Fórum: Fizikások válaszoljanak

Newton III. törvényét köszönöm, ismerem. :)

"Már bocs! De nem kellene Keplert, Newtont esetleg tankönyvet olvasnod mielőtt ilyeneket leírsz?"

Hidd el, eddigi három és fél évnyi egyetemi tanulmányaim alatt olvastam néhány "tankönyvet".

"A forgató nyomaték ez nem erő és erőkar szorzata?"

Tömegpontoknál igaz. Kiterjedt testeknél nem. Meg tudsz pörgetni egy labdát anélkül, hogy meglöknéd. Az eredő forgatónyomaték és az eredő erő lényegében független egymástól (egyik az erősűrűség térfogatra vett felösszegzése, másik a forgatónyomaték-sűrűségé, ami pedig kiszámolható az általad leírt módon)

http://m.blog.hu/ge/gezoo-vilaga/image/foton2.gif

A fizika törvényei mást mondanak, ez nem így játszódik le a természetben. Hol találtad?

"Zárt rendszer impulzusában és a perdületében tárolt energia összege állandó."

Ez nem igaz. Képzelj el két testet, mely rugóval van összekötve, és megfeszíted a rugót, majd elengeded a testeket. Az energia periodikusan tárolódik a rugó összenyomódásban és a mozgásban úgy, hogy összegük kiadja a kezdeti energiát.

"lásd a Boltzman állandót" Nem látom hirtelen a kapcsolatot, kifejtenéd?

A csillagászati példában feltettem, hogy a bolygó tömege elhanyagolható a csillagéhoz képest, mint ahogy szokott lenni. Olvasd el angol wikipedián a Kepler problem szócikket, ott is megtalálod majd a perdület megmaradását.

Ha egy tömegpont időben állandó potenciáltérben mozog, akkor pedig a mozgási és a helyzeti energia összege állandó, nem pedig a "perdületében és lendületében" tárolt energia összege.

Na egy ellenőrző kérdés:

Igaz-e az, hogy te éppen akkora erővel vonzod magad felé a Földet, mint a Föld tégedet?

Azaz ha pl. ugrasz egyet, akkor a szabadesés alatt éppen akkora erő húzza feléd a Földet, mint téged húz a Föld felé?

"Nem tudnak "egymásba alakulni". Az egyiket az erő változtatja, a másikat a forgatónyomaték. "

Húúha.. A forgató nyomaték ez nem erő és erőkar szorzata? És nem képződhet erő nélkül lendületből perdület?

Ezt azért nézd meg mielőtt ilyeneket írsz: http://m.blog.hu/ge/gezoo-vilaga/image/foton2.gif

"Zárt rendszer impulzusa és perdülete állandó."

Ezt úgy tanultuk, hogy: "Zárt rendszer impulzusában és a perdületében tárolt energia összege állandó." (lásd a Boltzman állandót.)

"Gondolj bele, ha egy labdát nekigurítasz a falnak, az visszapattan, megváltozik az impulzusa. Ezzel nincs is gond, a labda nem volt egy zárt rendszer. "

Nos, csak irányt vált. De az impulzusának párja a dobáskor a Földre hatott, majd a visszapattanáskor szintén, de az előzővel ellentétes előjellel.

Egyébként ha nem tartozik ide, miért idézted? (rosszul..)

"Ott a csillag körüli perdület állandó. Bár nem hanyagolható el a bolygó és a csillag kölcsönhatása, de a kettő közötti erőnek nincs forgatónyomatéka a csillagra nézve, így az nem tudja változtatni a bolygó perdületét. a Lendületét viszont változtatja."

Már bocs! De nem kellene Keplert, Newtont esetleg tankönyvet olvasnod mielőtt ilyeneket leírsz?

A bolygó keringésében és perdületében, sőt a Csillaggal képzett tömegrendszer összes perdületében és lendületében tárolt energiák összege állandó. Ez kb olyan mozgást okoz, mint egy leejtett tárgy mozgása vákuumban. [ Egyébként, többek között évszakos változású a Föld perdülete.. ( Csaxólok.) ]

"az pedig nem pontosan a tengely középpontja felé mutat." Nos, mint írtam ez két görgővel kiküszöbölhető.. de nem ott a trükk.

A lendület és a perdület két eléggé különböző megmaradó mennyiség, nem jó összemosni őket. Nem tudnak "egymásba alakulni". Az egyiket az erő változtatja, a másikat a forgatónyomaték.

Zárt rendszer impulzusa és perdülete állandó. Ez azt jelenti, hogy ha egy rendszert el tudsz keríteni a világ többi részétől, hogy a kölcsönhatás elhanyagolható legyen, akkor az impulzusa és a perdületa megmaradó mennyiségek.

