Lainaus:20.11.2007 Njerpez kirjoitti:
Nostetaanpa. Noloahan se on nyt täältä kysyä, mutta en voi muuta.

Jos lumikengän pohjan mitat ovat 180mm*530mm. Henkilön massa on 68kg.

a.) Paljon olisi paine, jos henkilö seisoo hangessa yhden jalan varassa?
b.) Henkilön kengännumero on 41. Arvioi kuinka suuri paine lumen pintaan kohdistuu jos henkilöllä on jalassaan tavallinen talvikenkä.

Paineen kaavahan on P=F/A eli P=paine, A=pinta-ala ja F=voima.

Ongelmana vain se, että pinta-ala on tämä 180mm*530mm, mutta jos lähden laskemaan tätä kaavan mukaan niin eikös silloin pitäisi tulla P= 68kg/180mm*530mm? Vähän mietityttää, että tuon 68kg:n pitäisi olla m eikä F mutta muuta ei ole tarjolla.

F = G = mg = 68kg * 9,81m/s2
A = 0,53m * 0,18m

p = F/A = (68kg * 9,81m/s2)/(0,53m * 0,18m) = 667,08N / 0,0954m2 = 6992,452........Pa

Lainaus:20.11.2007 Urokhtor kirjoitti:
Moottorikelkka vetää 250 N:n suuruisella voimalla rekeä, jonka kokonaismassa on 65 kg. Reen perään on kiinnitetty vaakasuoralla narulla pulkka, jonka kokonaismassa kuorma mukaan lukien on 8,5 kg. Kuinka suuri jännitysvoima narussa vaikuttaa? Reen ja pulkan liikevastukset ovat pienet.

Näin pikaisesti pähkäiltynä:
T=ma, m=8,5kg ja F=Ma=250N, M=(65+8,5)kg.
Joista a=F/M => T=mF/M=29N.

Juuh oikeinhan se män.

Pari pähkinää:

1) Ilmakehässä syntyy aika ajoin hiukkasia, joiden puoliintumisaika on huomattavan pieni. Itse asiassa tämä aika on niin vähäinen, että hiukkasia ei pitäisi saapua maanpinnalle likipitäen yhtään, vaikka ne liikkuvatkin lähes valonnopeudella. Kuitenkin näitä hiukkasia havaitaan jopa niin paljon, että niillä on käytännönkin merkitystä. Mistä tämä voisi johtua?

2) VR ajeluttaa kokeellista veturiaan avaruudessa. VR:n insinöörit ovat tulleet suuruudenhulluiksi, ja tämä InterColonyksi ristitty prototyyppi matkaakin lähes valonnopeudella. Auringon hävitessä erään planeetan taa pimeänpelkoinen veturinkuljettajamme kytkee ajovalot päälle. Millä nopeudella junanvaloista singahtava valo tällöin kulkee?

3) Professori K tahtoo heittää koripallon koriin mielikuvituksellisesti. Hänpä suunnitteleekin haupitsin, jolla sitten ammutaan parin kilometrin etäisyydeltä kohti ulkoilmakentälle sijoitettua koripallotelinettä; pallon lähtönopeus on 1000 m/s ja lakikorkeus 100 metriä. Samoihin aikoihin professori S saapuu helikopterilla koripallotelineen yläpuolelle 100 metrin korkeuteen ja tarkasti sihdaten pudottaa nimikoidun pallonsa lentohärvelinsä ikkunasta. Kysymys kuuluu, kummalla palloista on juuri ennen maahan tömähdystään suurempi Maan säteen suuntainen nopeus (tai y-komponentti)? Kaikki tapahtuu tietenkin luonnollisessa suomalaisessa kaupunkiympäristössä eli tyhjiössä.

4) Eräällä rakennustyömaalla nosturi nostaa valumuotin ilmaan. Sitten sitä siirretään korkeutta muuttamatta kymmenen metrin matka sivummalla odottavalle aputyömiehelle, joka suihkuttaa muotin pintaan liukastavaa öljyä. Paljonko tehdään työtä Maan vetovoimaa vastaan (numeerista vastausta ei tarvita)?

