Osaisikohan kukaan laskea, kuinka suuri paino vaikuttaa tuulimyllyn siipeen kun:
On kolme siipeä, siivikon halkaisia 24 metriä, yhden siiven kärjessä 4 kg enemmän painoa kun muissa. Kierrosnopeus 43 kierrosta/min. Tämä 4 kg suurenee huomattavasti, mutta kuinkahan paljon ?
On kolme siipeä, siivikon halkaisia 24 metriä, yhden siiven kärjessä 4 kg enemmän painoa kun muissa. Kierrosnopeus 43 kierrosta/min. Tämä 4 kg suurenee huomattavasti, mutta kuinkahan paljon ?
Vastaukset 15
Vanhimmat
Mihin siipeen? Minkä painon pitäisi vaikuttaa? Millä tavoin pitäisi vaikuttaa ja mihin? Täsmennä vähän ja kysy mieluummin fysiikka-palstalla.
Kun siipien nopeus nousee, tuntuu että mitä nopeammin pyörii sitä enemmän vaikuttaa tuon yhden siiven painoero balanssiin. Eli paljonko tuo 4 kg painaa tuolla kehänopeudella siivestä poispäin ?
Ehkä fyysikotkin lukee näitä ?
liepeillä
Kiitos laskelmista, tuo noin satakiloa voisi olla kyllä aika uskottava luku.
siltä, että tässä haetaan vaan siiven kärjessä olevaa "keskipakovoimaa"
F=mv^2/R, jossa v=pii*d*n , tämä normisiivessä, ja F=(m 4)v^2/R raskaassa siivessä.
Poislaskulla tulisi 4v^2/R luulisin, en viitsi ruveta laskemaan
Lainaus:
"F=(m 4)v^2/R raskaassa siivessä."
Miten lasketaan yhteen kokonaisluku ja massa?
niitä siinä ikinä yhteenlasketakaan, vaan puretaan sulut ,ja sitten poislasku
Muodostetaan siipeen vaikuttava voimavektori (jätän johtamisen pois)
F(t) = - mv^2(1/r)cos(ωt i - [mg mv^2(1/r)sin(ωt)] j, missä i ja j ovat yksikkövektorit ja v = ωr.
Derivoimalla normia |F| ajan suhteen saadaan maksimi- ja minimivoima, tulee ωt = α = π/2 kπ. Maksimi saadaan tässä tapauksessa yläasennossa eli α = π/2 k2π ja minimi ala-asennossa eli α = -π/2 k2π.
Nyt on r = 12m, m = 4kg ja ω = 43/60 1/s
|F|max = m(g v^2/r) = m(g ω^2r) ≈ 63.9N vastaa noin 6.5kg
|F|min = m(g - v^2/r) = m(g - ω^2r) ≈ 14.6N vastaa noin 1.5kg
kertoisin tuon w:n kahdella piillä, ja maksimi- ja minimikohdatkin vaihtaisin
Se 2π tosiaan jäi pois laskuista, kun meni kulmanopeudet ja kierrosnopeudet sekaisin. Toista kohtaa saatkin selittää enemmän!
Korjataan ω = 2π*43/60 rad/s, |F|max = m(g ω^2r) ≈ 1.01kN, |F|min = m|g - ω^2r| ≈ 0.93kN
maksimivoima ole silloin kyseessä kun keskipakovoima ja painovoima ovat samaan suuntaan ja ala-asennossa näin mielestäni on? Yläasennossa ne ovat vastakkaissuuntaan ja silloin kyseessä olisi minimi?
Siinähän on kyseessä keskeisvoima, joka vaikuttaa keskipistettä kohden.
olisi keskeisvoima, jos siivet eivät liikkuisi mihinkään, mutta se neljän kilon mälli kiertäisi 12 m:n säteistä ympyrärataa siivenkärjeltä toiselle
On se kaikissa ympyräliikkeissä mukana radalla pitävänä voimana.
kiinnitysvoima ne kappaleet radallansa pitää, jostain syystä puhutaan keskeisvoimasta.
Tämäkin pähkäily on helpoin ymmärtää niin että ympyräliikkeessä:
mv^2/R=kappaleeseen vaikuttavien voimien summa.
Ihan samanlainen laki kuin Newton II suoraviivaisessa liikkeessä.
Eli nyt tässä: säteen suuntainen voimayhtälö , positiivinen suunta keskiöön päin, ja ollaan koordinaatiston eka neljänneksessä.
mv^2/R=N sin(alfa)mg=>N=(mv^2/R)-sin(alfa)mg .
Tarvittava tukivoima säteen suunnassa saatiin helposti, eikä tarvinnut puhua mitään keskiövoimasta .