Kirjoittaja Aihe: Physica 5- t 129, 130  (Luettu 4403 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Physica 5- t 129, 130
« : 20.03.18 - klo:17:26 »
Hei,


kyselen jälleen apuja. Jäykän kappaleen tasapainoa ihmetellään. Saan tehtävät alkuun, mutta sitten töppää. Katselin opetustv:stä ja keksin monta asiaa, mutta jokin juttu näissä tehtävissä on, miksi en pääse eteenpäin.


129: Opiskelija harjoittaa lihaskuntoaan oheisen kuvan mukaisesti. Kuinka suuri on voima F, jolla lihas vaikuttaa käsivarren luuhun?


130: Parturin mainoskyltti on ripustettu kuvan mukaisesti hiilikuitutangon ja vaijerin avulla. Laske vaijerin jännitysvoiman ja seinän tukivoiman suuruus, kun tanko on erittäin kevyt ja jäykkä. Kyltin massa on 3,7 kg.


Kuvia en tähän saa, joten jos joku laskee/on laskenut uusimmasta Physica 5:sta näitä, niin olisin tosi kiitollinen opastuksesta oikeaan suuntaan :)

Poissa Matemaatikko

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 30
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #1 : 20.03.18 - klo:18:14 »
Mulla on vuoden 2007 painos ja siinä ei ole tota ensimmäistä tehtävää. Toinen kuitenki löytyy.


Kirjotat vaan tangolle Newtonin toisen lain mukaiset yhtälöt x- ja y-suunnissa. Yhtälöt on N - T_x = 0 ja T_y - G = 0, missä N on seinän tukivoima ja nuo T:t on vaijerin jännistysvoiman komponentit. Tosta saa kysytyt suureet suoraan ratkaistua.

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #2 : 20.03.18 - klo:18:27 »
129: https://uppaa.fi/image/ChB
131: https://uppaa.fi/image/Cuz

Edit. Olitkin kysynyt t.130 etkä 131, hupss... noh 130 menee samalla tavalla kuin 131, paitsi, että voimat saa suoraan dynamiikan perusyhtälöstä x- ja y-suunnan komponenteista ilman momenttia :). Selvennykseksi vielä, että se tukivoima on suoraan seinää vastaan kohtisuorassa, kuten matemaatikko ylä kuvasikin, koska tankoa ei ole saranoitu seinään (toisin kuin t.131)
« Viimeksi muokattu: 20.03.18 - klo:18:36 kirjoittanut virtuaalikemmaa »
The one and only; TURKU

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #3 : 20.03.18 - klo:18:29 »
Kuvia en tähän saa
Tulevaisuutta ajatellen saat liitettyä kuvat seuraavilla askelilla:

1) Ottamalla kuvat
2) Lataamalla ilmaiselle palvelulle (esim uppaa.net)
3) Liittämällä linkki viestiin.
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #4 : 21.03.18 - klo:17:06 »
Kiitos hyvistä vastauksista! :)


Näyttää siltä, että olen tosi pahasti pihalla, sillä laskut eivät etene tästä eteenpäin edelleenkään, nyt jumittaa ja pahasti. Mistä kannattaisi etsiä apuja, koska en vaan ymmärrä?


Opiskelen siis itse, mutta näyttää siltä, että olisi tosi hyvä kun olisi jatkuvasti joku jolta kysyä  :police:
« Viimeksi muokattu: 21.03.18 - klo:17:09 kirjoittanut Rainbowdash »

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #5 : 21.03.18 - klo:18:09 »
Kiitos hyvistä vastauksista! :)


Näyttää siltä, että olen tosi pahasti pihalla, sillä laskut eivät etene tästä eteenpäin edelleenkään, nyt jumittaa ja pahasti. Mistä kannattaisi etsiä apuja, koska en vaan ymmärrä?


Opiskelen siis itse, mutta näyttää siltä, että olisi tosi hyvä kun olisi jatkuvasti joku jolta kysyä  :police:
Mikä tehtävä ei siis aukea? Molemmat? Jos molemmat eivät aukea, mikä tuossa t.129 ratkaisussa ihmetyttää? Entä t.130? Mielellään täällä autetaan, ei hätää :)
« Viimeksi muokattu: 21.03.18 - klo:18:13 kirjoittanut virtuaalikemmaa »
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #6 : 21.03.18 - klo:18:43 »
No,


saan siis kuvat auki, eli niiden suhteen ei ole ongelmaa. :D


Ongelma näiden laskujen kanssa on se, että  en hahmota kaikkia komponenttejä, jolloin en saa muodostettuja yhtälöitä, ja arvojen laskeminen ei onnistu. Olen ihan käsittämättömän pihalla.