1) Jos käsitin oikein, tämä johtuu siitä, että aika on suhteellista. Lähes valon nopeutta liikkuva hiukkanen tuntee elävänsä pitempään kuin paikallaan oleva toverinsa. Näin hiukkanen pystyy siis liikkumaan pitkän matkan, vaikka sen elämä on hyvin lyhyt.

2) Valonnopeudella.

3) Nopeuden x-komponentilla ei ole vaikutusta y-komponenttiin, vaan siihen vaikuttaa vain Maan vetovoima, eli molemmilla on sama nopeus.

4) Ei yhtään. Koska E_p = mgh, ja h = 0, on E_p = 0.

Lainaus:20.11.2007 Urokhtor kirjoitti:
1) Jos käsitin oikein, tämä johtuu siitä, että aika on suhteellista. Lähes valon nopeutta liikkuva hiukkanen tuntee elävänsä pitempään kuin paikallaan oleva toverinsa. Näin hiukkanen pystyy siis liikkumaan pitkän matkan, vaikka sen elämä on hyvin lyhyt.

Oikeastaan liikkuva hiukkanen ei "koe" elävänsä yhtään sen pidempään; tällaisen havainnon tekee itse asiassa maankamaraan naulattu tarkkailija.

Lainaus:2) Valonnopeudella.

Luonnollisesti. Eihän veturin nopeus vaikuta mitenkään valonnopeuteen.

Lainaus:3) Nopeuden x-komponentilla ei ole vaikutusta y-komponenttiin, vaan siihen vaikuttaa vain Maan vetovoima, eli molemmilla on sama nopeus.

Totta kai.

Lainaus:4) Ei yhtään. Koska E_p = mgh, ja h = 0, on E_p = 0.

Ilmaisuni oli kenties hieman hatara, mutta ajatuksesi on yhtä kaikki oikea. Hakemani vastaus oli tietenkin se, että painovoimaa vastaan tehdään työtä vain ja ainoastaan, kun muottia nostetaan.

Lainaus:21.11.2007 MieItse kirjoitti:
Luonnollisesti. Eihän veturin nopeus vaikuta mitenkään valonnopeuteen.

Tämä on sellainen probleema, jota on vähän muissa mudoissa tullut mietittyä enemmänkin.

- Mikä on veturin ja valon nopeuksien erotus tilannetta sivusta seuraavan näkökulmasta?
- Entäs jos kaksi kappaletta lähestyy toisiaan kohtisuoraan, molemmat lähes valonnopeudella, onko sivustaseuraajan näkökulmasta näiden nopeuksien erotus ylivalonnopeus?
- Jos muutetaan jalustalle yhdestä pisteestä kiinnitetyn laserin kulmaa (ts. se pyörii akselinsa ympäri) erittäin nopeasti, voiko laserin varjostimelle aiheuttama valopiste liikkua yli valonnopeutta?

Lainaus:21.11.2007 MieItse kirjoitti:

Lainaus:20.11.2007 Urokhtor kirjoitti:
1) Jos käsitin oikein, tämä johtuu siitä, että aika on suhteellista. Lähes valon nopeutta liikkuva hiukkanen tuntee elävänsä pitempään kuin paikallaan oleva toverinsa. Näin hiukkanen pystyy siis liikkumaan pitkän matkan, vaikka sen elämä on hyvin lyhyt.

Oikeastaan liikkuva hiukkanen ei "koe" elävänsä yhtään sen pidempään; tällaisen havainnon tekee itse asiassa maankamaraan naulattu tarkkailija.

Aa juuri niin. Olet oikeassa. Aivot vaan meni solmuun tuota kirjoittaessa.

Lainaus:21.11.2007 TRP kirjoitti:
- Mikä on veturin ja valon nopeuksien erotus tilannetta sivusta seuraavan näkökulmasta?

Nopeuksien erotus.

