Hernekaun

29.11.24

Fermi ülesanne

1) Newton pidi Woolsthorpe'ist Londonisse sõitma, et raamatukogus järgi vaadata, mis ühikutes on Kuu kaugus Maast, mida ta mäletas ainult arvuliselt.
Fermi ise tegi oma ülesandeid nende andmete pealt, mis tal meeles olid. Lootis, et vastused on enam-vähem tõele lähedal. Mitte üle 10 korra mööda, heal juhul isegi ±2 korda.
Raamatukokku oleks temagi saanud minna ja sõpradele helistama ka, aga internetiga oli siis veel kehvavõitu. Meil on palju lihtsam, onju?

2) Arvutage Maa pöörlemise nurkkiirus. Mitu korda see erineb kella tunniosuti nurkkiirusest?

3) Kui suur on Singapuri linna joonkiirus, mis tuleb Maa kiirest pöörlemisest? Kuidas on lugu Tartu linnaga? Millise linna kiirus on kõige väiksem?

4) Kui suured on Kuu tiirlemise nurkkiirus ja joonkiirus? Pange tähele, et ma kasutame siin Newtoni lahkel loal punktmassi mudelit.

5) Kui suur on Kuu pöörlemise nurkkiirus?


23.11.24

Lahendus,

ülesande lahendus.

22.11.24

Suur kell, osutid 17 m ja 22 m



Esimene pöörlemise ülesanne. Arvuta kellaosutite liikumise (pöörlemise) nurkkiirused. Selleks sobib vaadata peaaegu ükskõik millist kella. Peaaegu tähendab seda, et on olemas veidi teistmoodi kellad või isegi kolmandat moodi.
Teine pöörlemise ülesanne. Arvuta minutiosuti otsa liikumise joonkiirus. Selleks tuleb teada, mis kellast me räägime. Üsna tavaline on võtta näiteks kuulus Big Ben, kus hiljuti lõppes põhjalik remont. Oli aeg ka meil, kui oli poliitiliselt korrektne panna ülesandesse Spasski kella osutid. Pikimat minutiosutit keerutab praegu AbrajAl Bait Mekas, võib ka selle näiteks võtta.

Seletused ja valemid (joon- ja nurkiirus) leiab siit ja sealt.







Kas pöörlemine on hea või halb?











1905. aasta jalgrattatrikk


21.11.24

Billi, Bobby, Bo ja sõnaraamatud

Päris imelikuks läinud oma füüsikatundidest.


Seda võib kodus järgi teha.


Kukkumine ja põrge, impulsi jäävuse seadus. Just!

Kinemaatilisi kontseptsioone laiast maailmast.

Charlie sõidab oma uue autoga ringi ja ringi ja ringi, hoides konstantset kiirust. Tõsi või vale?

A) Tõsi. B) Vale. C) Sõltub.










Keegi seisab mägedes vaateplatvormi serval ja viskab kaks palli sama algkiirusega.
A) Ühe otse alla orgu.
B) Teise üles nii, et see alla tulles ikkagi orupõhja jõuab.
Kumma palli kiirus on teekonna lõpus suurem?

  1. Esimesel on suurem.
  2. Teisel on suurem
  3. Mõlemal sama
  4. Võimatu otsustada








Kui suur on paigalseisust vabalt langeva keha kiirendus kolmanda langemissekundi lõpuks?

  1. 9,8 m/s
  2. 9.8
  3. 29,4 m/s
  4. 10 m/s
  5. 9,8 m
  6. 9,8 m/s²
  7. 29,4 m/s²
  8. 9.8 m/s²





Arvutusi jms

1) Arvuta keskmine kiirus mootorratturile, kes läbib 30 km 24 minutiga.
2) Üks mees jookseb 100m 11,8 sekundiga, teine 12,4 sekundiga. Kiirem mees annab aeglasemale stardis 4m ette. Kas on lootust, et nad jõuavad nüüd korraga finišisse?
3) Kui suur on kiirendus, kui auto pidurdab kiiruselt 54 km/h ja jääb seisma 1,1 sekundiga.
4) Traktor kiirendab ühtlaselt 1,5m/s². Kaua läheb, et saavutada kiirus 20 km/h?
5) Kui kaugele jõuab 5 sekundiga 10 kg massiga keha?
6) Kui kaua püsib õhus algkiirusega 7m/s vertikaalselt üles visatud kivi? Kuidas see graafiliselt esitatuna välja näeb?

7) Kahurikuul saavutas 2,1m pikkuses kahuritorus kiiruse 200m/s. Loeme kiirenduse kogu lasu ajal ühtlaseks. Kui suur on kuuli kiirendus?
Kujuta kiiruse ja kiirenduse graafikutel kuuli liikumist 0,03 sekundi jooksul pärast püssirohu süttimist.