Otetaan esimerkiksi vaikka tehtävä 130. Piirsin vihkoon kuvan, ja hahmotan tukivoiman N kohdistuvan kohtisuoraan suorakulmaisen kolmion yläkulmaan. Miten N:n komponentit jakaantuvat x:ksi ja Y:ksi?
Jakaantuuko T komponentteihin, ja jos kyllä niin miten? Kirjan esimerkeissä ei ollut tuota T:n kohtisuoraa komponenttia, eli esimerkiksi juuri T:n komponenttien jako ei vaan mene perille.




Ongelmana on myös kaavojen pyöritys. Kirjoitin ensin Nx+ Tx= 0, G+ Ty=0. 
Sitten näistä N-Ty= 0, Ty-G=0. Näistä edelleen Ty=G, josta ratkaisin Ty= 9,81x3,7= 36,297 N
N-Tx, josta tulee N= Tx, ja mitäs sitten?


Ei raksuta yhtään, vaikka muuten momenttilaskut sujui aikaisemmin. Opetustv:ssä on yksi esimerkki, jota yritin soveltaa, mutta ei siitäkään mitään tullut. Lähipiirissä ei ole fysiikan tuntijoita, ja yritän kovasti opetella siis kotona näitä lukiokirjoista.
 :-\




Kiitos jos jaksat ja viitsit auttaa.  :) :)

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #7 : 21.03.18 - klo:20:42 »
Piirtäisitkö vielä kerran voimakuvion, ota siitä kuva, lataa uppaa.net, linkkaa tänne ja mainitse viestiin mitkä kohdat on epäselviä, niin yritetään selkeyttää asiaa  :)
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #8 : 21.03.18 - klo:21:51 »

Joo!


Toivottavasti linkki toimii, sieltä pitäisi löytyä 130 tehtävän yritys:
https://uppaa.fi/image/Chh






Tein myös tehtävään 137 yritelmän, jota en saanut loppuun:
https://uppaa.fi/image/Ch1


Kiitos ihan tosipaljon, jos vaan viitsit kertoa mikä mättää.  :) :D

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #9 : 21.03.18 - klo:23:01 »
Okei noh alotetaanpas tuosta 130


Eli heti ensimmäisenä voimakuviossa mättää se, että tukivoimaa ei kohdistu jännitettyyn lankaan. Tukivoima kohdistuu tässä tilanteessa kohtisuoraan kiinteään kappaleeseen, eli tankoon. Tällä ei oikeastaan ole mitään merkitystä laskun kannalta, mutta voimakuviossa se on väärin merkitä se tuohon.


Olet määritellyt akselit ihan oikein. Eli pohjoiseen ja itään. Tällöin pohjoiseen ja itään suuntaavat voimat ovat akseleiden suuntaan. Siis voimat, jotka osoittavat suoraan ylös/alas/oikealla/vasemalle ei tarvitse jakaa komponenteikse koska ne ovat jo määrättyjen akseleiden suuntaiset. Voimat, joiden vektoreiden suunnat osoittavat muihin suuntiin kuin yllä mainitut pitää jakaa komponenteiksi siten, että komponentit ovat määrätyn akselin suuntaiset. Tässä tapauksessa vain tuo tukivoima tulee jakaa komponenteiksi. Voit laskea tuon oikean kantakulman 180-90-42 = 48. Tämä kulma on tukivoiman ja sen x-komponentin T(x) välinen kulma.


