esimerkiksi? Minä en ole vielä kertonut kenellekään tästä meidän jutusta.
      Ikävä
      73
      3644
    2. Kesä, kesä!

      Veikkaan, ettet juuri nyt ikävöi minua, ehket enää koskaan? Näkemättömyys on laimentanut tunteet, ja katselet iloisena k
      Tunteet
      9
      1981
    3. Miksi sanotaan että Suomella on suuri armeija, tykistö jne.

      Asioita tarkemmin seuranneet tietävät että tuolla Ukrainassa palaa kuukaudessa sen verran mitä Suomella on kokonaisuudes
      Maailman menoa
      226
      1323
    4. Olisin ottanut sinusta akan itselleni

      Mutta olitkin aika itsepäinen ja hankala luonne.
      Ikävä
      134
      1196
    5. Pitikö mennä rakastumaan

      Oi kyllä, kyllä piti. Kiitos vaan sulle mies! Todella kiitän..
      Ikävä
      100
      1063
    6. Ei sua pysty unohtamaan

      Ei vaan yksinkertaisesti pysty
      Ikävä
      109
      1045
    7. Miksi nuori ottaa hatkat? Rajut seuraukset: seksuaalinen hyväksikäyttö, väkivalta, huumeet...

      Lastensuojelu on kriisissä ja nuorten ongelmat kasvussa Suomessa. Hatkaaminen tarkoittaa nuoren luvatta poistumista omil
      Maailman menoa
      70
      1010
    8. Mitä tai ketä kaivattusi

      muistuttaa?
      Ikävä
      60
      974
    9. Shokki! Suuri seikkailu -kisassa todellinen jättiyllätys - Tämä muutos järkyttää varmasti monia!

      No nyt on kyllä aikamoinen ylläri, peli todellakin kovenee…! Lue lisää: https://www.suomi24.fi/viihde/shokki-suuri-seik
      Viihde ja kulttuuri
      6
      965
    10. Hei, huomenta komistus

      Yllättääkö, että olet heti mielessä. Mukavaa päivää upea ❤️
      Ikävä
      35
      876
    Aihe