Lähteekö lentokone lentoon liukuhihnalta?

Aloitus ilkeästi napattu Murosta :D

[quote author="Vierailija" time="11.01.2015 klo 20:12"]

Voi helvetti, jos tuollaisia liukuhihnoja olisi niin kiitoratoja ei tarvittaisi.

Sitä sanotaan katapultiksi. Sillä erolla, että kone on kiinni katapultissa koukulla.

Ei se kone nouse, liukuhihnan automatiikkahan kumoaa moottorien työntövoiman, mitä kovempaa puhaltaa moottori sitä kovempaa pyörii hihna ei tuossa missään sanota että moottoreissa on niin julmetusti tehoa että ne kumoavat liukuhihnan taaksepäin kuljettavan voiman.

Liukuhihna ei kuljeta konetta taaksepäin, se vain pyörittää pyöriä.

[quote author="Vierailija" time="11.01.2015 klo 21:11"][quote author=" Tero" time="11.01.2015 klo 21:07"]

[quote author="Vierailija" time="11.01.2015 klo 20:52"]

[quote author=" Tero" time="11.01.2015 klo 20:40"]Eli tuo hihna ei "kuljeta" konetta minnekään, siitä ei koneeseen kohdistu kuin mitättömän pieni taaksepäin vievä voima, koska pyörät toimivat laakerina koneen ja hihnan välillä.[/quote]

Tehtävän asettelun mukaan liukuhihna kuljettaa konetta taaksepäin ihan riippumatta siitä mitä lentäjä päättää moottorin tehoasetuksilla tehdä, jos haluat keskustella jostain muusta tilanteesta se on sinun ongelmasi.

[/quote]

Ei vaan liukuhihna pyörii samaa nopeutta kuin lentokone liikkuu eteenpäin, mutta hihna pyörii taaksepäin.

Jos lentäjä pitää tehot nollissa, niin silloin kone ei tietenkään liiku eteenpäin eikä hihna pyöri taaksepäin. Mutta lentäjän tehtävähän on saada kone ilmaan ja pointti on siinä, että hihna ei taaksepäin pyöriessään estä mitenkään koneen liikkumista eteenpäin, se ei siis kumoa lentokoneen liikettä, kun moottoreihin lyödään tehot päälle.

[/quote]Todellisuudessa ei estäkään, mutta tehtävän asettelun mukaan liukuhihna pystyy sellaiseen nopeuteen että pystyy pitämään koneen paikallaan.
[/quote]
Jos siinä koneessa on moottorit päällä ja tehot yhtäällä, niin ei paskankaan väliä minne ja kuinka lujaa se hihna pyörii, olettaen että renkaiden laakerit kestävät normaalia suuremman pyörimisnopeuden.

[quote author="Vierailija" time="11.01.2015 klo 20:51"]Miettikääs av-sherlockit ihan tavallista juoksumattoa. Mies juoksee täyttä vauhtia ja hihna pyörii alla. Meneekö juoksija eteenpäin? Suhteessa mattoon kyllä, suhteessa ympäristöön ei. Sama tilanne lentokoneella. Eihän se mihinkään nouse vaan pysyy paikallaan.
[/quote]
Ja taas meni päin persettä. Juoksumatolla se eteenpäin vievä voima välittyy jalkojen kautta. Jos sillä miehellä olisi rullaluistimet jalassa ja suihkumoottori teipattu selkään, niin hän kyllä poistuisi matolta ja vauhdikkaasti...

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 14:06"]Entäs jos kone laitetaan tuulitunneliin joka puhaltaa ilmaa toiseen suuntaan samalla vauhdilla kuin suihkumoottori puhaltaa sitä toiseen suuntaan?
[/quote]
No tässä tapauksessa kone saisi nostetta ja nousisi ilmaan, mutta ei liikkuisi tuulitunneliin nähden lainkaan.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 15:07"]Pojat kiistelee: ...kulmanopeus... ...hitausmomentti... tirsk.
[/quote]
Haluat siis tällä kommentilla kertoa, ettet tajua yläasteella opetetusta fysiikasta mitään? En kyllä kehtaisi tuollaista myöntää.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 17:04"]

[quote author="Vierailija" time="11.01.2015 klo 20:12"]Voi helvetti, jos tuollaisia liukuhihnoja olisi niin kiitoratoja ei tarvittaisi. Ei se kone nouse, liukuhihnan automatiikkahan kumoaa moottorien työntövoiman, mitä kovempaa puhaltaa moottori sitä kovempaa pyörii hihna ei tuossa missään sanota että moottoreissa on niin julmetusti tehoa että ne kumoavat liukuhihnan taaksepäin kuljettavan voiman. [/quote] Voi ristis sentään. Voiko ihminen olla noin tyhmä. Koska renkaiden kautta EI välity eteen- tai taaksepäin vaikuttavaa voimaa, niin se on aivan se ja sama rullaako liukuhihna ja mihin suuntaan.