Systeemi on levossa eli kiihtyvyys sekä x, että y suunnassa ovat 0. Newtonin mukainen dynamiikan liikeyhtälö on
x-suunnassa: N-Tx=0
y-suunnassa: Ty-G = 0


Langat voidaan aina olettaa kevyiksi (massattomiksi), jos ei erikseen mainita. Tässä tehtävässä tuo tukitanko on myös kevyt (massaton) Painovoima G vaikuttaa kyltin kohdalta alas. Siten,
y-suunnassa: Ty = G = mg


Tukivoiman x-komponentin (Tx) saat laskettua trigonometrisellä funktiolla (tangentilla), koska tiedetään, että Tx ja T välinen kulma on 48 astetta.
x-suunassa: N = Tx (ylläolevasta dynamiikan liikeyhtälöstä)


Lopulta tukivoima saadaan ratkottua pythagoran lauseella
T= sqrt(Tx^2 + Ty^2)


Tässä tehtävässä ei siis tarvitse tukitangon pituutta mihinkään. Se on kiinteästi kiinni seinässä, eikä saranoitu seinään, kuten 131, joten systeemissä ei vaikuta momenttia. Siten ei tarvitse myöskään lähteä momentteja pyörittelee :)

Jos jokin jäi vielä epäselväksi kysy ihmeessä pyrin vastaamaan parhaimpani mukaan :)
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #10 : 22.03.18 - klo:18:14 »
Mahtavaa, tää ehkä tästä vielä selviää! Kiitos jo tästä ihan tuhannesti!


Kysyisin silti lisää.


Miten siis ne tukivoimat menee oikein? Olin siis piirtänyt T-tukivoimat väärin, vai N-voimat?

En tajua yhtään, miten tämä lasketaan :Tukivoiman x-komponentin (Tx) saat laskettua trigonometrisellä funktiolla (tangentilla), koska tiedetään, että Tx ja T välinen kulma on 48 astetta.
"Tukivoiman x-komponentin (Tx) saat laskettua trigonometrisellä funktiolla (tangentilla), koska tiedetään, että Tx ja T välinen kulma on 28 astetta"

Tajuan, miksi kulma on tuon 48 astetta. En vaan tajua, miten tuo tangenttilasku tehdään.  Siis mun pitäisi kyllä hanskata trigonometriset funtkiot, mutta en näköjään osaakaan..
Saan siitä tulokseksi päälle 2, ja sitten T:n voimaksi saan aina ja ikuisesti päälle 36 N oikean 49 N sijaan.


Mut ehkä mä voin vielä ymmärtää tän asian!


Jaksatko jeesiä ja selittää vielä? :) :wink:


Ja miksi tilanne on erilainen, kun tanko on saranoitu? Johtuuko se kiinteästä kiinnityksestä seinään, jolloin pyörimisen mahdollisuus on erilainen tms?



« Viimeksi muokattu: 22.03.18 - klo:18:17 kirjoittanut Rainbowdash »

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #11 : 22.03.18 - klo:19:06 »
Tottakai, kerta kun aloitettiin niin pyritään viemään tämä maaliin asti.


Eli tuo kulma T(x) ja T välillä on 48, koska lanka, tanko ja seinä muodostavat suorakulmaisen kolmion. Huippukulma tiedetään, 42 astetta + suorakulma, 90 astetta. Näiden avulla saadaan laskettua puuttuva pohjakulma. Kolmiossa on 180 astetta eli:
180 - 42 - 90 = 48


Noh sitten miksi tämä on T(x) ja T välinen kulma? Tukivoima lähtee vasempaan yläviistoon tangon päädystä. Voima jaetaan komponenteiksi aina sen kannasta ja komponenttijako päätyy alkuperäisen voiman kärkeen. Tällä tavalla kun jaat voimat, saat lähes poikkeuksetta aina halutut kolmiot. Voimat voidaan toki jakaa komponenteiksi myös siten, että kumpikin komponenteista lähtee alkuperäisen voiman kannasta, kuten sinä olet nyt tehnyt, mutta tällöin geometrinen ymmärtäminen on hankalampaa, koska varsinaista kolmiota ei muodostu. Eli kannattaa tässä tapauksessa siirtää tuo T(y) alkamaan T(x) kärjestä. Tällöin T(y) päättyy alkuperäisen tukivoiman T kärkeen (huom. merkkaa tämäkin voimavektori kuvioon!).


Tämän jälkeen sinun pitäisi melko selvästi huomata, että T(x) ja T välinen kulma on tuon 48 astetta, koska tukivoima (T) on langan suuntainen ja T(x) on tangon suuntainen. Tämän jälkeen pitäisi trig.funk. (tangentilla) avulla laskea T(x), kun tunnetaan T(y) [T(y) = G = m(kyltti)*g <--- dynamiikan liikeyhtälöstä ks. edellinen viesti]. Tangentti valitaan siksi, koska tunnetaan vastainen sivu ja halutaan ratkaista viereinen sivu.


