Középiskolai Matematikai és Fizikai Lapok
Informatika rovattal
Kiadja a MATFUND Alapítvány
Már regisztráltál?
Új vendég vagy?

Fórum: Fizikások válaszoljanak

  [1]    [2]    [3]    [4]    [5]    [6]    [7]    [8]    [9]    [10]    [11]    [12]    [13]    [14]    [15]    [16]    [17]    [18]    [19]    [20]    [21]    [22]    [23]    [24]    [25]    [26]    [27]    [28]    [29]    [30]    [31]    [32]    [33]    [34]    [35]    [36]    [37]    [38]    [39]    [40]    [41]    [42]    [43]    [44]    [45]    [46]    [47]    [48]    [49]    [50]    [51]    [52]    [53]    [54]    [55]  

Szeretnél hozzászólni? Jelentkezz be.
[577] SmallPotato2012-04-10 08:30:54

Játszanak még: kátyú pereme; egy korábbi autó által felvert és aktuálisan vénull általános irányú és nagyságú sebességgel röpködő és a miénknek épp nekicsapódó kavics; úton átfutó róka/őz/szarvas/kutya/macska/egér/ etc.

A feladat egyébként egy útról, egy autókerékről, és egy kavicsról szól.

Előzmény: [576] Gézoo, 2012-04-10 08:20:26
[576] Gézoo2012-04-10 08:20:26

"A kő az úthoz képest nem szabadulhat el hátrafelé, ugyanis az autó kerekének egyetlen pontjában sem mutat hátrafelé a sebesség."

Érdekes felvetés, de csak félig igaz. A kerék rendszerében sugár irányú gyorsulásban "nyugvó" kavicsra folyamatos gyorsulásából következő erő hat. A kavics a kerék alsó pontján az úthoz képest áll, felül kétszeres tengelysebességgel halad.( Mint ahogyan azt írtátok.) Ha alulra mutató a mozgásának irányvektora és úgy szabadul el, akkor nekicsapódik lefelé iránnyal az aszfaltnak és felpattan. Ha felfelé mutat és úgy szabadul el, akkor 0 < v < 160 km/h sebességgel a sárhányónak csapódik és visszapattan.

A relatív mozgás okozta, az elszabadulás a pillanatában meglévő irányvektora és a felpattanások okozta irányváltozások határozzák meg a kirepülési irányt.

Ezért haladhat akár az úthoz viszonyítva is 80 km/h sebességgel hátrafelé, mint ahogyan a tapasztalat mutatja.

Előzmény: [574] SmallPotato, 2012-04-09 23:11:24
[575] Lajos bácsi2012-04-10 06:23:30

Végre közelednek álláspontjaink!

Új kérdést vetnék fel a gondolkodni szerető társaimnak. Még egyetemista voltam, amikor magamra maradtam a következő - számomra egyszerű kérdés helyes megválaszolásában. Szerencsére a fizika gyakvezető mellém állt.

Kérdés: hogyan változik meg egy háztartási porszívó áramfelvétele (teljesítmény felvétele), ha a porszívó csövét befogjuk. Tankörtársaim valószínű még nem figyeltek föl rá, amikor a porszívó csövét befogjuk a porszívó terhelése kisebb lesz, ami a fordulatszám növekedéséből jól észrevehető. Sajnos a felületes szemlélő ezt nehezen fogadja el.

A magyarázat pedig egyszerű: a levegőrészecskékre vonatkozóan erőhatás van, de elmozdulás nincs, tehát munkavégzés sincs. A szívótárcsák csupán keverik a levegőt, de nem szállítanak semmit.

Előzmény: [574] SmallPotato, 2012-04-09 23:11:24
[574] SmallPotato2012-04-09 23:11:24

A kő az úthoz képest nem szabadulhat el hátrafelé, ugyanis az autó kerekének egyetlen pontjában sem mutat hátrafelé a sebesség. A talajjal érintkező pont sebessége nulla, az összes többi pont sebességének vízszintes vetülete a kocsi haladási irányával egyező irányú. Lajos bácsi ábrájából ez remekül látszik is.

