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

1148

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. Mihin kaivattusi

      Ja sinun juttusi kaatui?
      Ikävä
      190
      8617
    2. En löydä sinua

      En löydä sinua täältä, etkä sinä varmaankaan minua. Ennen kirjoitin selkeillä tunnisteilla, nyt jätän ne pois. Varmaan k
      Ikävä
      26
      4768
    3. Ketä julkkista

      kaivattunne muistuttaa?
      Ikävä
      50
      4238
    4. Tunniste

      Jonka vain sinä ja kaivattusi tietää. ⬇️
      Ikävä
      62
      3807
    5. Opettelen sun jokaisen virheen

      ja rakastan sua.
      Ikävä
      51
      3216
    6. Miten, milloin

      Se onnistuisi sun luona
      Ikävä
      50
      2990
    7. Ne oli ne hymyt

      Mitä vaihdettiin. Siksi mulla on taas niin järjetön ikävä. Jos haluat musta eroon päästä niin älä huomioi mua. Muuten kä
      Ikävä
      26
      2686
    8. Haluan huomiota sulta

      nainen…tiedoksi. 😥❤️ -M-
      Ikävä
      43
      2491
    9. Miten mä olisin

      Rohkeampi lähestymään häntä. En tiedä. En osaa nykyään edes tikusta tehdä asiaa vaan käyttäydyn päin vastoin välttelen.
      Ikävä
      44
      2304
    10. Anteeksi kun käyttäydyn

      niin ristiriitaisesti. Mä en usko että haluaisit minusta mitään, hyvässä tapauksessa olet unohtanut minut. Ja silti toiv
      Ikävä
      38
      2213
    Aihe