[/quote]

Äläs nyt pullistele. Jos hihna liikkuu niin nopeasti että pyöriin kohdistuu sama vaikutus kuin alettaisiin painaa jarrua niin jos hihnan nopeutta voidaan kasvattaa äärettömästi jarruvaikutus lopulta kumoaa työntövoiman niin että kone pysyy paikallaan eikä nouse. Ei siis huomioida hihnan kuljettamaa ilmamassaa, joka nostaisi koneen ilmaan kuten tuulitunnelissa Mutta tällaista hypersupernopeaa hihnaa ei ollut esimerkissä vaan lentokone nousee ilmaan.

Entäs jos meillä on lentokone joka lentää toisen koneen selkään kiinnitettynä länteen pitkin leveyspiiriä. Maanpinta pyörii itään ja oletetaan että ilmamassa pyörii sen mukana. Koneiden nopeus vs. pyörimisnopeus on tasapainossa maan pyörimisnopeuteen nähden niin että koneet näyttäisivät olevan paikallaan maan keskipisteeseen nähden. Ylempi kone irrotetaan. Mitä sille näyttää tapahtuvan

a)      kantajakoneesta nähtynä?

b)      maassa olevasta tarkkailijasta nähtynä?

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 17:25"]

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 15:07"]Pojat kiistelee: ...kulmanopeus... ...hitausmomentti... tirsk. [/quote] Haluat siis tällä kommentilla kertoa, ettet tajua yläasteella opetetusta fysiikasta mitään? En kyllä kehtaisi tuollaista myöntää.

[/quote]

Ei kun sitä naureskelen, että tuon kysymyksen ratkaisemiseen ei edes tarvita tuollaisia käsitteitä. Mutta tapelkaa vain, pojat, vaikkei tuolla tappelulla saakaan piparia.   

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 22:18"]

Nämä premissit ovat oikein: "moottori työntää konetta" ja "liukuhihna pyörii taaksepäin". Vain ensimmäinen niistä vaikuttaa koneen nopeuteen ja toinen ei vaikuta, joten päätelmä "eihän kone silloin etene mihinkään" on väärin. [/quote]

Jos lukuhihna pyörii taaksepäin riittävän suurella kiihtyvyydellä siten, että kone liikkuu liukuhihnaan nähden eteenpäin yhtäsuurella nopeudella kuin liukuhihna liikkuu ilmaan nähden taaksepäin, on seurauksena se ettei kone liiku ilmaan nähden minnekään. Tämä on eräs täysin oikea tulkinta tehtävänannosta, mikä ei todellakaan ole yksikäsitteinen.

Todellinen liukuhihna ei tähän tehorajoitteista johtuen pysty, ideaalinen liukuhihna josta nyt keskustellaan pystyy vaikka lentokoneessa olis ideaaliset kitkattomat laakerit. Liukuhihnasta pyörien kosketuspintaan kohdistuva voima = lepokitkakerroin * normaalivoima, ja niin kauan kuin kone ei ilmaan nähden liiku noraalivoima on suuruudeltaan sama kuin koneen paino. Seurauksena kyseisen voiman maksimiarvo on selvästi suurempi kuin koneen moottorien työntövoima, joten kone pysyy helposti kiihtymättä annetuilla ehdoilla. Liukuhihnan nopeus maahan nähden vain kasvaa lähestyen rajatta valon tyhjiönopeutta, jotta tarvittava litkavoima saavutetaan.

Jos taas tehtävän anto tulkitaankin niin että kone liikkuu ilmaan nähden eteenpäin samalla vauhdilla kuin liukuhihna liikkuu ilmaan nähden taaksepäin, on lentoon lähtö helppoa ja tapahtuu aivan normaalisti pyörien pyörimisnopeutta lukuunottamatta. Koska tämä on sinulle ainoa tulkinta jonka pystyt käsittämään et ymmärrä itse asiasta mitään.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 16:33"]Eli jos liukuhihna kulkee tasaisesti 200 km/h taaksepäin, niin siltä pääsee kyllä ilmaan, mutta jos se liikkuukin jonkun säännön mukaan muuttuvaa nopeutta korkeintaan 200 km/h taaksepäin, niin siltä ei pääse? Pettämätöntä logiikkaa.