Előzmény: [569] Zilberbach, 2012-04-09 15:35:28
[573] lorantfy2012-04-09 23:03:42

Inercia rendszerekben minden fizikai jelenség ugyanúgy megy végbe, így aztán a kő kiszabadulása is. Ha egy emelővel megemeljük a kocsit és úgy pörgetjük a kerekeit 80 km/h kerületi sebességgel vagy az úton halad ugyanilyen sebességgel teljesen mindegy a kő kiszabadulása szempontjából.

Lajos bácsinak abban igaza van, hogy a haladó kocsinál a kerék felső pontja a földhöz képest dupla sebességgel mozog, de a tengelyhez képest csak a 80 km/h-s kerületi sebesség iránya változik meg és az ebből eredő centripetális erőt kell a követ tartó erőknek biztosítani, hogy ne repüljön el.

Előzmény: [571] Lajos bácsi, 2012-04-09 20:17:49
[572] Füge2012-04-09 20:55:27

Zillerbachnak teljesen igaza van. Ugyanis kocsiban ülve azért érezhetjük azt, hogy hátrafelé repül el a kő, mert tényleg hátrafelé repülhet (persze hozzánk képest hátrafele). Mert ilyenkor áttértünk a 80km/h-val mozgó inerciarendszerbe, és ekkor a kő elszabadulási sebessége pontosan a kerületi sebesség lesz. Vagy akár úgy is fogalmazhatok, hogy ebben a rendszerben a kő álló tengely körül forog.

Ha a földről vizsgáljuk az eseményt, akkor is kijön az, hogy betörheti a hátsó autó szélvédőjét, csak ezt a részét pont "elhanyagoltuk" a gondolatmenetben. Mert ha nem lesz elég nagy a sebessége a földről nézve, akkor a hátsó autó bizony belerohan.

Előzmény: [571] Lajos bácsi, 2012-04-09 20:17:49
[571] Lajos bácsi2012-04-09 20:17:49

Zilberbach!

Csak akkor lenne igaz az állításod, ha a kerék egy álló tengely körül forogna. Itt a kerék a talajjal érintkezik, és elvben nem csúszik, tehát az éppen talajjal érintkező része a környezethez képest nulla sebességű. A gördülő kerék egy kerületi pontjának sebességét két sebesség eredőjeként kell meghatározni pontról pontra. Ezek: (1) a tengely haladási és (2) a kerék kerületi sebesége.

-----

Természetesen a felfelé repülő kőbe azért bele lehet rohanni. Én csak azért hoztam ezt szóba, mert a kocsiban ülve sokan úgy érzik, hogy a kő hátra is repülhet, ez viszont nem igaz. A kő mozgási pályája jelen esetben az előre irányuló ferde hajítás esetének felel meg.

Előzmény: [569] Zilberbach, 2012-04-09 15:35:28
[570] hop2012-04-09 19:58:50

Köszönöm:-)

Előzmény: [568] SmallPotato, 2012-04-09 13:13:08
[569] Zilberbach2012-04-09 15:35:28

A kő kiszabadulása nem függ az úthoz viszonyított sebességétől, hanem a kerületi sebesség függvénye, ami (állandó 80 km/ó) sebességnél állandó. Tehát a kő ugyanolyan eséllyel szabadul ki hátrfelé is.

Előzmény: [566] SmallPotato, 2012-04-09 09:12:29
[568] SmallPotato2012-04-09 13:13:08

Első kérdés helyes válasza: "A"

(a "B" a centrifugális erő lenne, a "C" zöldség)

Második kérdés: igen, a te válaszod is és mindhárom válasz is helyes. (A műszaki életben többnyire 1/perc az alkalmazott mértékegység, az SI-ben 1/s, de ez nem elvi különbség.) Ha csak egy helyes válasz lehet, akkor a kérdés feltevője hibázott, és az elsőt jelöld meg. :-)

Előzmény: [567] hop, 2012-04-09 12:33:50
[567] hop2012-04-09 12:33:50

Kedves Fizikások!

