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

6205

    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. Ja taas ammuttu kokkolassa

      Kokkolaisilta pitäisi kerätä pois kaikki ampumaset, keittiöveitset ja kaikki mikä vähänkään paukku ja on terävä.
      Kokkola
      36
      4464
    2. Mitä siellä ABC on tapahtunut

      Tavallista isompi operaatio näkyy olevan kyseessä.
      Alajärvi
      48
      1808
    3. Kuinka kauan

      Olet ollut kaivattuusi ihastunut/rakastunut? Tajusitko tunteesi heti, vai syventyivätkö ne hitaasti?
      Ikävä
      115
      1619
    4. Milli-helenalla ongelmia

      Suomen virkavallan kanssa. Eipä ole ihme kun on etsintäkuullutettu jenkkilässäkin. Vähiin käy oleskelupaikat virottarell
      Kotimaiset julkkisjuorut
      250
      1608
    5. Helena Koivu on äiti

      Mitä hyötyä on Mikko Koivulla kohdella LASTENSA äitiä huonosti . Vie lapset tutuista ympyröistä pois . Lasten kodista.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      245
      1537
    6. Ja taas kerran hallinto-oikeus että pieleen meni

      Hallinto-oikeus kumosi kunnanhallituksen päätöksen vuokratalojen pääomituksesta. https://sysmad10.oncloudos.com/cgi/DREQ
      Sysmä
      89
      1130
    7. Kun näen sinut

      tulen iloiseksi. Tuskin uskallan katsoa sinua, herätät minussa niin paljon tunteita. En tunne sinua hyvin, mutta jotain
      Ikävä
      48
      1103
    8. Löydänköhän koskaan

      Sunlaista herkkää tunteellista joka jumaloi mua. Tuskin. Siksi harmittaa että asiat meni näin 🥲
      Ikävä
      133
      1097
    9. Purra saksii taas. Hän on mielipuuhassaan.

      Nyt hän leikkaa hyvinvointialueiltamme kymmeniä miljoonia. Sotea romutetaan tylysti. Terveydenhoitoamme kurjistetaan. ht
      Maailman menoa
      267
      1051
    10. Yhdelle miehelle

      Mä kaipaan sua niin paljon. Miksi sä oot tommonen pösilö?
      Ikävä
      64
      1035
    Aihe