Rakett läheb lendu

 Kuidas tabada märki? Millist märki?

20.11.24

Viljandi hüpe 21.11.2016





Amfetamiini, LSD ja kanepi tarvitamisest joobnud naine sõitis 2016. aasta 21. novembril kell 23.10 Viljandis mööda Riia maanteed kiirusega vähemalt 117 kilomeetrit tunnis. Vaksali tänavale jõudes ei vähendanud ta kiirust ega püüdnud pöörata, vaid kihutas otse üle ristmiku. Suure kiiruse ja laskuva teeprofiili ühisel mõjul paiskus kõnniteekivi trampliinina kasutanud auto õhku, lendas üle seisva auto ning maandus enam kui 30 meetrit hiljem Köstri tänava äärses majas.
6. veebruar 2018










Sihik


Ja nüüd, trajektoori praktiline kõverdamine. Palun väga, ei ole vaja kahurit külili keerata.

Ärge seda järgi tehke, isegi kui saaksite teha.


19.11.24

Vinge viskaja

 Nolan Ryan


106 mph
170,6 km/h
47,4 m/s

Insenerid, 120 mph, miks mitte?

18.11.24

Kõrgelt kukkumine ja teised kiirendused


Dawn; a = 0,95  km/h²

Benji
Lumme
Puu
John Paul Stapp

David Purley 1977, v = 173 km/h, s = 66cm
Kenny Bräck 2003: a = 214g

16.11.24

Hea pidurdus, tagurpidi ülesanne

Palun väga, siin on lahendus ja vastus. Kirjuta ülesanne?

15.11.24

Kolm ülesannet

Kui pika tee läbib jaamast kiirendusega 1m/s² väljuv rong esimese 2 sekundiga?

Kui suur on kuuli kiirendus püssirauas? s=60cm; v=600m/s

Rakett stardib kiirendusega 90m/s². Kui suur on kiirus 2km kõrgusel.

Reis kuule (meenutades Newtoni kahurit)




Kosmilised kiirused

I  Maa pinnalt orbiidile 7,91 km/s, 200 km kõrguselt 7,79 km/s
II Maalt Päikese orbiidile (või näiteks Kuule ja teistele planeetidele) 11,19 km/s.
III Päikesesüsteemist lahkumiseks 42,1 km/s.
Maa orbiidil liikumist kasutades 16,67 km/s.
IV Galaktikast lahkumiseks umbes 1000 km/s.

Pange tähele, et me saame lubada läbi häda kiirendust 6g, rohkem inimesed välja ei kannata. Kui sedagi, tegelikult.


Peaaegu vaba langemine

Felix

Alan

Luke

14.11.24

Vaba langemine ja ballistiline trajektoor

Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno à due nuove scienze Leida 1638

Arutlused ja matemaatilised tõestused kahest uuest teadusest
Leiden 1638

In un regolo, o vogliàn dir corrente, di legno, lungo circa 12 braccia, e largo per un verso mezo bracio e per l'altro 3 dita, si era in questa minor larghezza incavato un canaletto, poco più largo d'un dito; tiratolo drittissimo, e, per averlo ben pulito e liscio, incollatovi dentro una carta pecora zannata e lustrata al possibile, si faceva in esso scendere una palla di bronzo durissimo, ben rotondata e pulita; costituito che si era il detto regolo pendente, elevando sopra il piano orizontale una delle sue estremità un braccio o due ad arbitrio, si lasciava (come dico) scendere per il detto canale la palla, notando, nel modo che appresso dirò, il tempo che consumava nello scorrerlo tutto, replicando il medesimo atto molte volte per assicurarsi bene della quantità del tempo, nel quale non si trovava mai differenza né anco della decima parte d'una battuta di polso. Fatta e stabilita precisamente tale operazione, facemmo scender la medesima palla solamente per la quarta parte della lunghezza di esso canale; e misurato il tempo della sua scesa, si trovava sempre puntualissimamente esser la metà dell'altro: e facendo poi l'esperienze di altre parti, esaminando ora il tempo di tutta la lunghezza col tempo della metà, o con quello delli duo terzi o de i 3/4, o in conclusione con qualunque altra divisione, per esperienze ben cento volte replicate sempre s'incontrava, gli spazii passati esser tra di loro come i quadrati e i tempi, e questo in tutte le inclinazioni del piano, cioè del canale nel quale si faceva scender la palla; dove osservammo ancora, i tempi delle scese per diverse inclinazioni mantener esquisitamente tra di loro quella proporzione che più a basso troveremo essergli assegnata e dimostrata dall'Autore. Quanto poi alla misura del tempo, si teneva una gran secchia piena d'acqua, attaccata in alto, la quale per un sottil cannellino, saldatogli nel fondo, versava un sottil filo d'acqua, che s'andava ricevendo con un piccol bicchiero per tutto 'l tempo che la palla scendeva nel canale e nelle sue parti: le particelle poi dell'acqua, in tal guisa raccolte, s'andavano di volta in volta con esattissima bilancia pesando, dandoci le differenze e proporzioni de i pesi loro le differenze e proporzioni de i tempi; e questo con tal giustezza, che, come ho detto, tali operazioni, molte e molte volte replicate, già mai non differivano d'un notabil momento.