[/quote]No ei. Vaan jos liukuhihna kiihtyy riittävän suurella kiihtyvyydellä pyöriin kohdistuu lepokitkavoima joka vastaa suuruudeltaan koneen moottorien työntövoimaa, mutta kohdistuu vastakkaiseen suuntaan. Tällöin koneella ei ole kiihtyvyyttä ollenkaan, mutta sen pyörillä on kulmakiihtyvyyttä sitäkin enemmän.

Liukuhihnan nopeutta ei siis suinkaan ole rajattu mihinkään 200 km/h, vaan valon tyhjiönopeuteen. Tällöin ja vain tällöin liukuhihna estää koneen ilmaan nousun estämällä sen kiihtymisen. Lentokone pysyy siis ilmaan nähden vakionopeudessa, mikä oletetaan pienemmäksi kuin tarvittava nousunopeus.

Pyörien laakerien kitka on niin pieni, että sen voi jättää tarkastelussa huomiotta. Olennaista on pyörien hitausmomentti ja niiden valtava kulmakiihtyvyys, jotka yhdessä vaativat tarvittavan suuruisen kitkavoiman muodostumisen liukuhihnan ja pyörien kosketuspinnan välissä estämään koneen kiihtymisen.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 16:55"]

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 16:49"]

Voihan KÄÄK!! Tuossa johdannossa nimenomaan sanotaan, että liukuhihnan automatiikka pyörittää hihnaa SAMALLA nopeudella taaksepäin kuin KONE liikkuu eteenpäin. Eli mitä lujempaa moottori pöhisee -> hihna pyörii taaksepäin nopeammin -> kone ei liiku eteenpäin ja siipien alle ei synny nostovoimaa. Summa summarum: EI nouse.

[/quote]

Kääk itsellesi. Jos kone pysyy paikallaan, niin mitä vauhtia korkeintaan liukuhihna voi pyöriä? Aivan, se ei pyöri eikä aiheuta mitään voimaa moottorin työntovoiman kumoamiseksi. Kun moottorit työntävät konetta tarpeeksi, että se liikkuu 1 m/s eteenpäin, niin hihna pyörii 1 m/s taaksepäin. Ei riitä hidastamaan konetta.

[/quote]Jos kone liikkuu hihnaan nähden eteenpäin nopeudella 1 m/s ja hihna liikkuu samaan aikaan suhteessa ilmaan nopeudella 1 m/s taaksepäin, ei konen liiku ilmaan nähden lainkaan. Nyt jos molemmat nopeudet kymmenkertaistetaan, ei kone liiku vieläkään mihinkään. Ihan sama vaikka molemmat nopeudet ovat 0.999999 ketraa valon tyhjiö nopeus, vieläkään kone ei liiku ilmaan nähden mihinkään eikä kone siis nouse.

Kun kone pysyy paikallaan liukuhihna pyörii taaksepäin samaa vauhtia kuin kone liikkuu hihnaan nähden eteenpäin. Siinä vastaus ensimmäiseen kysymykseesi.

Ps pyörien laakerikitka on niin lähellä nollaa että sen voi jättä huomiotta. Mutta pyörien hitausmomenttia ja niiden kulmakiihtyvyyttä ei todellakaan voi jättää humiotta kuten ei pyörien ja liukuhihnan välillä vaikuttavaa lepokitkaakaan.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 17:04"]

Voi ristis sentään. Voiko ihminen olla noin tyhmä. Koska renkaiden kautta EI välity eteen- tai taaksepäin vaikuttavaa voimaa, niin se on aivan se ja sama rullaako liukuhihna ja mihin suuntaan.

[/quote]Liukuhihnasta kohdistuu koneen pyöriin lepokitkavoima jonka suuruus on teoriassa enintään lepokitkakerroin kertaa normaalivoima. Tehtävänannosta johtuen voima jää paljon sitä pienemmäksi ollen suuruudeltaan sama kuin moottorien työntövoima estäen koneen kiihtymisen.

