Mistä voima tulee?

Fysiikka, ou nou

Mistä johtuu, että jos työnnän ovea auki läheltä saranaa, se vaatii enemmän voimia kuin jos työnnän ovea auki ulkosyrjästä? Jokin fysiikan laki sanoi, että 1 m tuo 1 N lisää jotain voimaa, mutta en ymmärrä, miten se on mahdollista? Mikä siinä on, että työ tuntuu helpommalta, kun apuna on jonkinlainen etäisyys? Voisitteko selittää jotenkin helposti asian?

25

6681

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Skomy

      Sinulle paljastan suuren Fanttomin salaisuuden eli" minkä voimassa voittaa sen matkassa häviää" :D

    • juuutiif

      Työnnät ovea auki läheltä saranaa, työntämäsi matka on 10cm, ovi liikkuu metrin joten joudut kiihdyttäämään melkoisesti ulkosyrjää. Ulkoreunalta työntäessäsi mikään osa ovea ei liiku nopeammin ja enemmän kuin työntämäsi matka.. Oven massa ja sen hitaus tekee työntämisen vaikeaksi saranan läheltä työntäessäsi.

      • Fysiikka, ou nou

        Kiitos vastauksestasi Juuutiif.


      • Anonyymi

        Perusero näissä tilanteissa esiintyy voiman momentissa.

        Vastustava momentti on oven painon aiheuttama kitka saranassa, siis oven leveyden puolikkaan, painon (oven keskipisteessä) ja kitkakertoimen tulo, siis vakio. Kun se on voitettava lyhyellä varrella eli oven leveyden sisäpuolikkaan alueella, tarvitaan tuota vakiovoimaa suurempi arvo. Kun käännetään leveyden ulokopuolikkaassa tai peräti ulkoreunasta, kääntäjällä on tuota vakiokitkaa suurempi varsi, joten vakiokitkavoimaa pienemi voima riittää kääntamiseen eli kitkavoiman voittamiseen. Lähtökitkassa vastaava tilanne korkeammalla voimien tasolla.

        Dynaamisessa tapauksessa eli ovea (sen keskipisteessä olevaaa massaa) merkittävästi kiihdyteltäessä tilanne on vastaava.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Perusero näissä tilanteissa esiintyy voiman momentissa.

        Vastustava momentti on oven painon aiheuttama kitka saranassa, siis oven leveyden puolikkaan, painon (oven keskipisteessä) ja kitkakertoimen tulo, siis vakio. Kun se on voitettava lyhyellä varrella eli oven leveyden sisäpuolikkaan alueella, tarvitaan tuota vakiovoimaa suurempi arvo. Kun käännetään leveyden ulokopuolikkaassa tai peräti ulkoreunasta, kääntäjällä on tuota vakiokitkaa suurempi varsi, joten vakiokitkavoimaa pienemi voima riittää kääntamiseen eli kitkavoiman voittamiseen. Lähtökitkassa vastaava tilanne korkeammalla voimien tasolla.

        Dynaamisessa tapauksessa eli ovea (sen keskipisteessä olevaaa massaa) merkittävästi kiihdyteltäessä tilanne on vastaava.

        Pyörimistä vastustavaa kitkaa voi pitää kuitenkin vääntömomenttina, jonka yksikkö on [F*s], mikä on aivan samalla tavalla yksi suure kuin alla olevassa mutterikysymyksessä. Silloin kun kitkalla on vakioarvo, se vakio itse ei jakaudu vakiovoimaksi, ja sen varreksi. Henkilön täytyy tehdä jotain, mikä tuottaa vakiota suuremman vääntömomentin tai hän ei ylitä pyörimisen lepokitkaa.

        Sanoisin myös seuraavaa jotta kitkan ominaisuus olisi oven pyörityksessä selväå.

        Kun kitka on nolla, liikettä vastustaa vain hitausmomentti, joka muodostaa massaa muistuttavan inertian, ja joka kaikissa ulottuvuuksisa on myös hitausmomentin tensori. Inertia ei ole kuten lepokitka: kaikki nollaa suuremmat voimat tai vääntömomentit voittavat massan ja hitausmomentin ja muuttavat liikettä.

        Ilman kitkaa ovi jäisi pyörimään työnnön jälkeen. Tämä on hyvä tapa pohtia tilannetta, koska se tuo paremmin esiin energian tai liikemäärän merkityksen. Identtisillä nopeuksilla pyörivillä ovilla on sama pyrimisenergia. Eri kohdista työnnetyille oville on tehty sama työ. Työn suuruus voidaan laskea ympyrän kehää pitkin kaaren d pituudesta, ja vakio voima tekee aina työn W = F d. Jos tässä pidettäisiin voima vakiona, kitkatonta ovea on yhtä helppo työntää per sekunti. Voidaan myös näyttää kuljettuun matkaan käytetty aika käyttämällä liikeyhtälöä tai kulmakiihtyvyyttä eri vääntömomenteille. Kun o = a * t^2 /2 on työnnön jälkeinen kulma, jolle myös o = W / (F * r) ja pidetään ovea objektina jolle a = F / (m * r), missä r on valittu vipuetäisyys, saadaan t^2 = 2 m W / F ^2 ei riipu r:stä. Työntäminen on kaikilla tavoilla yhtä hellppoa pienelläkin r:llä, mutta työntöä tehdään suurempi kulma.

