Kysy mitä vain -ketju

[Aphex]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

No en ymmärtääkseni ole vielä saanut asiaan kunnon vastausta.

Kysy vaikka nykyiseltä tai entiseltä fysiikanopettajaltasi tarkempaa tietoa, jos minun perusteluni eivät riitä.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Kysy vaikka nykyiseltä tai entiseltä fysiikanopettajaltasi tarkempaa tietoa, jos minun perusteluni eivät riitä.

Jos voisit vähän tiivistää noita sun ajatuksia, ne kun jäi nyt vähän tollaseks riekaleeks kun yhdessä viestissä puhut vain ilmanvastuksesta ja toisessa taas maan vetovoimasta. Jos tiputat ilmapallon ja raudasta tehdyn samankokoisen pallon ni kyllä se ilmapallo vaan on myöhemmin maassa. Ilmapallon tilalle tietysti kävisi joku erittäin kevyestä materiaalista tehty pallokin.

 

[TT-2k]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Jos molempiin esineisiin vaikuttaa yhtä suuri ilmanvastustus, niin hidastaahan se enemmän kevyempää esinettä, jolloin painavampi esine on ensin maassa.

Ei. Ilmanvastus ei huomioi massaa, vaan ainoastaan kappaleen pinta-alan, muodon ja vastusaineen ominaisuudet.

... ilmanvastus itsessään ei riipu massasta, vaan yksinkertaisimmillaan Newtonin vastuslain mukaan ilman tiheydestä, nopeuden neliöstä, kappaleen poikkipinta-alasta ja sen muotokertoimesta ("virtaviivaisuudesta"). Kaksi saman kokoista ja muotoista kappaletta siis kokee samassa nopeudessa aina saman ilmanvastuksen, vaikka massa olisikin eri.

Ja alkuperäisessä kysymyksessäsi kappaleiden ominaisuudet olivat massaa lukuun ottamatta samaten, joten ne tömähtävät alas tasan yhtä nopeasti niin arkisissa olosuhteissa kuin tyhjiössäkin.

Kappaleen putoamisliike johtuu painovoimasta, joka vaikuttaa kahden massallisen kappaleen välillä. Massa on suure, jolla kuvataan kappaleiden hitautta ja ainemäärää. Maassa toinen osapuoli on käytännössä aina itse maapallo, joka vetää suurella massallaan kaikenlaisia kappaleita puoleensa. Mitä suurempi kappaleen massa on, toisin sanoen mitä enemmän se painaa, sitä suuremmalle painovoimalle se altistuu. Niinpä Maa vetää voimakkaammin puoleensa esi--merkiksi omenaa kuin höyhentä. Suuremman massan takia omenan saamiseen vauhtiin tarvitaan kuitenkin suurempi voima kuin höyhenen. Niinpä erimassaiset kappaleet putoavat yhtä nopeasti. Maan vetovoima aiheuttaa putoamiskiihtyvyydeksi kutsutun nopeuden lisääntymisen. Kappale on tasaisesti kiihtyvässä liikkeessä, kun ilmanvastusta ei oteta huomioon. Käytän-nössä ilmanvastus tulee jossain putoamisen vaiheessa yhtä suureksi kuin painovoima, minkä vuoksi kappaleen putoamisnopeus ei enää kasva. Nasa toisti tyhjiössä pudotuskokeita, joita Galileo Galilein (1564–1642) väitetään tehneen Pisan kaltevassa tornissa. Ne osoittivat omenan ja höyhenen putoavan yhtä nopeasti.

Lähteet: Kysy.fi ja Tieteen kuvalehti

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Täähän on vaikeempi ku suhteellisuusteoria
Jos toinen esine on painavampi niin sillä on suurempi liike-energia kuin kevyemmällä, kun molempiin kohdistuu yhtä suuri ilmanvastus, niin painavampi kappaleen liike-energiasta katoaa vähemmän suhteessa kevyempään esineeseen. Mikäs tässä nyt sitten meni väärin?
Mikä saa ilmapallon putoamaan hitaasti, jos ei sen kevyt paino?
Ei oo tarkotus ärsyttää ketään, mutta haluisin vaan ymmärtää tän asian.