Lainaus:- Entäs jos kaksi kappaletta lähestyy toisiaan kohtisuoraan, molemmat lähes valonnopeudella, onko sivustaseuraajan näkökulmasta näiden nopeuksien erotus ylivalonnopeus?

Kyllä.

Lainaus:- Jos muutetaan jalustalle yhdestä pisteestä kiinnitetyn laserin kulmaa (ts. se pyörii akselinsa ympäri) erittäin nopeasti, voiko laserin varjostimelle aiheuttama valopiste liikkua yli valonnopeutta?

Kyllä.

Lainaus:24.10.2007 Hokke kirjoitti:

Lainaus:23.10.2007 Verge kirjoitti:
Fysiikan opettajani sanoi joskus, että ihan sama meneekö rappusia vai kiipeääkö seinää pitkin, niin saman verran energiaa palaa.

Fysiikan opettajasi oli väärässä. Rappusia pitkin mennessä kuluu energiaa ylimääräisen matkan kulkemiseen vaakatasossa. Kun oletetaan, että seinää pitkin kiivetessä matka vaakatasossa on nolla, niin seinää pitkin kuluisi vähemmän energiaa.

Mun mielestä säkin oot väärässä, ainakin mun mielestä esim. spiderman menettäis enemmän energiaa jos se kiipeilis seinillä ku kävelis rappusii pitkin(huom jos se olisi edes olemassa)

Olet VR:n InterColony(tm) avaruusjunan kuljettaja. Ajat lähes valonnopeudella. Millainen näkymä näkyy ohjaamon etuikkunasta?
a) Tähdet 'viivoina', koska nopeus on niin kova.
b) Tähdet liikkuvina pisteinä kovan nopeuden takia.
c) Näet koko universumin, myös sen osan mikä on takanasi, pienenä siistinä kimppuna edessäsi.


Oikea vastaus
C. Selitys.

Lainaus:21.11.2007 qA- kirjoitti:

Lainaus:21.11.2007 TRP kirjoitti:
- Jos muutetaan jalustalle yhdestä pisteestä kiinnitetyn laserin kulmaa (ts. se pyörii akselinsa ympäri) erittäin nopeasti, voiko laserin varjostimelle aiheuttama valopiste liikkua yli valonnopeutta?

Kyllä.

Miten tämä valopiste voi liikkua yli valonnopeutta jos yksittäinen fotoni ei voi liikkua kuin nopeutta C? Minusta tämä lasersäde muuttuisi käyräksi, hieman kuin tykinammuksen rata Coriolis-effektin takia.

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Miten tämä valopiste voi liikkua yli valonnopeutta jos yksittäinen fotoni ei voi liikkua kuin nopeutta C? Minusta tämä lasersäde muuttuisi käyräksi, hieman kuin tykinammuksen rata Coriolis-effektin takia.

Koska valopiste ei ole yksittäinen fotoni. Kaareutumista varmasti tapahtuu.

Ajattele asiaa vaikka näin: Osoitat laserkynällä kaukaista tähteä, sitten käännyt yhtäkkiä toiseen suuntaan ja osoitat toista kaukaista tähteä. Mikä liikkui valoa nopeammin, ja mikä ei?

Lainaus:21.11.2007 HEADSHOT100 kirjoitti:
Mun mielestä säkin oot väärässä, ainakin mun mielestä esim. spiderman menettäis enemmän energiaa jos se kiipeilis seinillä ku kävelis rappusii pitkin(huom jos se olisi edes olemassa)

Lihaksissa varmasti palaa enemmän kamaa jos yrität seinien kautta kerrostalossa nousta. Gravitaatiovoima on konservatiivinen, ts. sitä vastaan tehty työ on polusta riippumaton. Alkuperäisen kirjoittajan idea oli oikea, mutta huonosti sanottu.

Lainaus:21.11.2007 qA- kirjoitti:

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Miten tämä valopiste voi liikkua yli valonnopeutta jos yksittäinen fotoni ei voi liikkua kuin nopeutta C? Minusta tämä lasersäde muuttuisi käyräksi, hieman kuin tykinammuksen rata Coriolis-effektin takia.

