Wpis z mikrobloga

#fizyka #ciekawostka #protip

jeżeli popełniłem jakiś błąd po drodze, proszę o poprawienie; piszę to również po części po to, by mirki-fizycy zweryfikowali prawdziwość


Ciekawy przykład praktycznego zastosowania podstawowych praw fizyki Newtona.

Załóżmy, że nasz samochód nieszczęśliwie utknął w koleinie. Podróżował z nami 1 pasażer, oprócz niego w pobliżu nie ma osoby, która mogłaby nam pomóc. Jaki ciekawy sposób można wykorzystać, aby wyjść z tej sytuacji?

Z jaką siłą dana osoba może pchnąć samochód?


Dla osób nieobeznanych ze skalą wielkości fizycznych, pytanie wydaje się być dość trudne. Można to jednak łatwo sprawdzić przy pomocy wagi łazienkowej. Otóż, waga ta podaje naszą masę,ale - co wynika z 2 Zasady Dynamiki Newtona - można ją także wykorzystać do odczytania siły. Wszyscy, jak sądzę, znają równianie F = m * a , czyli siła jest iloczynem masy i przyspieszenia. Przyspieszenie, któremu podlegamy stojąc na powierzchni Ziemi, to 9,8 m/s^2. Wobec tego, jeżeli nasza masa to 70 kg, Ziemi przyciąga nas (a my Ziemię - 3 zasada dynamiki, "akcja-reakcja") z siłą ok. 700N.

Jeżeli oprzemy wagę o ścianę i spróbujemy "wcisnąć" ją w kierunku tejże, otrzymamy pewną wartość liczbową, np. 30 kg. Co nam to da? Ano, oznacza to, że podziałaliśmy siłą F = 30 * 10 = 300N, czyli 300 niutonów. Zakładamy, więc, że osoba pchająca samochód z tyłu, czyni to z siłą 200-500N (zależenie od warunków fizycznych tej osoby).

Wracamy do problemu z samochodem. Bierzemy łańcuch, przyczepiamy go do przodu samochodu oraz do obiektu pozostającego w spoczynku, np. pnia (DUŻEGO drzewa). Następnie, wyznaczmy przybliżony środek odległości między samochodem a wspomnianym pniem. W miejscu tym z dużą siłą staramy się naprzeć na łańcuch. Co się może stać? Samochód może z łatwością ruszyć do przodu ;)

Dlaczego?


Łańcuch przenosi siłę naciągu, wywołaną naszym parciem na niego. Siła ta wyrażona jest wzorem T = F/(2sinx). X oznacza w tym wzorze kąt między prostą łączącą samochód i pień oraz prostą łączącą samochód z miejscem parcia na łańcuch (na obrazku teta). Zatem, im mniejszy ten kąt, tym większa siła (funkcja sinus maleje wraz ze zbliżaniem się do zera). Czyli, im bardziej napięty łańcuch, im trudniej go odkształcić, tym większa siła zadziała na samochód, kiedy uda nam się ten łańcuch odkształcić. Dlatego też piszę o łańcuchu, a nie o gumowej linie, którą co prawda łatwiej odkształcimy, ale dużo pożytku to nie przyniesie.

Jeżeli odkształcimy łańcuch o 5 stopni (teta = 5 stopni) to siła działająca na samochód wyniesie T = 1720N ! Haczyk tkwi w tym, że samochód poruszy się tylko o parę centymetrów. Może to nie wystarczyć, ale już dla teta = x =20 stopni, będzie to pół metra.

Inną kwestią jest to, że samochód nie może stać na wzniesieniu, nawet niewielkim, bo wtedy dochodzi jego ciężar, i dużo nie zdziałamy...

W linku dodaję jeszcze karteczkę ze schematem i niewielkimi obliczeniami dla ciekawych. Mam nadzieję, że wszystko merytorycznie w porządku, natknąłem się na ten problemy przy nauce, orłem z fizyki wybitnym nie jestem ;)

http://i.imgur.com/2VYwY2o.jpg?1
Pobierz murator_wnetrz - #fizyka #ciekawostka #protip


 jeżeli popełniłem jakiś błąd po drod...
źródło: comment_fgqBuMMlQ0jzt4Pnp5qjkVjQRbxk2K1G.jpg
  • 8