Piirrä kirjaan vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. Kaikki kappaleet ovat paikallaan

Transkriptio

1 Voimakuvioita kirja Piirrä kirjaan vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. Kaikki kappaleet ovat paikallaan Kirja lattialla Kirja, jota painetaan kepillä Kirja, jota painetaan seinään Kirja, jota painetaan seinään Kirja, jota painetaan kattoon Kirja, jota painetaan jalalla

2 Voimakuvioita kirja Piirrä kappaleeseen vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. opeus on esitetty kuvissa. v = 0 v = 0 Kirja kaltevalla pinnalla Kirja kaltevalla pinnalla v Kirja kaltevalla pinnalla Kirja, jonka päällä on pienempi kirja Pieni kirja isomman päällä Pieni kirja isomman alla

3 Voimakuvioita kirja - ratkaisut Piirrä kirjaan vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. Kaikki kappaleet ovat paikallaan Ratkaisu: = Kirjan paino = Pinnan tuki Kirja lattialla Äärimmäinen perustehtävä tietenkin. Etävuorovaikutus kirjalla on maapallon kanssa, kosketusvuorovaikutus tulee lattiasta. Ollaan kiinnostuneita vain kirjasta, joten vain siihen vaikuttavat voimat tulee merkitä (ja nimetä). imeämiseen riittää vakiintuneiden symbolien käyttö, mutta voimien nimet voi myös listata (suositeltava tapa aina). Voimat piirretään lähtemään vaikutuspisteistään, suuruudet ovat oikeissa suhteissa toisiinsa (tässä yhtä suuret, koska kirja on paikallaan).

4 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Kepin työntö = Lepokitka Kirja, jota painetaan kepillä Kepistä kohdistuu kirjaan vino voima, joka osittain työntää kirjaa sivulle. Tämän vuoksi tarvitaan kitka pitämään kirjaa sivusuunnassa paikallaan. Tukivoima kasvaa, koska työnnöllä on myös pystysuuntaista vaikutusta.

5 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Kepin työntö = Lepokitka Kirja, jota painetaan seinään Voimien tasapainoa voidaan tässä tarkastella pystysuunnassa ja vaakasuunnassa erikseen. Riittää että voimat tasapainottavat toisensa kummassakin suunnassa. Kepin työntö on piirretty suuremmaksi kuin kirjan paino.

6 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Kepin työntö = Lepokitka Kirja, jota painetaan seinään Tehtävään on useampi erilainen ratkaisu. Työntövoiman suuruus voi vaihdella, jolloin kitkan suuruus ja jopa sen suunta voi vaihdella. Työntövoima voi tasapainottaa kirjan painon myös sillä tavalla että kitkaa ei tarvita.

7 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Kepin työntö Kirja, jota painetaan kattoon Tukivoima ja paino ovat yhdessä kepin työnnön suuruisia. Tehtävään on useita ratkaisuja työntövoima voisi olla suurempi tai pienempi. Kun kirja on paikallaan, kepin työntö voi olla pienimmillään kirjan painon suuruinen (ks. alla). Jos se on tätä pienempi, kirja tippuu.

8 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Jalan tuki Kirja, jota painetaan jalalla Jalasta kirjaan kohdistuva voima ei ole jalan paino vaan tukivoima.

9 v = 0 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Lepokitka Kirja kaltevalla pinnalla Tehtäväkuviosta nähdään että kirja ei liiku, voimat ovat tasapainossa. Kaltevalla tasolla pinnan tuki on aina kohtisuorassa pintaa vastaan ja kitka pinnan suuntainen. Kitka vastustaa liikkeelle lähtöä (mieti mihin suuntaan kirja liukuisi), joten sen suunta on ylöspäin tasoa pitkin. Voimien tasapaino tarkoittaa tässä sitä että voimien summa(vektori) on nolla. Liitettäessä voimat toistensa perään ketjuksi, päästään alkupisteeseen. Se voidaan esittää piirtämällä:

10 v = 0 = Kirjan paino = Pinnan tuki = Lepokitka Kirja kaltevalla pinnalla Tukivoima pienenee ja kitka suurenee, kun kaltevuuskulma kasvaa. Edelleen voimat ovat tasapainossa.

11 v = Kirjan paino = Pinnan tuki = Liukukitka Kirja kaltevalla pinnalla Liukuessa kitkavoiman nimi on liukukitka (tai liikekitka). Koska kirja on kiihtyvässä liikkeessä, voimat eivät ole tasapainossa. Liukukitka on lyhyempi kuin lepokitka kirjan ollessa paikoillaan. äin loivalla kulmalla pikkuruista kitkavoimaa on hankala piirtää.

12 1 2 = Kirjan paino 1 = Pinnan tuki 2 = Kirjan tuki Iso kirja, jonka päällä on pienempi kirja Pienen kirjan paino ei vaikuta isoon, sen sijaan pienestä kirjasta syntyy kosketusvoima, jota voidaan kutsua tueksi. Sen suuruus määräytyy pienen kirjan painon mukaan (onhan pieni kirja tasapainossa isomman päällä), joten tuki 2 on pienempi kuin isomman kirjan paino.

13 = Kirjan paino = Pinnan tuki Pieni kirja isomman päällä o comment

14 1 2 = Kirjan paino 1 = Pinnan tuki 2 = Kirjan tuki Pieni kirja isomman alla Tukivoimat ovat suurempia kuin paino. Ison kirjan paino ei vaikuta pieneen, sen sijaan isosta kirjasta syntyy kosketusvoima, jota voidaan kutsua tueksi. Sen suuruus määräytyy ison kirjan painon mukaan (onhan se tasapainossa pienemmän päällä), joten tuki 2 on suurempi kuin pienemmän kirjan paino.