Gondolj bele, ha egy labdát nekigurítasz a falnak, az visszapattan, megváltozik az impulzusa. Ezzel nincs is gond, a labda nem volt egy zárt rendszer.

Sok esetben az a helyzet, hogy egy nem zárt rendszert vizsgálunk, és mégis megmarad az impulzus vagy a perdület. Erre példa a bolygómozgás egy csillag körül. Ott a csillag körüli perdület állandó. Bár nem hanyagolható el a bolygó és a csillag kölcsönhatása, de a kettő közötti erőnek nincs forgatónyomatéka a csillagra nézve, így az nem tudja változtatni a bolygó perdületét. a Lendületét viszont változtatja.

A koris feladatban is az a trükk, hogy a test, melyet fonállal a tengelyhez kötünk, nem alkot zárt rendszert, a fonálon keresztül kölcsön tud hatni a tengellyel, illetve a Földdel. Abban az esetben maradna meg a perdülete, ha a rá ható erők eredőjének nem lenne forgatónyomatéka a tengely középpontjára nézve. Ez nem teljesül, mert az erő fonálirányú, az pedig nem pontosan a tengely középpontja felé mutat.

"Nincs igazad. Az ideális rendszer, amit le akarsz írni, nem létezik. " Oké-oké, bár nem "igazamnak" kellene lennie, és nem azt "akartam" leírni, hogy ideális rendszer van-e..

Szóval, a perdület megmaradás tétele nem teljesül? Olyan is lehet?

Én úgy tanultam, hogy a lendület és a perdület egymásba szabadon átalakítható, mindkettő megmaradó "mennyiség".

A mechanikai veszteségek köre pedig az energia megmaradás témakörébe tartozik. Nem érinti a perdület-lendület megmaradás tételeinek érvényességét.

Rosszul tanultuk?

Nincs igazad. Az ideális rendszer, amit le akarsz írni, nem létezik.

Érdemes odáig leegyszerűsíteni a problémát, hogy súrlódásmentesen mozoghat egy tömegpont a síkon úgy, hogy egy fonállal egy hengerpalásthoz rögzítjük, és a fonálra merőlegesen kezdősebességet adunk. A henger sugarával továbbá tarthatunk nullába.

Azért kell a tengely méretét óvatosan kezelni, mert ha nullának veszed, akkor nincs feltekeredés, örökkön örökké ugyanazon a körpályán mozog.

Minél kisebb a tengelyméret, annál kisebb lesz a tangenciális erő. Azt is szem előtt kell viszont tartani, a megtett út (idő) is nő, ami ahhoz szükséges, hogy feltekeredjen a fonál adott mértékben. Gondolj bele, egy kör alatt 2*r*-vel csökken csak a kötél mérete, ami arányos az r tengelysugárral. Ha arra vagy kíváncsi, hogy rögzített L hosszal mikor rövidül meg a fonál hossza, akkor vezető rendben ez C*1/r-rel fog menni.

Így lehetséges az, hogy bár a tangenciális erő elhanyagolhatónak tűnik, de minél elhanyagolhatóbb, annál tovább hat. Az erő is az idő szorzata nem feltétlen tart nullába, és most nem is teszi ezt.

Szuper! van itt élet is!

Nos, nézzük! Kötél indulási hossz 10 m, feltekerő átmérő 0,01 m, Eltérés a tengelyiránytól 0,006 m

A jelölt szög = arctan(0,006/10)=0,034 fok kezdetben feltekerve 1 m-es sugárig: szög= 0,344 fok ( Most tekintsünk el attól, hogy két görgővel a kötélirány tengelyirányú lehetne. ) Azaz a feltekerő tengelynél ható érintő irányú erő a kötélerőnek 0,006 -ad részétől 0,06-ad részéig növekedhet.

Ami olyan kicsiny, hogy ha a megfogó ember tömegétől, a görkori gördülési ellenállásától eltekintünk akkor nyugodtan eltekinthetünk ettől is.

Igen. Én is így gondoltam.

Ez tévedés. A zsinór csak akkor tud feltekeredni, ha véges méretű tengelyt tételezel fel. Ebben az esetben viszont a zsinórban ébredő erőnek lesz forgatónyomatéka. Ez nem hanyagolható el abban a limeszben sem, amikor a tengely átmérője nulla.

Majdnem.. A feltekeredő zsinór esetében a forgástengely a zsinórt feltekerő rúd tengelye, ezért teljesül.

Nem ott a "trükk".

