Voima on mekaniikassa voima, joka redusoituu pistevoimaksi. Paine käsitetään tasaisesti jakautuneeksi voimaksi. Epätasaista painetta ei voida käsitellä ollenkaan (piste)voimana, koska silloin tiettyyn pinta-alkioon kohdistuva voima muuttuu sijainnin funktiona. Jossain ketjussa esitetty veden kuormittama kaksipuolinen pato on tyyppiesimerkki tilanteesta, jossa mitään yksiselitteistä voimaa EI OLE. Siinä kummallakin puolella patoon kohdistuva pintapaine muuttuu syvyyden (etäisyys yläpinnasta) funktiona lineaarisesti.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hoover_dam.jpg
Vieläkin hauskemman tilanteesta tekee se, että epätasainen vedenpinta aiheuttaa patoon tosiasiassa vääntömomentin (ei pelkkää voimaa). Tällöin olisi asiantuntematonta puhuisi jostain voimasta! Kysyjän olisi pitänyt kysyä: "Kuinka suuri patoa kaatava vääntömomentti kohdistuu koko patoon esitetyssä kuormitustilanteessa, kun pato käsitellään kokonaisuutena ja se on kokonaa suora, eikä myötää ko. kuormituksella." Tämä siis oletuksella, että kysyjä haluaa yksinkertaistaa asiaa ja käsitellä patoa kokonaisuutena!
Voimien erotus ei ole käyttökelpoinen, koska paineista syntyvien resultanttivoimien vaikutuspiste ei ole samalla x-suuntaisella suoralla. Ja yleensäkään resultanttivoimasta (tai momentista) puhuminen ei paljoakaan lohduta, koska mitoituksessa asia on kuitenkin purettava padon sisärakenteisiin ja sitä tukeviin rakenteisiin kohdistuviksi voimavektoreiksi.
http://en.wikipedia.org/wiki/Dam
Tavallisessa hydraulisylinterin männässä voidaan puhua paine-eron aiheuttamasta voimasta, koska siinä paine-eron aiheuttama voiman resultantti kohdistuu samalle akselille eikä aiheuta vääntömomenttia. Voidaan yksinkertaisesti vähentää eri puolien voimat toisistaan ja saadaan sylinterin antama voima.
http://www.engineeringtoolbox.com/hydraulic-force-calculator-d_1369.html
Padossa vain silloin, kun molemmilla puolilla on sama pinnankorkeus, voidaan redusoida tilanne puhtaaksi voimaksi ja ainoastaan tällöin voimat kumoavat toisensa ja lopputulos on lisäksi täysi nolla koko padon kannalta. Muulloin on aina pakko puhua patoon vaikuttavasta (kaato)momentista, jos halutaan olla tieteellisesti tarkkoja.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hoover_dam.jpg
Vieläkin hauskemman tilanteesta tekee se, että epätasainen vedenpinta aiheuttaa patoon tosiasiassa vääntömomentin (ei pelkkää voimaa). Tällöin olisi asiantuntematonta puhuisi jostain voimasta! Kysyjän olisi pitänyt kysyä: "Kuinka suuri patoa kaatava vääntömomentti kohdistuu koko patoon esitetyssä kuormitustilanteessa, kun pato käsitellään kokonaisuutena ja se on kokonaa suora, eikä myötää ko. kuormituksella." Tämä siis oletuksella, että kysyjä haluaa yksinkertaistaa asiaa ja käsitellä patoa kokonaisuutena!
Voimien erotus ei ole käyttökelpoinen, koska paineista syntyvien resultanttivoimien vaikutuspiste ei ole samalla x-suuntaisella suoralla. Ja yleensäkään resultanttivoimasta (tai momentista) puhuminen ei paljoakaan lohduta, koska mitoituksessa asia on kuitenkin purettava padon sisärakenteisiin ja sitä tukeviin rakenteisiin kohdistuviksi voimavektoreiksi.
http://en.wikipedia.org/wiki/Dam
Tavallisessa hydraulisylinterin männässä voidaan puhua paine-eron aiheuttamasta voimasta, koska siinä paine-eron aiheuttama voiman resultantti kohdistuu samalle akselille eikä aiheuta vääntömomenttia. Voidaan yksinkertaisesti vähentää eri puolien voimat toisistaan ja saadaan sylinterin antama voima.
http://www.engineeringtoolbox.com/hydraulic-force-calculator-d_1369.html
Padossa vain silloin, kun molemmilla puolilla on sama pinnankorkeus, voidaan redusoida tilanne puhtaaksi voimaksi ja ainoastaan tällöin voimat kumoavat toisensa ja lopputulos on lisäksi täysi nolla koko padon kannalta. Muulloin on aina pakko puhua patoon vaikuttavasta (kaato)momentista, jos halutaan olla tieteellisesti tarkkoja.
Vastaukset 3
Vanhimmat
Ja mikä oli tämän selityksen tarkoitus ?
Jos viittaat edelliseen patokysymykseen, niin siinä kysyttiin nimenomaan kokonaisvoimaa, ei sitä miten se vaikuttaa rakenteisiin.
Jos kaipaat tietoa, millaisia vaikutuksia piste-tai painevoimilla on, voit kysäistä asiaa, ja joku varmaan pystyy kertomaan sinulle niistäkin.
Höpö höpö. Kokonaisvoima on kaikkien voimien summa, eikä sillä ole mitään vaatimusta että summattavien voimien pitäisi olla samansuuruisia. Siinä patolaskussa kysyttiin kokonaisvoimaa, joka laskettiin. Siihen patoon vaikuttaa tietysti myös vääntömomentti, joka sekin voidaan laskea.
Voimasta puhuminen tässä tapauksessa on vähemmän asiantuntematonta kuin sen väittäminen olemattomaksi ;-)
Ai niin olisihan tähän voinut pari esimerkkiäkin laittaa. Laitetaan nyt sitten yksi:
Kun kiihdytät autoa, niin renkaiden työntävä voima aiheuttaa autoon vääntömomentin, koska renkaat tuppaavat olemaan massakeskipisteen alapuolella. Ja eri renkaiden työntövoima voi olla erisuuri, joten vääntöä aiheutuu toiseenkin suuntaan. Ja silti se kokonaisvoima, mikä sattuu oleman laskettavissa, kiihdyttää sitä autoa.