Fysiikkaongelma

[patrick]

Osaisiko joku kertoa kuinka lasketaan nostoliinoihin vaikuttava voima, kun 26000 kiloa painavaa taakkaa lasketaan 4m/min. Ja se pysäytetään neljän sentin matkalla?

Netistä lytyy kyllä kaikenlaisia kaavoja, mutta koulusta on jo sen verran aikaa, että tulkitseminen on hieman hankalaa.

[alpi]

0,0666 m/s = a*t (a:n ollessa kiihtyvyys ja t:n pysähtymiseen kuluva aika)

0,0666 m/s / 0,12 s = 0,555 m/s2, pysähtymisaika 0,12 sekuntia (keskinopeus 2m/min pysähtymismatkalla 4cm, hidastuvuus laskettu lineaariseksi)

26000 kg * 0,555 m/s = 14430 N

Eli liinoihin kohdistuu vajaan 1500 kilon lisävoima.


Täältä apuja kaavojen pyörittelyyn

[patrick]

Kiitokset selvennyksestä.
Tuo kiihtyvyyden suure, ei tosin ihan vielä auennut.
Eli mitä tarkoittaa m/s2 ? Lähinnä tuo toiseen ihmetyttää, vai onko tämä se mystinen derivaatta?

[kenax]

m/s^2 on nopeuden muutos, eli kiihtyvyys. m/s^3 ois sitten kiihtyvyyden muutos.

[b7567]

Ja jos nostoliinat ei ole luotisuorassa, niin täytyy kulmien ja tuon aiemmin mainitun voiman pohjalta laskea liinojen suuntainen voima.

[vepek]

Laskinkos väärin, mutta sain pysähtymisajaksi 1,2s. Eli 2m/60s = 0,033m/s .
Jaetaan pysähtymismatka 0,04m/0,033m/s= 1,2s.

[kenax]

Et laskenu väärin, 1,2s siinä menee.

Jos tätä laskua tahtois oikein hankaloittaa, niin voitais vielä miettiä, että kuinka paljon liinat venyvät hidastuksen aikana ja mikä näin ollen on oikea pysäytysmatka. Ja sitä, että tapahtuuko tämä meren pinnan tasolla vai jossain muualla... :P

[alpi]

Pilkkuvirhehän sinne oli lipsahtanut, tuli pyöriteltyä liikaa päässä tuota pysähtymisaikaa. Muuttujia saa kyllä mukaan melkoisen määrän jos oikein lähtee hifistelemään ;)

[patrick]

Eli päästäänkö tästä siihen, että vauhti muuttuu metrin sekunnissa joka sekunti, kiihtyvyyden ollessa 1 m/s^2 ?
Eli jos nopeus olisi vaikka 25 m/s, Olisi se 10 sekunnin kuluttua 35 m/s ?

[alpi]

Pitää paikkansa, kaava menee näin:
v - v0 = a*t
35 m/s - 25 m/s = a * 10 s
10 m/s / 10 s = a
a = 1 m/s^2

[patrick]

Astuuko impulssiteoria kuvioihin vasta, kun pysähtymismatka on nolla?

[alpi]

Pysähtymismatka ei voi olla nolla, tällöinhän olisi kysymys äärettömän suurista voimista... kai? Eli siis impulssin voi laskea hyvin tuolle neljän sentin matkalle. Sen saa helposti suoraan voiman ja vaikutusajan tulona, jos oletetaan että voima on vakio koko pysähtymismatkalta.

[Mr.Crossfire]

Itse saattaisin näillä tiedoilla mitoittaa liinat 30 tonnille tai jos oikein jännittää niin 40 tonnille niin ei tarvii stressata. :)

[patrick]

Eli siis yhteenvetona voidaan todeta, että kuormituksen kasvu on vain ~150kg ? Olisin kyllä voinut olettaa paljon isompaa muutosta. Mutta Eipä siitä tämän mukaan muutakaan saa, vaikka kuinka laskisi.

Edit. Paitsi että tuon impulssi kaavan mukaan: kiihtyvyydellä 0.03333m/s^2 Tulos olisi 866.58 kg. Mutta päteekö se tässä tilanteessa?

[jarski79]

Meillä töissä nostellaan 120 tonnia painavia kappaleita ja niissä riittää ihan kun ottaa liinat mitkä on virallisesti mitoitettu kestämään tuon 120 tonnia. silloin ei tarvia laskea mitä vauhtia kappaletta lasketaan. Liinoissa on laput mistä näkee kulman vaikutuksen kestävyyteen.

[alpi]

Mitähän tarkoitat tuolla impulssikaavalla? Impulssi itsessään on voima per ajanjakso, lähinnä N/s, yksikkö Newtonsekunti. Tuo 150 kg tuntuu vähäiseltä, mutta toisaalta vauhti on hidas (0,24 km/h) ja pysähdysaikakin inhimillinen.