Koska valopiste ei ole yksittäinen fotoni. Kaareutumista varmasti tapahtuu.

Ajattele asiaa vaikka näin: Osoitat laserkynällä kaukaista tähteä, sitten käännyt yhtäkkiä toiseen suuntaan ja osoitat toista kaukaista tähteä. Mikä liikkui valoa nopeammin, ja mikä ei?

Valo liikkuisi sinne silti vakionopeudella, eikä se sivuttaisliike vaikuta siihen kuinka nopeasti se säde sitä tähteä lähenisi. Ja sitäpaitsi, ei se säde sitä tähteä koskaan saavuttaisi (paitsi niin monen vuoden päästä että en jaksais oottaa saati paristot kestäis).

Ja kyllä, valo ei ole yksittäinen fotoni. Käytän sitten nimitystä säde.

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Valo liikkuisi sinne silti vakionopeudella, eikä se sivuttaisliike vaikuta siihen kuinka nopeasti se säde sitä tähteä lähenisi. Ja sitäpaitsi, ei se säde sitä tähteä koskaan saavuttaisi (paitsi niin monen vuoden päästä että en jaksais oottaa saati paristot kestäis).

Ja kyllä, valo ei ole yksittäinen fotoni. Käytän sitten nimitystä säde.

Ensinnäkin paristojen ei tarvitse kestää. Riittää kunhan näpäytät sitä sinne päin ja valopulssi lähtee.

Idea kysymyksessäni oli kuitenkin seuraava:
Ensimmäiseen tähteen valo saapuu hetkellä t_1. Toiseen tähteen hetkellä t_2. Jos ensimmäisestä tähdestä ammuttaisiin valoa toiseen, kestäisi valolla matkaan aika T.
Kuitenkin t_2 - t_1 < T, eli "valopiste liikkuu nopeammin kuin valo". Nyt yleistä liike jatkumoksi, ja ollaan saatu vastaus alkuperäiseen kysymykseen.

E: hidas...

Lainaus:21.11.2007 qA- kirjoitti:

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Valo liikkuisi sinne silti vakionopeudella, eikä se sivuttaisliike vaikuta siihen kuinka nopeasti se säde sitä tähteä lähenisi. Ja sitäpaitsi, ei se säde sitä tähteä koskaan saavuttaisi (paitsi niin monen vuoden päästä että en jaksais oottaa saati paristot kestäis).

Ja kyllä, valo ei ole yksittäinen fotoni. Käytän sitten nimitystä säde.

Ensinnäkin paristojen ei tarvitse kestää. Riittää kunhan näpäytät sitä sinne päin ja valopulssi lähtee.

Idea kysymyksessäni oli kuitenkin seuraava:
Ensimmäiseen tähteen valo saapuu hetkellä t_1. Toiseen tähteen hetkellä t_2. Jos ensimmäisestä tähdestä ammuttaisiin valoa toiseen, kestäisi valolla matkaan aika T.
Kuitenkin t_2 - t_1 < T, eli "valopiste liikkuu nopeammin kuin valo". Nyt yleistä liike jatkumoksi, ja ollaan saatu vastaus alkuperäiseen kysymykseen.

Sori, en suostu uskomaan tuota koska

A) Mun järkeilyn tulos on eri mieltä
B) Fysiikan lakeja rikottaisiin aika härskisti.

Jos se valolähde pyörii nyt esimerkiksi akselinsa ympäri ja piste osuu pintaan joka on akselista yhtä kaukana joka suunnassa (eli se on ympyrälieriö/mikälie).

Koska valolla on myös hiukkas- että aaltoluonnetta (kaikella on), voidaan kuvitella laserin tilalle vaikka tuttu ja turvallinen vesipyssy joka ampuu vettä. Kuvitellaan että tämä vesi on fotonien virta joka laserista emittoituu.
Nyt pyöritetään tätä vesipyssyä akselinsa ympäri, joka sijaitsee piipun kohdalla.