        Tämä ei kuvaa juuri mitenkään sitä, mitä ihmiset kokevat ovea heilauttaessaan. Vaan oven kanssa käy siten, että kun pyörimisen lepokitka on vähänkin nollaa suurempi vääntömomentti, liian lyhyen varren r käyttö johtaa siihen, että tarvittu voima kasvaa kohti ääretöntä kun r - > 0 tavallisessa lausekkeessa T = F x r.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Perusero näissä tilanteissa esiintyy voiman momentissa.

        Vastustava momentti on oven painon aiheuttama kitka saranassa, siis oven leveyden puolikkaan, painon (oven keskipisteessä) ja kitkakertoimen tulo, siis vakio. Kun se on voitettava lyhyellä varrella eli oven leveyden sisäpuolikkaan alueella, tarvitaan tuota vakiovoimaa suurempi arvo. Kun käännetään leveyden ulokopuolikkaassa tai peräti ulkoreunasta, kääntäjällä on tuota vakiokitkaa suurempi varsi, joten vakiokitkavoimaa pienemi voima riittää kääntamiseen eli kitkavoiman voittamiseen. Lähtökitkassa vastaava tilanne korkeammalla voimien tasolla.

        Dynaamisessa tapauksessa eli ovea (sen keskipisteessä olevaaa massaa) merkittävästi kiihdyteltäessä tilanne on vastaava.

        hullu ammattilainen


    • ranstaaka

      Helppous ulkosyrjällä työntämisessä johtuu siitä kun siinä on kahva. Varsinkin kun kahvasta kiertää niin, että oven kieli menee sisään, niin avaaminen on helppoa.

    • 1 + 10 = 11

      siis ko. tapauksessa voima tulee käsivarren lihaksistasi. Siitä vaan harjoittelemaan mars mars.

    • -jykä-

      Mitä kauempaa saranasta työntö tapahtuu, samalla vipuvarsi kasvaa kokoajan suuremmaksi.

      Ihan sama jos yrittää vääntää rautakangella kiveä niin, että pitää rautakangesta alhaalta kiinni, sieltä ihan kiven läheltä.

      • 19+18

        siellä kangen juuressa sulla on käytössä kuutosvaihde ja kangen yläpäässä ykkösvaihde


    • Höh Heli

      jo monien vuosien takaa, vastaus kysymykseen.

      "Mikä siinä on, että työ tuntuu helpommalta, kun apuna on jonkinlainen etäisyys? "

      Kaikki työ on helpompaa, kun sitä ei tarvitse itse tehdä.
      Mitä kauempaa työtä katsoo, sitä helpommalta se näyttää.
      Siinäkin suhteessa tuo työ on muitten tekemänä helpompaa, ettei kivitöissä tarvi sotkea itseään saveen.

    • Varsi Vipu
    • martta0

      Kas tässähän on kyse tarvittavasta momentista. Eli oven avaaminen tarkoittaa oven kääntämistä saranoiden ympäri, toisin sanoen tarvitset oven avaamiseen aina tietyn momentin (tässä vääntömomentin). Momentti M on puolestaan määritelty näin: M = voima F x varsi d, jossa varsi d on kohtisuora etäisyys voiman vaikutussuorasta niveleen eli tässä saranaan. Jos siis oven avaamiseen tarvitaan momentti M, niin tarvitset siihen voimaa määrän F = M/d. Näin ollen jos d on pieni on voiman F oltava suuri ja päinvastoin.

      Selkiskö?

      • Anonyymi

        Jos auton pyöränmutterin kiristysmomentti on 200 Nm, niin mitä se tarkoittaa mutterin ja kierretapin kannalta. Eihän mutteri voi tietää kuinka pitkä varsi kiristäjällä on.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jos auton pyöränmutterin kiristysmomentti on 200 Nm, niin mitä se tarkoittaa mutterin ja kierretapin kannalta. Eihän mutteri voi tietää kuinka pitkä varsi kiristäjällä on.

        Mutteri tietää vain momentin. Sen kannalta on ihan sama vääntääkö sitä metrin varrella 200 Newtonin voimalla vai 50 cm varrella 400 Newtonin voimalla. Molemmat kun tuottavat saman momentin.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mutteri tietää vain momentin. Sen kannalta on ihan sama vääntääkö sitä metrin varrella 200 Newtonin voimalla vai 50 cm varrella 400 Newtonin voimalla. Molemmat kun tuottavat saman momentin.