Ja eihän noissa lainauksissa sanota että kappaleet putoavat samaa vauhtia, vaan koko ajan mainitaan että jos ei oteta ilmanvastusta huomioon.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Tässä selitetään ihan hyvin mitä ajan takaa:

Spoileri

Palautetaanpa nyt mieliin mekaniikan perusteita. Tässä tapauksessa tarvitaan lähinnä lakia F=ma, jossa F on voima, m on massa ja a on kiihtyvyys. Ja painovoimalakia, F=G*m*M/r^2, jossa G on painovoimavakio, m ja M kappaleiden massat ja r niiden välinen etäisyys. Voidaan todistaa, että pallosymmetrisen massan painovoimakenttä on pinnan ulkopuolella sama kuin samanmassaisen pallon keskipisteeseen sijoitetun pistemassan kenttä.
Tarkastellaan tilannetta Maan pinnalla. Maan massa on M, ja painon m, Vetovoima on siis F=G*m*M/r^2=ma, ja toisaalta se on massan ja kiihtyvyyden tulo. m:t supistuvat pois ja kiihtyvyydeksi saadaan a=G*M/r^2. Normaalisti maan pinnalla tapahtuvissai ilmiöissä m on niin pieni, että Maan liike voidaan jättää huomiotta, ja r:n muutos niin pieni, ettei sitäkään tarvitse huomioida. Painovoimakenttä voidaan siis oletaa homogeeniseksi, jolloin putoamiskiihtyvyydelle saadaan vakioarvo.

Ilmanvastusvoima on (normaaleilla putoamisnopeuksilla) muotoa F=C*v^2, jossa C:hen on koottu kappaleen muodon, koon ja ilman ominaisuuksien vaikutus. Oletetaan ne taas vakioksi. Ilmanvastuksen aiheutamaksi kiihtyvyydeksi saadaan a=F/m. Huomataan, että samanmuotoisilla kappaleilla kiihtyvyys riippuu massasta, vaikka voima on sama.

Todellisessa putoamisessa nuo kiihtyvyydet summautuvat. Varsinkin kevyet kappaleet (esim. tyhjä pullo) saavuttavat nopeasti tasapainotilan, jossa painovoima ja ilmanvastus ovat yhtäsuuria, jolloin kappale putoaa vakionopeudella. Jos nopeus hidastuu, ilmanvastus pienenee ja painovoima kiihdyttää nopeutta. Jos taas nopeus kasvaa, ilmanvastus kasvaa ja jarruttaa nopeutta. Tilanne eroaa siis hyvin radikaalisti vapaasta putoamisesta tyhjiössä, jossa kappale kiihtyy kunnes osuu maahan.
Massan vaikutus putoamisnopeuteen - Keskustelut - Tiede.fi

Ja oikeastaan toi ilmapallo täytetty heliumilla ja toinen ilmalla jo todistaa ton todeksi.
Tai vaikka toinen ilmalla ja toinen vedellä, molemmat kappaleet ovat saman muotoisia ja niillä on suunnilleen samat ominaisuudet, mutta vesipallo tippuu nopeammin.

Niin kai sitten, mutta edelleen: terminaalinopeus (samanmuotoisilla ja -kokoisilla kappaleilla) ja painovoiman aiheuttama kiihtyvyys ovat yhtäsuuret, joten isompimassainen kappale kiihtyy yhtä hitaasti kuin pienimassainen, ja sen maksimi putoamisnopeus on sama. Eli yhtä nopeasti putoavat. Maan ilmakehä ei ole riittävän korkea ja terminaalinopeus on liian pieni että oikeita eroja ehtisi syntyä pelkän liikemäärän takia.

Tämäkään ei oikeastaan taida pitää paikkaansa, sillä kevyemmällä esineellä terminaalinopeus on pienempi.