Kysyn sinulta, liikkuuko seinään jäävä märkä pläntti nopeammin kuin se nopeus jolla vettä tulee aseesta?

Oletetaan että seinään on matkaa 10m, ja vesi liikkuu 9m/s. Jos puolen sekunnin päästä ase on pyörähtänyt 180 astetta (aika nopeesti eikö?), niin liikkuuko se märkä pläntti nopeammin kuin 9m/s? Ei, koska vesi ei ole vielä edes koskettanut seinään. Sitten tästä seuraa mm. vesisuihkun spiraalinen muoto.

Sama juttu se valollakin on. Ei se varjostimelle syntyvä valopiste voi syntyä ennen kuin siihen osuu fotoneja/valosäteitä. Vaikka laserlähde pyörisi lähes valonnopeutta, ei valopiste seinällä sen nopeammin liikkuisi kuin korkeintaan valonnopeutta.

Ööh qA- saa korjata jos olen väärässä, mutta laserin pyöriessä, fotoni saa nopeutta sivuttaissuunnassa ja pythagoraan lauseen mukaan fotonin nopeus on suurempi kuin valonnopeus.

Lainaus:21.11.2007 Urokhtor kirjoitti:
Ööh qA- saa korjata jos olen väärässä, mutta laserin pyöriessä, fotoni saa nopeutta sivuttaissuunnassa ja pythagoraan lauseen mukaan fotonin nopeus on suurempi kuin valonnopeus.

Nyt puhuttiinkin valopisteestä joka heijastuu seinältä/heijastimelta.

Ja fotonin nopeus = valonnopeus. Valonsäde = fotoni. Tämä johtuu siitä että niillä on sekä aalto- että hiukkasluonnetta.

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Oletetaan että seinään on matkaa 10m, ja vesi liikkuu 9m/s. Jos puolen sekunnin päästä ase on pyörähtänyt 180 astetta (aika nopeesti eikö?), niin liikkuuko se märkä pläntti nopeammin kuin 9m/s? Ei, koska vesi ei ole vielä edes koskettanut seinään. Sitten tästä seuraa mm. vesisuihkun spiraalinen muoto.

Tehdään näin: matkaa on puoliympyrän muotoiseen seinään 10m, suihku liikkuu 10m/s.
Pyörähdetään 180 astetta 0,5 sekunnissa.
Suihku osuu luonnollisesti aloituspistettä vastapäätä olevaan seinän pisteeseen 0,5 sekunttia aloituspistettä vastaavan kohdan jälkeen, sillä veden "lähetyshetkillä" oli eroa tuo kyseinen aika.

Kuitenkin "vesipiste" on sillä aikaa pyyhkinyt seinää 31m. Siis 1,5 sekunnissa.

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Sori, en suostu uskomaan tuota koska

A) Mun järkeilyn tulos on eri mieltä
B) Fysiikan lakeja rikottaisiin aika härskisti.

Jos se valolähde pyörii nyt esimerkiksi akselinsa ympäri ja piste osuu pintaan joka on akselista yhtä kaukana joka suunnassa (eli se on ympyrälieriö/mikälie).

Koska valolla on myös hiukkas- että aaltoluonnetta (kaikella on), voidaan kuvitella laserin tilalle vaikka tuttu ja turvallinen vesipyssy joka ampuu vettä. Kuvitellaan että tämä vesi on fotonien virta joka laserista emittoituu.
Nyt pyöritetään tätä vesipyssyä akselinsa ympäri, joka sijaitsee piipun kohdalla.

Kysyn sinulta, liikkuuko seinään jäävä märkä pläntti nopeammin kuin se nopeus jolla vettä tulee aseesta?

Oletetaan että seinään on matkaa 10m, ja vesi liikkuu 9m/s. Jos puolen sekunnin päästä ase on pyörähtänyt 180 astetta (aika nopeesti eikö?), niin liikkuuko se märkä pläntti nopeammin kuin 9m/s? Ei, koska vesi ei ole vielä edes koskettanut seinään. Sitten tästä seuraa mm. vesisuihkun spiraalinen muoto.