        Niin, mutta mitä se momentti on. Sen yksikkö on sama kuin energian yksikkö.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Niin, mutta mitä se momentti on. Sen yksikkö on sama kuin energian yksikkö.

        Momentti on lakipykälissä havaittava lakiteknillinen ilmiö. Kannattaa tutustua johonkin lakitieteen oppikirjaan.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Niin, mutta mitä se momentti on. Sen yksikkö on sama kuin energian yksikkö.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Voiman_momentti

        Tuossa aiheesta hieman enemmän. Voiman aiheuttama momentti tulee tutuksi varsinkin lujuusoppia opiskeltaessa.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Voiman_momentti

        Tuossa aiheesta hieman enemmän. Voiman aiheuttama momentti tulee tutuksi varsinkin lujuusoppia opiskeltaessa.

        Sitä lähinnä ajattelin, että onko esim. mutterin kiristysmomentilla joku yhteys lepokitkaan. Silloinhan ruuvi on "kiinni", kun varrella d ja voimalla F se ei enää pyöri.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sitä lähinnä ajattelin, että onko esim. mutterin kiristysmomentilla joku yhteys lepokitkaan. Silloinhan ruuvi on "kiinni", kun varrella d ja voimalla F se ei enää pyöri.

        Ennen kiristysmomentin saavuttamista vääntäjä tekee työtä kasvavalla voimalla.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ennen kiristysmomentin saavuttamista vääntäjä tekee työtä kasvavalla voimalla.

        Näyttää siltä, että momentti on vain laskennallinen apusuure.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sitä lähinnä ajattelin, että onko esim. mutterin kiristysmomentilla joku yhteys lepokitkaan. Silloinhan ruuvi on "kiinni", kun varrella d ja voimalla F se ei enää pyöri.

        Joku sinua vahvempi voi kuitenkin vääntää sitä mutteria vielä enemmän kiinni, siis milloin se onkaan kiinni?


    • Anonyymi

      käytän tätä kokeessa kiitti!

      • Anonyymi

        olepa hyvä!

        -martta00


    • Anonyymi

      Taas nähdään, ettei ihminen ole looginen, eikä ajatteleva.

      Kissakin tietää tuon ja avaa oven aina lukon puolelta ja joskus kahvastakin. Siihen on vain usein vaikea ulottua.

      Olen nähnyt koululaisia, jotka työntää ovea sarantapuolelta saamatta auki.
      Olen myös tavannut muutaman aikuisen, jotka on rikkoneet oven ikkunan kun ovat luulleet sen olevan lukossa yrittäessään avata ovea väärään suuntaan.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Suomen kansa haluaa Antti Lindtmanista pääministerin

      Lindtman on miltei tuplasti suositumpi kuin etunimikaimansa Kaikkonen. Näin kertoo porvarimedian teettämä kysely. http
      Maailman menoa
      243
      4203
    2. Vain 21% kannattaa Lindtmania pääministeriksi

      se on selvästi vähemmän kuin puolueen kannatus, mites nyt noin?
      Maailman menoa
      118
      2661
    3. Miten löydän sinut

      Ja saan sanottua kaiken mitä haluan sinulle kertoa? Ja kuinka kuuntelisit minua sen hetken? Kuinka voin ilmaista sen mit
      Ikävä
      41
      2412
    4. Vaikea tilanne

      Hieman kolkuttaa omatuntoa, kun on osoittanut kiinnostusta väärää naista kohtaan. En ymmärrä miten toinen on voinut te
      Ikävä
      116
      1466
    5. Yöllinen autolla kaahari Heinolan seudulla

      Asukkaita häiriköivän nuoren herran autokaahaus keskustelu poistettu, onko jokin hyvävelijärjestelmä käytössä ?
      Heinola
      81
      1462
    6. Milloin kaivatullasi

      .. on nimipäivä?
      Ikävä
      48
      1189
    7. Kehtaisitko näyttäytyä

      kaivattusi seurassa?
      Ikävä
      78
      1107
    8. Missä kunnassa kaivattusi asuu

      Kuinka tarkkaa uskalla sanoa?
      Ikävä
      45
      976
    9. Ne viimeiset kerrat

      Kun katsoit minua niin lämpimästi. En unohda sitä ❤️
      Ikävä
      59
      973
    10. Julkinen sektori on elänyt aivan liian leveästi yli varojensa!

      Viimeisen 15 vuoden aikana julkisen puolen palkat ovat nousseet n. 40%, kun taas yksitysellä sektorilla vain n. 20%. En
      Maailman menoa
      171
      941
    Aihe