On Earth, the terminal velocity of an object changes due to the properties of the fluid, the mass of the object and its projected cross-sectional surface area.
(http://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_velocity)

 

[TT-2k]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Ja oikeastaan toi ilmapallo täytetty heliumilla ja toinen ilmalla jo todistaa ton todeksi.
Tai vaikka toinen ilmalla ja toinen vedellä, molemmat kappaleet ovat saman muotoisia ja niillä on suunnilleen samat ominaisuudet, mutta vesipallo tippuu nopeammin.

Omasta lukio- ja jopa ammattikorkeakoulutason fysiikasta on aikaa jo toistakymmentä vuotta, mutta muistelen silti, ettei asia ole ihan näin yksioikoinen. Tuossa lienee kyseessä nimittäin jo ns. kahden kappaleen järjestelmä; ilmapallo ja sen sisältämä aine - olipa se sitten ilmaa, heliumia tai vettä. Siihen pallon sisällä olevaan aineeseen vaikuttavat sitten noste yms, joka totta kai vaikuttaa sitten myös siihen putoamisnopeuteen.

Se massa itsessään ei vaikuta, eli kevyt yhtenäinen kappale putoaa yhtä nopeasti kuin raskaskin samanlainen objekti. Jos tuota ilmapalloa haluat käyttää esimerkkinä, niin pudotapa se ilmapallo tyhjänä ja täytenä. Itse ilmapallon kumi painaa molemmissa tapauksissa yhtä paljon, mutta sisällä olevan aineen ominaisuudet vaikuttavat tilanteeseen merkittävästi (vaikka aerodynaamiset ominaisuudet unohdettaisiinkin).

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Täytetty ilmapallo putoaa hitaammin, koska sillä on suurempi ilmanvastus, mutta sama massa. Itse aineella ilmapallon sisällä ei ole väliä, vaan ilmapallon kokonaispainolla. Ilmapallon sisällä olevaan aineeseen ei kohdistu nostetta, koska ilmapallon sisällä joka on täytetty heliumilla ei ole ilmaa. Noste vaikuttaa koko palloon ja koska saman verran ilmaa painaisi enemmän, pallo nousee ylöspäin. Tää oikeestaan olikin ihan selvä juttu, jalkapalloakin potkimalla huomaa, että kevyt pallo hidastuu nopeammin ilmanvastuksen takia.

 

[Kabanossi]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Tuli tästä keskustelusta mieleen meidän opettajan näyttämä juttu. Pudotetaan kirja ja seteli. Kirja tietysti putoaa kuin kivi, kun seteli leijailee hiljalleen alas. Laitetaan seteli kirjan päälle ja pudotetaan ne, jolloin se setelikin putoaa kuin kivi.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Niin koska silloin setelillä ei ole lähes yhtään ilmanvastusta. Ihan sama juttu tyhjiössä kun kaikki putoaa yhtä nopeasti.

 

[KonnaJooseppi]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Mikä on nahkasusi?

 

[Triple]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Täytetty ilmapallo putoaa hitaammin, koska sillä on suurempi ilmanvastus, mutta sama massa. Itse aineella ilmapallon sisällä ei ole väliä, vaan ilmapallon kokonaispainolla. Ilmapallon sisällä olevaan aineeseen ei kohdistu nostetta, koska ilmapallon sisällä joka on täytetty heliumilla ei ole ilmaa. Noste vaikuttaa koko palloon ja koska saman verran ilmaa painaisi enemmän, pallo nousee ylöspäin. Tää oikeestaan olikin ihan selvä juttu, jalkapalloakin potkimalla huomaa, että kevyt pallo hidastuu nopeammin ilmanvastuksen takia.

Ensin sanot, että nopeusero johtuu ilmanvastuksesta, mutta sitten kuitenkin sanot, että se johtuu nosteesta. Kyseenomaisessa tilanteessa nopeus ero nimenomaan johtuu nosteesta N=pVg (p= ilman tiheys).