Võeti 12 küünra pikkune, poole küünra laiune ja kolme sõrme paksune puidust pruss. Selle servale lõigati veidi vähem kui sõrmelaiune renn. Kui see soon oli tehtud vaga sirgeks, ühtlaseks ja siledaks, kaetud pärgamendiga, mis oli samuti võimalikult sile ja poleeritud, veeretasime seda mööda kõva, siledat ja väga ümarat pronksist kuuli.

Asetanud prussi kaldasendisse, tõstes ühe otsa küünra või kahe võrra teisest kõrgemale, veeretasime kuuli nagu ma just seletasin, mööda renni, määrates allaveeremise aja viisil, mida ma hiljem seletan. Kordasime katset mitu korda, et mõõta aega täpsusega, mille korral kahe vaatluse erinevus ei ületaks kunagi kümnendikku pulsilöögi ajast.

Pärast sellise toimingu läbiviimist ja olles veendunud selle usaldusväärsuses, lasime kuulil nüüd veereda ainult veerandi renni pikkusest. Olles mõõtnud allaveeremise aja, leidsime, et see on täpselt pool eelmisest. Järgmisena proovisime teisi vahemaid, võrreldes kogu pikkuse läbimise aega poole, kahe kolmandiku, kolme neljandiku või isegi suvalise vahemikuga. Neis katsetes, mida korrati vähemalt sada korda, leidsime alati, et läbitud vahemaad olid samas suhtes nagu veeremise aegade ruudud ja see kehtis kõigi kaldpinna (st renni mida mööda kuulid veeresid) kallete korral. Me täheldasime ka seda, et erinevate kallete korral on veeremise ajad omavahel täpselt selles suhtes, mida Autor on ennustanud ja demonstreerinud, nagu me näeme hiljem.

Aja mõõtmiseks kasutasime me suurt, kõrgele paigutatud veeanumat. Anuma põhja külge oli joodetud väikese läbimõõduga toru, mis andis peene veejoa. Vee kogusime me väiksesse klaasi iga allaveeremise ajal, olgu kogu renni pikkuses või selle mingi osa ulatuses. Kogutud vesi kaaluti iga veeremise järel väga täpsetel kaaludel. Nende kaalude erinevused ja suhted andsid meile aegade erinevused ja suhted nii suure täpsusega, et kuigi katseid korrati palju-palju kordi, polnud tulemustes tühistki lahknevust.

Olgu, Galilei ei visanud tornist kuule alla, aga äkki keegi teine ikkagi viskas. Miks mitte, kindlasti keegi kuskil seda tegi. 

Haamer ja sulg.

Brian Cox näitab suurt.

Billy, Bobby ja Bo arvutavad.






13.11.24

Kiirenduse ühik

 sekundit sajani. Palju sekundeid või vähe sekundeid?

Kiiruse arvutamine, keskmise kiiruse mõiste

 Kui suur on keskmine kiirus, kui sõita Tartust Tallinna 2 tunni ja 11 minutiga?

Katsume rehkenduse ilusasti vormistada, saab viis punkti.

Lisaküsimus:

Arvutus eeldaks justkui ühtlase kiirusega sõitmist. Tegelikult ei saa maanteedel kuigi pikalt ühtlase kiirusega sõita ja vastuseks on hoopis keskmine kiirus.

Oletame, et poole teest saab sõita keskmiselt 80km/h. Siis läheb pimedaks ja hakkab sadama märga lund. Teine pool teest tuleb sõita keskmiselt 70km/h. Kui palju on siis keskmine kiirus kogu teel?




12.11.24

Kiri Einsteinile

Vana autoloks roomab ülesmäge 1 miili keskmise kiirusega 15 mph. Jõudnud üles, sõidab ta 1 miili allamäge ja jaksab nüüd muidugi liikuda kiiremini. Kui suure kiirusega peaks ta laskuva teepoole läbima, et keskmine kogu teel tuleks 30 mph.


Selle ülesande saatis psühholoog Max Wertheimer 1934. aastal Albert Einsteinile. Einstein arvutas vastuse korralikult välja.

7.11.24

Mis on kõige tähtsam mehaanika küsimus?

Miks inimesed ei saa, kui nad märjaks saavad, ennast kuivaks raputada nagu koerad?