6. helmikuuta Syventävien opintojen seminaari Joulupukin fysiikka. Juho Arjoranta

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "6. helmikuuta 2014. Syventävien opintojen seminaari juho.arjoranta@helsinki. Joulupukin fysiikka. Juho Arjoranta"

Johannes Salminen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Syventävien opintojen seminaari 6. helmikuuta 2014

2 Sisällysluettelo

3 Maapallolla on tällä hetkellä noin 7,2 milrdia ihmistä

4 Maapallolla on tällä hetkellä noin 7,2 milrdia ihmistä Noin 2.2 milrdia ihmisistä on lapsia (alle 18 v.)

5 Maapallolla on tällä hetkellä noin 7,2 milrdia ihmistä Noin 2.2 milrdia ihmisistä on lapsia (alle 18 v.) Noin 30% ihmisistä on kristittyjä

6 Maapallolla on siis noin 660 miljoonaa lasta, jotka uskovat Joulupukkiin

7 Maapallolla on siis noin 660 miljoonaa lasta, jotka uskovat Joulupukkiin Keskimäärin perheissä on kaksi lasta, joten pitää vierailla 330 miljoonassa kodissa

8 käytettävissä oleva aika Jos Joulupukki matkustaa idästä länteen, niin hänellä on noin 32 tuntia aikaa kaa kaikki laht

9 käytettävissä oleva aika Jos Joulupukki matkustaa idästä länteen, niin hänellä on noin 32 tuntia aikaa kaa kaikki laht täytyy käydä 2865 kodissa per sekunti

10 Asuttu pinta-ala Suurinosa ihmisistä asuu 45 asteen sisällä päiväntasaasta

11 Asuttu pinta-ala Suurinosa ihmisistä asuu 45 asteen sisällä päiväntasaasta } h = km => A asuttu = 2πRh 4, km 2

12 Asuttu pinta-ala Suurinosa ihmisistä asuu 45 asteen sisällä päiväntasaasta } h = km => A asuttu = 2πRh 4, km 2 Tästä noin 70 % on merta, joten A asuttu 2, km 2

13 Kokonaisuudessaan matkustettu matka Saatua asuttua pinta-alaa vastaava suorakulmio km 1 koti per 0,85 km km

14 Kokonaisuudessaan matkustettu matka Saatua asuttua pinta-alaa vastaava suorakulmio km 1 koti per 0,85 km km Keskimääräinen välimatka on noin 0.94 km

15 Kokonaisuudessaan matkustettu matka Saatua asuttua pinta-alaa vastaava suorakulmio km 1 koti per 0,85 km km Keskimääräinen välimatka on noin 0.94 km Kokonaisuudessaan matkustettu matka on 310,6 miljoonaa km

16 Kokonaisuudessaan matkustettu matka Saatua asuttua pinta-alaa vastaava suorakulmio km 1 koti per 0,85 km km Keskimääräinen välimatka on noin 0.94 km Kokonaisuudessaan matkustettu matka on 310,6 miljoonaa km keskinopeuden täytyy siis olla v pukki = 2690km/s

17 Poron säde Suomalainen poro on keskimäärin 2 metriä pitkä painaa 150 kg

18 Poron säde Suomalainen poro on keskimäärin 2 metriä pitkä painaa 150 kg Jos oletamme, että poron tiheys on suunnilleen sama kuin ihmisellä oletamme poron olevan sylinterin muotoinen m r poro = πhρ 15cm

19 Poron kokema ilmanvastus F = 1 2 ρ ilmav 2 pukki A poroc v = 1, N missä käytimme ρ ilma = 1, 3 kg/m 3, v pukki = 2690km/s, A poro = πr 2 poro C v = 0.42

20 Poron kokema ilmanvastus F = 1 2 ρ ilmav 2 pukki A poroc v = 1, N missä käytimme ρ ilma = 1, 3 kg/m 3, v pukki = 2690km/s, A poro = πr 2 poro C v = 0.42 Tämä vastaa sitä, että poroihin siirtyy energiaa teholla 375,6 PW

21 Poron kokema ilmanvastus Voisimme tietysti olettaa, että Joulupukki käyttää aerodynaamisia poro

22 Poron kokema ilmanvastus Voisimme tietysti olettaa, että Joulupukki käyttää aerodynaamisia poro Jos otamme C v = 0.04, niin poroihin siirtyy energiaa teholla 36 PW