Elolvastam mindenki hozzászólását, a centripetális erővel kapcsolatban. A konkrét kérdés így szól: merre hat a centripetális erő?A/ centrifuga tengelye felé B/az elválasztandó anyagra C/a körpálya érintője mentén

Én a leírtak alapján az A-t és B-t jelölném meg de ebben a témában úgy látom Ti vagytok igazán otthon.

Viszont van még egy kérdés.Mi a centrifuga fordulatszám? Én úgy határoznám meg hogy időegységre eső fordulatok száma. a három lehetséges válasz:1 percre eső ford.száma 1 másodpercre -"- 1 órára -"- ekkor mindhárom válsz igaz?

Köszi

Előzmény: [566] SmallPotato, 2012-04-09 09:12:29
[566] SmallPotato2012-04-09 09:12:29

Azért aggodalomra csak van ok: ha pl. a kő vízszintes sebessége nulla, akkor a mögötte jövő szélvédőjébe épp 80 km/h relatív sebességgel csapódhat be. A beszorult kő hátrafelé valóban nem indulhat el, de a második autó "belerohanhat".

Előzmény: [565] Lajos bácsi, 2012-04-09 07:16:06
[565] Lajos bácsi2012-04-09 07:16:06

Zilberbach!

Nins aggodalomra ok (persze nem árt az óvatosság). A kő elméletileg nem repülhet hátrafelé. Az alsó pontban a kő sebessége nulla, majd fokozatosan nő, de változik az iránya is, ami egyre inkáb előre mutat. Felső pontban a kő sebessége eléri az teherautó sebességének a kétszeresét. Tehát ha ebben a pillanatban szabadulna ki a kő akkor (puskagolyóként) repülne előre éritő irányban.

A korábbi ábra rajzolásánál a vektorok hosszánál nem vettem figyelembe a pillanatnyi sebességet. Ezt most pótoltam

Előzmény: [564] Lajos bácsi, 2012-04-09 06:54:33
[564] Lajos bácsi2012-04-09 06:54:33

Nekem nincs ezzel gondom: a nyomaték mértékegysége: Nm, az energia mértékegysége: J. Sajnos az interneten találkoztam már azzal a kijelentéssel is, hogy a nyomaték mértékegysége a J (automatikusan a Nm=J alapján). Na, ezen kaptam föl a fejem, nehogy elterjedjen ez a hiba is.

A mértékegységnek nincs iránya, nincs előjele. Mondhatnánk skalár mennyiség, de ezt se tenném szívesen, mert ezzel megengednénk a negatív előjelet. Csak a mérőszámnak van előjele. Méréskor csupán összehasonlításról van szó, hiszen ez a mérés (az összehasonlítás) lényege. Csak a mennyiség lehet vektoriális.

Alma: "Gondolj bele,... hogy mennyi munkavégzéssel jár"

Én azt írtam: nyomatékegyensúly esetén... Ezt azt jelenti nincs mozgás, nincs munkavégzés sem, és mégis a Nm-t használjuk, ami elfogadható, de zavaró.

Talán szerencsésebb lenne valamilyen megkülönböztetés. Az elektromosság területén találkozunk erre mutató jó megoldásokkal. Az elektromos és a mechanikai teljesítmény mértékegysége is a W (watt). Az elektrotechnikában az induktivitás és kapacitás elemknél megjelenik a meddő és a látszólagos teljesítmény fogalma. Ezek jelölésére és a mértékegységeire is eltérő jelöléseket használunk: meddőnél Q [var], a látszólagosnál S [VA], és nem használjuk a wattot, jóllehet mindegyiknél a P=UxI alapösszefüggést (Q=UxI, S=UxI) használjuk

Előzmény: [563] Alma, 2012-04-08 20:51:27
[563] Alma2012-04-08 20:51:27

A forgatónyomaték és az energia mértékegysége ugyanaz. Gondolj bele, ha megkérdezed, hogy mennyi munkavégzéssel jár, ha adott forgatónyomaték ellenében egy testet adott szöggel (adott tengely körül) elforgass, akkor ezt a forgatónyomaték és a szög összeszorzásával kapod. De mivel a szög dimenziótlan, a kettőnek meg kell egyeznie.