Alkuperäiseen kysymykseen sellain vastaus, että kokeessa käytettiin luultavasti samanmuotoisia ja kokoisia kappaleita, joiden tiheys on erilainen. (Ei onttoja kappaleita). Näin voidaan olettaa nosteen olevan ~ 0, ja kappaleet putoavat samanaikaisesti maahan.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

No tietty se johtuu nosteesta jos se pallo menee ylöspäin... Jos taas pallo ei ole ontto, se ei myöskään tarkoita ettei ole nostetta. Pallot eri massalla eivät tipu samalla nopeudella, koska kevyemmän pallon maksiminopeus (terminaalinopeus?) on pienempi, koska ilmanvastus on suurempi kappaleen massaan suhteutettuna kun painavamman. Jos pallon sisällä on ilmaa, se on ihan sama vaikka siellä olisi jotain toista samanpainoista ainetta...Joku vois heittää jotain linkkiä vai tuleeko kaikki vain ulkomuistista? Oon nyt lukenut monesta paikasta ja kaikissa on lukenut että se paino todellakin vaikuttaa, muunmuassa tuolta tiedefoorumilta.

 

[Aphex]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

No tietty se johtuu nosteesta jos se pallo menee ylöspäin... Jos taas pallo ei ole ontto, se ei myöskään tarkoita ettei ole nostetta. Pallot eri massalla eivät tipu samalla nopeudella, koska kevyemmän pallon maksiminopeus (terminaalinopeus?) on pienempi, koska ilmanvastus on suurempi kappaleen massaan suhteutettuna kun painavamman. Jos pallon sisällä on ilmaa, se on ihan sama vaikka siellä olisi jotain toista samanpainoista ainetta...Joku vois heittää jotain linkkiä vai tuleeko kaikki vain ulkomuistista? Oon nyt lukenut monesta paikasta ja kaikissa on lukenut että se paino todellakin vaikuttaa, muunmuassa tuolta tiedefoorumilta.

Free Fall and Air Resistance

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Sinänsä huono linkki että tuo kyllä tukee minun teoriaa ja siellä lukee suunnilleen sama mitä olen tässä yrittänyt selittää: Painavampaan kappaleeseen kohdistuu suurempi voima maata kohti joten sillä kestää kauemmin saavuttaa tila ennenkuin ilmanvastus on yhtä suuri mutta vastakkaiseen suuntaan kun maan vetovoima. Kevyempi kappale taas saavuttaa tämän tilan nopeammin, joten sen terminaalinopeus on pienempi.

Spoileri

As learned above, the amount of air resistance depends upon the speed of the object. A falling object will continue to accelerate to higher speeds until they encounter an amount of air resistance that is equal to their weight. Since the 150-kg skydiver weighs more (experiences a greater force of gravity), it will accelerate to higher speeds before reaching a terminal velocity. Thus, more massive objects fall faster than less massive objects because they are acted upon by a larger force of gravity; for this reason, they accelerate to higher speeds until the air resistance force equals the gravity force.

 

[Aphex]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Sinänsä huono linkki että tuo kyllä tukee minun teoriaa ja siellä lukee suunnilleen sama mitä olen tässä yrittänyt selittää: Painavampaan kappaleeseen kohdistuu suurempi voima maata kohti joten sillä kestää kauemmin saavuttaa tila ennenkuin ilmanvastus on yhtä suuri mutta vastakkaiseen suuntaan kun maan vetovoima. Kevyempi kappale taas saavuttaa tämän tilan nopeammin, joten sen terminaalinopeus on pienempi.

No mitäs siinä sitten enää on ihmettelemistä.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

No mitäs siinä sitten enää on ihmettelemistä.

Ei siinä ole ollut hetkeen muuta ihmettelemistä kuin se, että kaikki muut edelleen väittää ettei se esineen massa vaikuta mihinkään.
Eihän se nyt niin toimi että voin olettaa olevani täysin oikeassa jos muut on eri mieltä, kun tarkoitus oli kumminkin saada se oikea vastaus.