Eikai näitä tässä oikeasti liinojen mitoittamisen kannalta laskeskella, lähinnä harrastamisen halusta ;)

[patrick]

Juu, ei tässä todellisuuden kanssa ole mitään tekemistä. Jäi lähinnä vaivaamaan Laskutavat :)

"Kappaleeseen vaikuttava impulssi on yhtä suuri kuin kappaleen [COLOR=#0000ff]liikemäärän[/COLOR] muutos, koska voiman määritelmästä
saadaan

http://fi.wikipedia.org/wiki/Impulssi


Sitten vielä yksi tyhmä kysymys. Miten nopeus sijoitetaan seuraavaan kaavaan? Jos v2=0.0666m/s - v1=0m/s. Tuloshan on edelleen 0.0666m/s ?! Asiahan olisi täysin eri jos V2=0.12 - v1=0.0666.

[jarski79]

tuo kaavahan on delta v jaettuna deltta t:llä eli nopeuden muutos jaettuna siihen käytetyllä ajalla. elikkä nopeus v2 on ajan pisteessä t2 ja nopeus v1 on ajan pisteessä t1.

[alpi]

Joo eli tuosta soveltamalla saadaan impulssi (joka on yhtä kuin liikemäärän muutos) F * dt = dp.

Nopeuden muutos Δv on tosiaan sama kuin loppunopeus v2, jos alkunopeus v1 on nolla.

[RS2]

Nostoliinoissahan on varmuuskertoimet. Ei tule pysäytyksissä ongelmaa, kunhan ilmoitettua maksimi kuormaa ei ylitetä. Kiva noita juttuja on välillä laskea tosin.

[vepek]

Nostamisessa ei ole aina ongelmana pelkästään nostoliinat vaan myös nostokorvakkeet.
Tarina: olin aikoinaan Nokialla tarkastajana ja yhtenä päivänä luottamusmies tulee kovalla tohinalla nenän eteen "eikö täällä mitään tarkasteta , halutaanko täällä tappaa asentajia" . No täytyihän tätä punakapinaa lähteä tutkimaan. Raskas sähkökaappi oli pudonnut alas, mutta onneksi ketään ei ollut jäänyt alle. Kaapista oli nostokorvake revennyt. Aloin vähän kysellä miten nosto oli suoritettu. Olivat kiristäneet liinan nostokorvakkeiden väliin ja sitten nostaneet hallinosturilla liinan keskeltä. Totesin vain , että nostokorvakkeisiin oli tullut ääretön voima . Vastaus: poika älä puhu paskaa , täällä on aina nostettu noin . Onnettomuustilanteista laadittaan aina raportteja , tosin tästä ei meikäläisen eteen mitään tullut, taisi olla nolo tilanne työnjohdolle ja asentajille. Kaapeissa oli selvät ohjeet millä voimalla ja kulmalla(60 astetta) saa nostaa.

[turbokiisseli]

Tuo sama pätee myös kierrettäviin nostolenkkeihin. Lenkkihän kestää kierteen suunnassa vaikka mitä, mutta jos sitä ei kierretä pohjaan tai nostetaan kulmassa niin kesto onkin ihan eri luokassa. Itse metalliteollisuudessa työskentelevänä olen mokomia jokusen nähnyt. Toinen nostoväline, joita helposti käytetään väärin ovat magneettinostimet. Vaikka ne käteviä ovatkin on niiden nostokapasiteetti todella pitkälle kiinni esim. kappaleen pinnan laadusta ja siitä kuinka suuri osa magneetin alasta ottaa kiinni kappaleeseen.

[kenax]

noissa magneettinostimissa suurin vaaranaiheuttaja on liian ohuen kappaleen noston yrittäminen..

"joo, tämä nostaa 300kg, joten otan sillä tämän 10mm teräslevyn tästä"

[quattro20v]

Hyvähän se on että kaikissa vempeleissä on sitä varmuuskerrointa laskettu mukaan. Itse ainakin huomannut että ihan sama minkä kokoinen vehe on nostamassa niin aina se jää jossain vaiheessa liian tehottomaksi ja sitten aletaan soveltamaan ja improvisoimaan. Sitten tulee noita vaarallisia nostoja eteen.

Toinen juttu on kun noita nostokorvakkeita ei vaan joka jutusta löydy, tai ole trukki piikkien kohtia merkitty. Esim. joku lämmönjakokeskus jonka joutuu ensin väkisin repimään rekan kyydistä pois ja sitten peruuttamalla jonnekkin rakennuksen kellariin muiden raksa sotkujen joukkoon ja nämähän tulee sitten työmaalle kun rakennus on jo melkein valmis. :)