Ha két mértékegységgel rendelkező vektor vektoriális szorzatát veszed, az eredmény mértékegysége a két mértékegység szorzata lesz.

Előzmény: [562] Füge, 2012-04-08 17:16:25
[562] Füge2012-04-08 17:16:25

"Egy másik: az energia mértékegysége J (joule = Nm), a nyomaték mértékegysége ugyanúgy Nm. Ez azt jelentheti, hogy egy nyomaték-egyensúlyi helyzet fenntartásához energiára van szükségünk? Nyílván nincs. Erre nincs ötletem. "

A két mennyiség teljesen más, az energia az skalár mennyiség, a munkavégzést két vektor (erő, elmozdulás) skaláris szorzatával számoljuk. Ezzel szemben a forgatónyomaték vektormennyiség, az erő és a helyvektor vektoriális szorzata. Az csak a mi lustaságunk, hogy nem teszünk különbséget N*m és N x m között (pontosabban teszünk, az energiára nem használjuk az Nm mértékegységet, és a forgatónyomatékra se használjuk a J,eV,Ws stb... mértékegységeket).

Előzmény: [554] Lajos bácsi, 2012-04-08 06:29:37
[561] Füge2012-04-08 15:19:25

Jogos, forgó vonatkoztatási rendszerre gondoltam.

"Egy kötélen forgatott tárgy forgó rendszeréből nézve meg az nem lenne világos, hogy miért feszül a kötél."

Ezt viszont nem értem. A "valóságos" erők nem tűnnek el attól, hogy áttérünk más rendszerben. Éppen emiatt kell definiálni a tehetetlenségi erőket.

Előzmény: [560] SmallPotato, 2012-04-08 13:15:54
[560] SmallPotato2012-04-08 13:15:54

Forgó inerciarendszer? Ez nekem nem jön össze. De lehet, hogy én gondolom rosszul.

A centripetális erő pedig szerintem tökéletesen használható a forgó test körpályán maradásának magyarázatára. Kétségkívül "csak egy adott rendszerben", de abban igen. Bármelyik másik magyarázat is csak az adott rendszerben használható. Egy kötélen forgatott tárgy forgó rendszeréből nézve meg az nem lenne világos, hogy miért feszül a kötél.

Előzmény: [559] Füge, 2012-04-08 11:28:08
[559] Füge2012-04-08 11:28:08

Én meg pont azt mondom, amit te mondasz, ne vizsgáld egyszerre két rendszerből a testet. Ha áttérsz forgó inerciarendszerre, akkor ami a régi rendszerben körmozgás volt máris nem körmozgás lesz (pl műhold), illetve ami egyenes vonalú volt, az sem lesz egyenes vonalú. Még mindig a műholdas példával élve ott a centrifugális erő (ami ugye csak akkor lép fel, amikor a Földről vizsgáljuk, tehát a műhold áll és nem körpályán mozog) pont azt akadályozza meg, hogy leessen a földre, nem pedig a körpályáról térítené le, ugyanis nem is akar körpályán mozogni. Szerintem ezért nem jó a centripetális erő fogalom, ugyanis nem egy globális dolog, csak egy adott rendszerben gondol mindenki ugyanarra (jó esetben). Ha pedig áttérünk másik rendszerre rögtön borul az egész és csak a kavarodás van.

Előzmény: [558] SmallPotato, 2012-04-08 10:04:13
[558] SmallPotato2012-04-08 10:04:13

Azt (olvasd át még egyszer) egy pillanatig sem mondtam, hogy forgó rendszerből vizsgálva a testekre ne hatnának valóságos erők. Amit mondok, az az, hogy inerciarendszerből vizsgálva a centripetális erő a körpálya fenntartója (világos, hogy ez valamely erők eredője, de neve attól még lehet ...), míg a forgó (tehát gyorsuló, nem inercia-) rendszerben a centrifugális erő a testet a görbe pályáról letéríteni igyekvő, egyenes pályára kényszerítő erő. Ez utóbbi azért nem valóságos, mert erő (hogy is szólt az erő definíciója?) nem az egyenes, hanem a görbe pályán tartáshoz szükséges. Ha nem hiszed, kanyarodj jégen utcasarkon.