23 Poron kokema ilmanvastus Voisimme tietysti olettaa, että Joulupukki käyttää aerodynaamisia poro Jos otamme C v = 0.04, niin poroihin siirtyy energiaa teholla 36 PW Tietysti myös porot olisivat volframia, jotta ne kestävät hyvin kitkan aiheuttaman lämpenemisen

24 Poron kokema ilmanvastus Voisimme tietysti olettaa, että Joulupukki käyttää aerodynaamisia poro Jos otamme C v = 0.04, niin poroihin siirtyy energiaa teholla 36 PW Tietysti myös porot olisivat volframia, jotta ne kestävät hyvin kitkan aiheuttaman lämpenemisen Tällöin kestäisi 3,23 ns ennen kuin porot saavuttaisivat kiehumispisteen

25 Reen yhteispaino Jos kaikki lapset toivovat Joulupukilta uutta ipad Airia (470 g), niin laht painavat yhteensä tonnia

26 Reen yhteispaino Poro voi vetää perässään noin tuplasti oman painonsa verran, joten tarvitaan poroa vetämään rekeä Jos kaikki lapset toivovat Joulupukilta uutta ipad Airia (470 g), niin laht painavat yhteensä tonnia

27 Reen yhteispaino Jos kaikki lapset toivovat Joulupukilta uutta ipad Airia (470 g), niin laht painavat yhteensä tonnia Poro voi vetää perässään noin tuplasti oman painonsa verran, joten tarvitaan poroa vetämään rekeä Tällöin reki yhteensä painaa tonnia

28 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

29 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen a 313 m/s 2 32 g Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

30 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen a 313 m/s 2 32 g Hävittäjä lentäjät kestävät 6 g:tä ilman lisävarusteita Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

31 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen a 313 m/s 2 32 g Hävittäjä lentäjät kestävät 6 g:tä ilman lisävarusteita 18 g:tä aiheuttaa vaurioita verisuoniin Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

32 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen a 313 m/s 2 32 g Hävittäjä lentäjät kestävät 6 g:tä ilman lisävarusteita 18 g:tä aiheuttaa vaurioita verisuoniin Ihminen on selvinnyt parhaimmillaan 46,2 g:stä Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

33 v pukki = 2690 km/s Oletetaan, että Pukki käyttää 1/3 asta kiihdyttämiseen/ hidastamiseen a 313 m/s 2 32 g Hävittäjä lentäjät kestävät 6 g:tä ilman lisävarusteita 18 g:tä aiheuttaa vaurioita verisuoniin Ihminen on selvinnyt parhaimmillaan 46,2 g:stä Pukin kokemat G-voimat t = 1/2865 s per koti

34 Pukin kokemat G-voimat Olettaen, että Joulupukki painaa 160 kg F 50kN

35 Pukin kokemat G-voimat Olettaen, että Joulupukki painaa 160 kg F 50kN voima, jonka matkusta kokee törmätessään autolla seinään vauhdilla 70 km/h Yllä oletimme, että auton pysähtymismatka on 60 cm

36 on noin v pukki = 2690 km/s

37 on noin v pukki = 2690 km/s Kitkan vaikutuksesta porot saavuttavat kiehumispisteen noin 3 ns

38 on noin v pukki = 2690 km/s Kitkan vaikutuksesta porot saavuttavat kiehumispisteen noin 3 ns Reki - poroineen lahjoijeen - painaa yhteensä tonnia

39 on noin v pukki = 2690 km/s Kitkan vaikutuksesta porot saavuttavat kiehumispisteen noin 3 ns Reki - poroineen lahjoijeen - painaa yhteensä tonnia Joulupukilla on noin viiden hävittäjälentäjän kunto

40 on noin v pukki = 2690 km/s Kitkan vaikutuksesta porot saavuttavat kiehumispisteen noin 3 ns Reki - poroineen lahjoijeen - painaa yhteensä tonnia Joulupukilla on noin viiden hävittäjälentäjän kunto Ainoa järkevä johtopäätös on siis, että Joulupukki toimii magialla

Samankaltaiset tiedostot

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ

FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ MEKANIIKKA Nopeus ja keskinopeus 6. Auto kulkee 114 km matkan tunnissa ja 13 minuutissa. Mikä on auton keskinopeus: a) Yksikössä km/h 1. Jauhemaalaamon kuljettimen nopeus on