A logaritmikus spirál esetében jobban látszik a titok, ha nem gurítjuk, hanem mondjuk csúzlival lőjük a golyót. Belépéskor csak lendülete van, kilépéskor lendülete és perdülete. Nagy kérdés az, hogy a körívű pályától "befelé és a kifelé" hajló palástok eseteiben hogyan aránylik a perdület és a "maradó" lendület.

Na igen, csak sem a logaritmikus spirálon való mozgáskor, sem a feltekeredő zsinór esetében nem teljesül a perdület-megmaradás, hiszen nem centrális az erőd.

Jajj írja már valaki, hogy zsinóros példában a kerületi sebesség állandó a kerület egyre kisebb, és ezért csak a szögsebesség növekszik!

Oké, akkor ugyanez pepitában:

Görkorin állsz és a derékszíjad egy oszlopra feltekert zsinórra van kötve. Egy medicinlabdát elkapsz, amit én a zsinóroddal kijelölt kör érintőjének irányába dobok. Majd amikor feltekeredett a zsinórod egészen rövidre, elengeded a labdát.

A perdület megmaradás tétele szerint ahogy feltekeredik a zsinór és egyre kisebb lesz a mozgásod sugara, egyre nagyobb lesz a kerületi sebességed.

( A könnyebb számolás kedvéért tegyük fel, hogy neked nincs tömeged.)

Így érthető a sebesség növekedés?

Én nem vagyok arról meggyőződve, hogy változik az impulzus nagysága, bár lehet rosszul képzelem el a feladatot.

Oké lehet, hogy igazad van. Legyen egy elgondolkodtató kérdés:

i impulzusú golyót gurítunk egy logaritmikus spirál nagyobb sugarú oldalára érintőleges irányból. Amikor a golyő kilép a kis sugarú oldalon impulzusa I. ( I>>i )

A kérdés, hogy az I-i különbözethez szükséges energiát honnan vette a golyó?

Én sokkal könnyebben ráveszem magam egy gondolkodtató kérdésre való válaszolásra, mint egy teljesen triviális dolog leírására. Lehet, hogy ezért nem kaptál választ.

Egyetértünk, köszönöm szépen a válaszodat! Csupán arra voltam kíváncsi, hogy mennyi idő kell egy egyszerű válasz megérkezéséhez.

A láda térfogatát könnyen meghatározhatod. Leméred hosszát, szélességét és magasságát, aztán ezeket összeszorzod (feltéve, hogy a láda téglatest alakú). Az ember térfogatát már nehezebb meghatározni, de ha megtöltesz egy elég nagy dézsát vízzel és megkéred az embert, hogy merüljön bele, akkor miután kimászott a dézsából egy ismert térfogatú edénnyel újra teletöltöd a dézsát vízzel. De a [404]-es kérdés megválaszolásához ezekre nincs szükség.

Mekkora a láda térfogata és mekkora az ember térfogata?

Sziasztok! A segítséget előre is köszönöm! A feladat a következő: Egy 40kg tömegű láda és egy 600N súlyú ember közül: mekkora térfogatú víznek egyenlő a tömege a láda, ill. az ember tömegével? Továbbá mekkora térfogatú víznek egyenlő a súlya a láda, ill. az ember súlyával?

Jelölje a két test együttes tömegét M=0.7kg; a felső test tömegét m; a két test közti súrlódási együtthatót =0.4; a rezgés amplitúdóját pedig A.

A felső test nyilván akkor csúszhat meg a legkönnyebben, amikor a testek gyorsulása a legnagyobb. Ez akkor következik be, amikor a testek szélső helyzetben vannak, tehát amikor a kitérés éppen A. Ilyenkor a rugó DA erővel hat, ezért a gyorsulás nagysága a=DA/M. Ahhoz, hogy a súrlódás megtartsa a felső testet, am nagyságú erővel kell gyorsítania, viszont a súrlódás legfeljebb mg erőt fejthet ki, tehát akkor nem csúszik meg a felső test, ha ammg. Ebbe behelyettesítjük az a-re kapott kifejezést majd rendezzük:

(DA/M)m<mg,

AMg/D=0.028m=2.8cm

Sziasztok!

Egy feladat nem hagy nyugodni, szerintem nektek nagyon egyszerű lesz:

Egy vízszintes súrlódásmentes felületen egy 0,5 kg-os testen egy 0.2 kg tömegű test fekszik, köztük a tapadási súrlódási együttható 0,4. Az alsó testhez egy a másik végén rögzített D= 100 N/m rugót erősítünk vízszintesen. Legfeljebb mekkora lehet a rezgés amplitúdója, hogy a két test ne csússzon meg egymáson?

A megoldás elvileg 2,8 cm, de valahogy nekem nem jön ki ennyire.

Na igen így már megértettem. Köszi szépen!