Előzmény: [552] Füge, 2012-04-08 01:57:21
[557] Zilberbach2012-04-08 09:21:44

Alábbiakból következik, hogy a teherautó mögött azonos sebességgel haladó személyautó szélvédőjének jogos az aggodalma amiatt, hogy esetleg betörik a kirepülő kőtől.

Előzmény: [556] Zilberbach, 2012-04-08 09:12:29
[556] Zilberbach2012-04-08 09:12:29

Hiányolom a vektor(?) ábrából, hogy a kő érintő-irányban, a kerületi sebességgel hagyja el a kerekeket (tehát az ábra esetében hátrafelé, és csak ehhez adódik hozzá a 80 km/ó-ás vízszintes komponens). Mindkét jármű 80 km/ó-val azonos irányban halad, vehetjük úgy is, hogy egymáshoz képest állnak, akkor ezt a 80 km/ó-ás komponenst nem is kellene ábrázolni.

Előzmény: [555] Lajos bácsi, 2012-04-08 07:51:30
[555] Lajos bácsi2012-04-08 07:51:30

Egy kis pontosítás rajzban a kő pályáiról

Előzmény: [554] Lajos bácsi, 2012-04-08 06:29:37
[554] Lajos bácsi2012-04-08 06:29:37

Hasonló probléma: mekkora a súlya a szabadon eső testnek? A válaszom: nulla, de kiszámolható, hogy mekkora erő tudná meggátolni a szabadesésben (F=mg). Most akkor a „súly” kifejezés mit takar pontosan? A gravitációs vonzó erőt, vagy ennek az ellensúlyozó erejét? Én az elsőre szavazok, de akkor a szabadoneső testnek mégis csak van súlya? Igen, van, és vissza is vonom a nulla kijelentését.

Egy másik: az energia mértékegysége J (joule = Nm), a nyomaték mértékegysége ugyanúgy Nm. Ez azt jelentheti, hogy egy nyomaték-egyensúlyi helyzet fenntartásához energiára van szükségünk? Nyílván nincs. Erre nincs ötletem.

[553] Lajos bácsi2012-04-08 06:09:15

„A két erő "egyszerre" soha nem hat” ?

Azt hiszem, hogy most csupán az elnevezéseken vitázunk. A helyes és pontos elnevezésekre szükség van, hiszen, ha tisztázni kívánunk egy kérdést, akkor nem csak az a fontos ki tudjuk-e fejezni magunkat, hanem az is nagyon fontos, hogy a másik fél pontosan azt értse, amit szeretnénk.

A mellékelt ábra teherautójának hátsó, kettős kereke közé beszorult egy kődarab. Kérdés, kell-e félnie a teherautót azonos sebességgel követő autósnak a saját szélvédőjének betörésétől, ha a kődarab elszabadul?

A válaszom az, hogy nem, de nem ez a lényeg, hanem, hogy ezt az igencsak valóságos helyzetet „hétköznapi” érthetőséggel hogyan lehet megmagyarázni (nem felső fokon!). A centripetális erő tartja fogva a követ, de ha az megszűnik, akkor a kő tehetetlenné válik, és a leválás pillanatában érvényes érintő irányában fog tovább repülni (nyújtott ciklois görbe mentén). Nem követünk el súlyos hibát, ha azt mondjuk, a centrifugális erő röpíti ki majd a követ. Az egyszerű megértetés fontossága miatt szerencsésebbnek tartom, ha hasonló példában mindkét elnevezést használjuk.

Előzmény: [552] Füge, 2012-04-08 01:57:21

  [1]    [2]    [3]    [4]    [5]    [6]    [7]    [8]    [9]    [10]    [11]    [12]    [13]    [14]    [15]    [16]    [17]    [18]    [19]    [20]    [21]    [22]    [23]    [24]    [25]    [26]    [27]    [28]    [29]    [30]    [31]    [32]    [33]    [34]    [35]    [36]    [37]    [38]    [39]    [40]    [41]    [42]    [43]    [44]    [45]    [46]    [47]    [48]    [49]    [50]    [51]    [52]    [53]    [54]    [55]