Tämän jälkeen saatkin laskettua puuttuvat voimat dynamiikan liikeyhtälöllä ja pythagoran lauseella edellisen viestini mukaan.


Ja tosiaan vielä loppuun siinä on ero onko saranoitu vai ei. Saranoidussa systeemissä on aina mahdollisuus kiertämiseen akselin (saranan) suhteen. Jos se on jämäkästi kiinittetty, niin silloin se ei tietenkään voi pyöriä minkään akselin ympäri.


Toivottavasti tämä taas selkeytti jonkin verran. Kysy vielä, jos jokin jäi vielä vaivaamaan  ;D :D
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #12 : 22.03.18 - klo:19:33 »
Ei tästä kyllä tule mitään  ;D ;D ;D


En nyt saa kiinni tuosta kolmiosta ollenkaan.Siis toinen kolmio pitäisi piirtää? Piirsin uuden kuvan, jossa TX menee alkuperäisen kolmion kannan kanssa samaa matkaa itään kohti suoraa kulmaa. Ty nousee pystysuoraan vinoon lähtevän (ja alkuperäiseen kolmioon hypotenuusan muodostavan) Tn kärjestä.


Minusta jo tässä kuvassa huomaa, että alkuperäisen kolmion kulma on 48 astetta, juuri Tx:n ja T:n välille muodostuva kulma. En vaan saa siihen tulevia arvoja, koska vastakkainen sivu kolmiosta (eli alkuperäisen kolmion vasen sivu) on tuntematon (vai onko se nyt siis sama asia kuin Ty?), ja kolmion kanta ei ole sama kuin Tx? Laitan tähän vielä kuvan tästä uudesta yrityksestä, se ehkä puhuu myös puolestaan  ;D


https://uppaa.fi/image/Chw


Kiitos kärsivällisyydestä! :)

Poissa virtuaalikemmaa

  • Ylivuotaja
  • ***
  • Viestejä: 409
  • Sukupuoli: Mies
  • Lääk. yo. -18, God tier TURKU
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #13 : 22.03.18 - klo:19:48 »
Tuo voimakuvio on kyllä edelleen väärin  ;D


Paino G ei vaikuta tukilangan keskipisteestä. Tukilanka ja tanko ovat kevyitä (=massattomia) eli maa ei kohdista niihin voimaa (=ei painoa). Painovoima lähtee kyltistä suoraan alas. Tukivoima N ei kohdistu lankaan, vaan siihen kappaleeseen joka on kiinnitetty seinään. Tukivoima on siis kohtisuorassa seinää vastaan tangon liittymiskohdasta.


Piirrä tukivoiman vektori kuvaajaan. Tukivoiman vektori (T) lähtee langan pohjasta vasempaan yläviistoon. Tukivoiman kannasta lähtee T(x), kuten oletkin piirtänyt. T(x) KÄRJESTÄ lähtee T(y) tukivoiman KÄRKEEN. Tällöin huomaat, että tukivoima T, T(x) ja T(y) muodostavat kolmion. T(x) ja T välinen kulma on sama kuin alkuperäisen kolmion oikea kantakulma, koska T(x) on tangon suuntainen ja T on langan suuntainen.


Tämän jälkeen ratkaiset T(y) (=G)
Muodostuneesta kolmiosta kulmaa vastaava sivu on T(y), viereinen sivu on T(x) ja hypotenuusa on T.


Näiden korjauksien avulla tuo pitäisi aueta  ::) :D
The one and only; TURKU

Poissa Rainbowdash

  • Perusvuotaja
  • Viestejä: 27
Vs: Physica 5- t 129, 130
« Vastaus #14 : 22.03.18 - klo:20:12 »
Kiitos kiitos ja kiitos!


Sain oikean vastauksen, mutta halusin vielä varmistua voimakuvion piirtämisestä. Tämä oli nyt ensimmäinen lasku, jonka sain oikein, tosin ihan jumalattomalla mietinnällä. Ajattelin tuon trigonometrisen funktion hassusti, mutta selkeni se lopulta.


Yritän laskea nyt kappaleen loput tehtävät uudelleen, jos ne tällä näillä asioilla aukeaisivat. Kiitos kärsivällisyydestä ja ohjeista! Pieni onnistumisen kokemus tuntuu tosi hyvältä  :) :D :D 


 

Seuraa meitä