Sama juttu se valollakin on. Ei se varjostimelle syntyvä valopiste voi syntyä ennen kuin siihen osuu fotoneja/valosäteitä. Vaikka laserlähde pyörisi lähes valonnopeutta, ei valopiste seinällä sen nopeammin liikkuisi kuin korkeintaan valonnopeutta.

A) Järkeilysi on väärä.
B) Fysiikan lakeja ei rikota. Suhteellisuusteorian oleellinen pointti on, että informaatio ei saa liikkua valoa nopeammin. Informaatio ei tässä liikukaan liian nopeasti.


Jatketaan vesipyssyanalogialla: Samantien kun pläntti osuu seinään (ts. siitä hetkestä alkaen jolloin seinässä oleva pläntti on olemassa, ts. sen nopeudesta on edes mielekästä keskustella), mitä tapahtuu? Se pläntti liikkuu puolessa sekunnissa sinne toiselle puolelle. Eli kyllä, pläntti liikkuu nopeammin kuin 9 m/s.

Urokhtor: fotonin nopeus ei koskaan ole valonnopeutta suurempi.

Lainaus:21.11.2007 TRP kirjoitti:

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Oletetaan että seinään on matkaa 10m, ja vesi liikkuu 9m/s. Jos puolen sekunnin päästä ase on pyörähtänyt 180 astetta (aika nopeesti eikö?), niin liikkuuko se märkä pläntti nopeammin kuin 9m/s? Ei, koska vesi ei ole vielä edes koskettanut seinään. Sitten tästä seuraa mm. vesisuihkun spiraalinen muoto.

Tehdään näin: matkaa on puoliympyrän muotoiseen seinään 10m, suihku liikkuu 10m/s.
Pyörähdetään 180 astetta 0,5 sekunnissa.
Suihku osuu luonnollisesti aloituspistettä vastapäätä olevaan seinän pisteeseen 0,5 sekunttia aloituspistettä vastaavan kohdan jälkeen, sillä veden "lähetyshetkillä" oli eroa tuo kyseinen aika.

Kuitenkin "vesipiste" on sillä aikaa pyyhkinyt seinää 31m. Siis 1,5 sekunnissa.

Anteeksi mutta en tajua tuota esimerkkiä, ja koska tämä on peliplaneetta niin (ei pahalla, ymmärrä kai) en silti usko että mikään pystyy liikkumaan yli valonnopeutta. Pistän tämän asian mietintämyssyn alle ja haen kahvia.

Lainaus:21.11.2007 Mopez kirjoitti:
Anteeksi mutta en tajua tuota esimerkkiä, ja koska tämä on peliplaneetta niin (ei pahalla, ymmärrä kai) en silti usko että mikään pystyy liikkumaan yli valonnopeutta. Pistän tämän asian mietintämyssyn alle ja haen kahvia.

Siis jos käännät vesipyssyn nopeasti ympäri, ei aloituspaikka vaikuta mitään siihen veteen, joka lähtee liikkeelle hetkellä +0,5 sekuntia.

Ajatellaan tuota valoasiaa maanläheisesti. Leikitään, että jokaisella ajanhetkellä (t) laserista lähtee yksi fotoni. Laser on paikallaan yhden ajanhetken kerrallaan ja siirtyy sitten seuraavaan.

Ensimmäinen fotoni osuu pyöreälle varjostimelle hetkellä T+0t. Toinen osuu hetkellä T+t, kolmas hetkellä T+2t jne, missä T on matkaan käytetty aika. Kun on pyörähdetty yksi kierros ajassa 1s, osuu toinen fotoni samaiseen aloituspisteeseen hetkellä T+nt=T+1s.

Btw, sattui taas pieni lapsus tuossa vesisuihkuhomman ajassa.

Sori, en tajua

Mutta muistan että kun liikutaan lähes valonnopeudella niin niitä nopeuksia ei voi vain laskea yhteen. Tähän taas pitäisi soveltaa jotain suhteellisuusteorian kaavoja joita en ole opiskellut, lukiossa kun olen.