Igas simulatsioonis on lisaks arvutustele ka
jõuvektorid, kriitiline piir, olukorra tõlgendus ja mõtlemisküsimused.
Eesmärk on näha mitte ainult vastust, vaid ka seda, miks nähtus juhtub.
Auto kurvis
Kesktõmbekiirendus
5.56 m/s²
Vajalik kesktõmbejõud
6667 N
Max hõõrdejõud
7056 N
Maksimaalne ohutu kiirus
62.1 km/h
Auto püsib kurvil teel. Hõõrdejõust piisab.
a = v²/r F_k = mv²/r F_h,max = μmg
Põhiidee: auto tahab inertsi tõttu liikuda otse edasi. Kurvis hoiab teda ringjoonel ainult tee ja rehvi vaheline hõõrdejõud.
Mõtle: mis muutub ohtlikumaks — kas suurem kiirus, väiksem raadius või väiksem hõõrdetegur? Miks?
Joonis ja graafik
vajalik jõud saadav hõõrdejõud / kesktõmbejõud kiirus libisemise suund
Ämber veega
Minimaalne kiirus tipus
2.21 m/s
Kesktõmbekiirendus
12.50 m/s²
Pinge tipus
2.69 N
Pinge all
22.31 N
Vesi püsib ämbri sees ka ülemises punktis.
v_min = √(gr) a = v²/r T_tipus = m(v²/r − g)
Põhiidee: ülemises punktis peab vesi saama piisava keskme poole suunatud kiirenduse. Kui kiirus on liiga väike, ei suuda raskusjõud üksi seda tagada ja vesi hakkab alla kukkuma.
Mõtle: miks on kõige kriitilisem just ämbriringi ülemine punkt, mitte alumine punkt?
Joonis ja graafik
kesktõmbejõu suund raskusjõud pinge vee kukkumine
Pesumasina tsentrifuug
Nurkkiirus
125.7 rad/s
Kesktõmbekiirendus
3948 m/s²
g-jõud
402 g
Vajalik jõud veetilgale
39.5 N
Kiirendus on väga suur. Seepärast eraldub vesi riietest efektiivselt.
f = p/min ÷ 60 ω = 2πf a = ω²r F = ma
Põhiidee: mida kiiremini trummel pöörleb, seda suurem peab olema jõud, mis hoiab veetilka ringliikumisel. Kui riie seda piisavalt ei hoia, liigub vesi läbi aukude välja.
Mõtle: miks ei suurene kiirendus pöörete arvu kasvades lineaarselt, vaid palju kiiremini?
Joonis ja graafik
kesktõmbejõu suund kiirus veetilgad väljapoole liikuv vesi