 

[henkka007]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Olisi viisi kysymystä:

1. Mitä eroa on Brittiläisellä ja Suomalaisella pelillä, eli jos ostan Britanniasta pelin tai täältä niin onko niillä jotakin eroa? Olisin erikoisversioita tilaamassa Britanniasta.
2. Miksi joissakin pelien kansissa lukee this product has not been rated by the BBFC and this not suitable for sale in Uk, eli mitä tämä tarkoittaa? Eli peli ei ole Brittversio vai?
3. Onko kenelläkään kokoemusta Energizer laturista, eli voiko tällä ladata uuden vai vanhan Sonyn mikin?
4. Osaako kukaan suositella hyviä latureita Xbox 360:lle ja Ps3:lle, jolla voisi ladata ohjaimet, mikit ja Move-ohjaimet.
5. Mitä eroa on uudella ja vanhalla mikillä Xbox 360:lle?

Kiitos vastauksista etukäteen.

 

[Triple]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Ei siinä ole ollut hetkeen muuta ihmettelemistä kuin se, että kaikki muut edelleen väittää ettei se esineen massa vaikuta mihinkään.
Eihän se nyt niin toimi että voin olettaa olevani täysin oikeassa jos muut on eri mieltä, kun tarkoitus oli kumminkin saada se oikea vastaus.

Kaipa se sitten on noin. Ilmeisesti tuo ilmanvastus on niin hankala asia, koska sitä ei käydä läpi edes fysiikan peruskursseilla yliopistolla, vaikka kaikkea muuta yli hilseen meneviä juttuja läpi käydäänkin.

Mutta edelleenkin siihen alkuperäisen kokeen (Pisan torni) koejärjestelyihin nuo nosteet ja ilmanvastukset eivät ole kovin paljoa vaikuttaneet.

 

[FINDarkside]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Kaipa se sitten on noin. Ilmeisesti tuo ilmanvastus on niin hankala asia, koska sitä ei käydä läpi edes fysiikan peruskursseilla yliopistolla, vaikka kaikkea muuta yli hilseen meneviä juttuja läpi käydäänkin.

Mutta edelleenkin siihen alkuperäisen kokeen (Pisan torni) koejärjestelyihin nuo nosteet ja ilmanvastukset eivät ole kovin paljoa vaikuttaneet.

No eihän toi nyt kovin kummonen asia ole... Siis tossahan se nyt on selitetty niin helposti että kuka tahansa ymmärtää.
Tässä koko asia yksinkertaisuudessaan:
Painavampaan kappaleeseen vaikuttaa suurempi voima joka vetää sitä alaspäin joten moleammat putoaisivat samaa vauhtia, kumminkin vauhdin kasvaessa myös ilmanvastus kasvaa ja kun ilmanvastus aiheuttaa yhtä suuren voiman kuin maan vetovoima, kiihdytys lakkaa. Koska painavampaan kappaleeseen vaikuttaa suurempi vetävä voima, se voi saavuttaa isomman nopeuden.
Ei tässä mitään yliopiston fysiikkaa tai matikkaa tarvita, oon vielä peruskoulussa. Tietty jos aletaan laskemaan ilmanvastuksia niin asia menisi jo vaikeaksi, jotain sellaista käsittääkseni on jo lukiossa?

Niin ja siis mullahan oli tossa alunperin kaksi kysymystä. ns. pääkysymys oli että tippuuko se painavampi maahan nopeammin ja toinen kysymys oli se pisa testi. Eli ilmeisesti siis pudotettava matka oli liian pieni tai kappaleiden painon väliset erot olivat liian pienet. (Olettaen nyt ett ä koko testiä tapahtui.)

 

[Triple]

Vastaus: Kysy mitä vain -ketju

Vielä kerran tähän aiheeseen:

Tuo pudotusmatka tossa testissä on niin lyhyt, ettei kumpikaan kappale ole saavuttanut tuota terminaalinopeutta, jolloin molemmat tippuvat samaan aikaan. Samoin kappaleiden tiheydet ovat olleet melko lailla samaa luokkaa, koska muuten noste alkaa vaikuttaa liiaksi tuohon testiin.

No ainakaan koulun puolesta sun ei kannata päätä vaivata. Kaikki tapaukset, mitä koulussa lasketaan, käsitellään ilman ilmanvastusta.