[quote author=" AV Mamma" time="12.01.2015 klo 19:53"]

Ja alun reunaehtojen tulkinnasta riippumatta tarvitaan järkyttävä liukuhihna. Etenkin, jos sen liukuhihnan pitäisi yrittää pitää lentokonetta paikallaan ainoana vaikuttavana voimana pyörien laakerien kitka.

ps. Jotkut epäilee tätä diplomi-insinöörien ja miesten keskusteluksi. Kyllä fysiikka kiinnostaa ainakin lääketieteen kandi mammaakin.

[/quote]Laakerien kitkalla ei ole asiassa käytännössä mitään merkitystä, se on niin alhainen. Lepokitkan ja kitkakertoimen tulo sen sijaan on tarvittaessa huomattavasti suurempi kuin koneen moottorien työntövoima, joten äärettömän tehon ja lujuuden omaava liukuhihna voisi kiihdyttää konetta vaikka taaksepäin, jos tehtävänanto sitä olisi edellyttänyt. Nyt kuitenkin eräs tulkintamahdollisuus oli että kone pysyy paikallaan, mikä ei edellytä läheskään suurinta mahdollista kitkavoimaa liukuhihnan ja pyörän kosketuspinnan välissä. Kitkavoiman muodostuminen riittävän suureksi edellyttää täydellisesti laakeroidun ideaalipyörän tapauksessa vain riittävän suurta kulmakiihtyvyyttä koneen pyörissä, ja pitkällä aikavälillä siten lähes valonnopeudella liikkumiseen pystyvää liukuhihnaa.

[quote author=" Tero" time="12.01.2015 klo 20:38"]

Lentokoneissa pyörät ovat pelkästään rullaamista varten eikä niillä välitetä mitään muita voimia kuin jarrutusvoima.[/quote]

Ainoa voima joka käytännössä pystyy pyörien kulmanopeutta muuttamaan on kitkavoima liukuhihnan ja pyörien kosketuspinnan välillä, kun jarruja ei paineta. Ilman vastuksen vaikutus on käytännössä mitätön, kuten pyörien laakerien kitkavoimatkin. Kyseinen voima ei katoa minnekään vain siksi, että pyörä kulmakiihtyy, vaan se aikaansaa samalla myös lineaarisen kiihtyvyyden lentokoneelle pyörineen.

Lisäksi pyöriin kohdistuu liukuhihnasta tarvittavan suuruinen normaalivoima(tukivoima) estäen koneen vertikaalisen kiihtyvyyden alaspäin.

[quote author="Vierailija" time="12.01.2015 klo 21:55"] Ideaalinen liukuhihna ei pysty tuottamaan sillä olevaan pyörään mitään vaakasuuntaista voimaa, joten hihna ei voi viedä konetta taaksepäin millään nopeudella. Nopeus syntyy vain kiihtyvyydestä ja kiihtyvyys vai voimasta. [/quote]

Väärin. Ideaalinen liukuhihna voi kohdistaa koneen pyöriin vaakasuuntaisen lepokitkavoiman, jonka suuruus on enintään lepokitkakerroin * normaalivoima. Käytännössä ei tarvita läheskään noin suurta voimaa, vaan lentokoneen propulsion työntövoiman suuruinen voima riittää. Se onnistuu kulmakiihdyttämällä pyöriä riittävästi, mikä taas edellyttää varsin suurta liukuhihnan nopeutta ilmaan nähden, käytännössä lähestytään valonnopeutta varsin äkkiä ja klassisen mekaniikan mukainen tarkastelu on vaihdettava suhteellisuusteoriaan oikean tuloksen laskemiseksi. Pyörien laakerikitka on käytännössä mitätön, vierintävastus on tarkemman tuloksen laskemiseksi huomioitava oikein, muttei yksinään tietenkään estä koneen ilmaan nousemista, vaan vasta yhdessä kulmakiihtyvien pyörien kanssa pystyy estämään koneen liikkumisen suhteessa ilmaan.

Miten se nousisi ilmaan jos se pysyy paikallaan?

Tää on näitä Pekka hyppää junassa, niin pysyykö paikoillaan juttuja? Mun mielestä ei pääse lentoon, koska tarvitsee nosteen siipien alle, mitä ei tule nollanopeudesta. Eihän autokaan liiku eteenpäin vastaavassa systeemissä. Toisaalta kyllä se törmäysvoima on silti sama, jos seisot paikallasi liukuhihnalla.

Pääsisi. Kuka mammanen näitä aloitteita tekee siideripöhnässään?

Pääsee