Miert nem zuhan le az auto a gravitacio miert nem hat ra?

Nem néztem végig a videót, de ha a 0:35 és 0:50 közötti részre gondolsz, ott azért nem zuhan le az autó, mert a tapadási erő a falon tartja. A tapadási erőhöz a nyomóerő pedig abból az erőből adódik, ami körpályán is tartja az autót. Ugye körmozgásnál gyorsul, mert ha nem gyorsulna, egyenesen menne, lásd tehetetlenség és Newton első törvénye. Így kell hasson rá egy erő, amit a fal fejt ki a középpont felé, ez az úgynevezett centrifugális erő. (És kérem, ne keverjük ide a gyorsuló vonatkoztatási rendszereket, mert akkor kénytelen leszek kiírni az egyik kedvenc fizikakérdésemet ez alá a kérdés alá.)

Szóval hat az autóra a gravitáció, de hat rá egy tapadási erő is, ami kiegyensúlyozza, és ezért nem esik le.

Hat rá a gravitáció természetesen. A körmozgás gyorsuló mozgást jelent , hiszen gyorsulásról akkor beszélünk, ha pillanatról-pillanatra változik a sebességvektor. És mivel vektorról van szó, ezért változhat neki mind az IRÁNYA és mind a NAGYSÁGA , és természetesen mindkettő egyszerre is.

Nos mivel itt változik a sebesség iránya mindenképp (mert körpályán mozog) , és a nagysága is (felgyorsításkor, illetve menet közben se tökéletesen tudja nyomni a gázpedált a sofőr) , ezért van gyorsulás.

Newton óta tudjuk,hogyha egy tömeggel rendelkező test gyorsul,akkor ott erőhatás van.

Ez az erőhatás a jármű kerekeit befelé igyekszik nyomni a pályába (jelen esetben ha jól láttam valamiféle fából készült deszkák) , és mivel a pályába nem sülyedhet be a test (a pályát jelen esetben célszerű kényszerpályának nevezni) , ezért a pályáról a testre is ugyanakkora erő fog átadódni viszont a kerekre , amivel a kerekek nyomják a kényszerpályát (hatás-ellnhatás törvénye , másnéven , Newton III. axiómája).

Be kell hozni még a képbe a súrlódási erőt,és meg is vagyunk a feladattal. A súrlódási erő , az a nyomóerő (másnéven normálerő) , és a tapadási súrlódási együttható szorzata (Fs=mű*Fn)

ÉS ez az a függőlegesen FELFELÉ ható erő , ami a lefelé ható gravitációs erővel egyensúlyt tart.

Ha elgondolod most az gészet előről, akkor be tudod látni magadnak, amit elsőre is érez az ember , mégpedig :

Ha csökken a sebesség->csökken a nyomóerő->csökken a támasztóerő(a kettő ugye megegyezik,csak ellentétes előjelű)->csökken a rúrlódási erő -> a gravitációs erő nagyobb lesz mint a súrlódásból számazó erő -> a kocsi leesik.

Igazából,ahhoz,hogy egy ilyen feladatot kapásból végig tudj igy gondolni , kell egy elméleti alap , meg rohadt sok ilyen és ehhez hasonló feladatot, problémát megoldani.

Ha képezni akarod magad ezen a téren, akkor a fizikának (mechanikának) a Dinamika c. tárgykörében keresgélj. Ez foglakozik a testek mozgásának leírásával , és az erő-mozgássok-gyorsulások kapcsolatával.

Tisztelet a gépésznek!

Az egész mozgást legegyszerűbb vizsgálni a járműhöz kötött vonatkoztatási rendszerből. Lefelé hat a gravitációs erő, amihez tartozik egy "g" gravitációs gyorsulás.

Sugárirányban kifelé pedig hat a centrifugális erő, amelyhez szintén van egy "gc" gyorsulás, mivel ez a tér is potenciálos.

A kocsira a két erőtér külön-külön fejti ki hatását a szuperpozíció elve értelmében.

Azaz függőlegesen lefelé: Fg=m*g nehézségi erő hat, sugárirányban kifelé pedig Fgc=m*gc centrifugális nehézségi erő hat.

Ennek a kettőnek az eredője fogja meghatározni, a jármű egyensúlyát. Pontosabban az, hogy milyen nagy ez az eredő erő, és milyen szögben áll. Mivel az eredő erőtér potenciálos, ezért az eredő erő felírhatő Fe=ge*m alakban. (ge itt természetesen vektor).

Namost már csak az a kérdés, miért írtam le ezt mind: Azért, mert az egész jelenség lényegében ugyanaz, mint egy alfa hajlásszögű lejtőn lévő test egyensúlya.

A példában alfa pedig nem más, mint a "ge" eredő gyorsulásvektor, és a sugárirány által bezárt szög.

Vagyis most már tudjuk, miért nem zuhan le az autó:

Az alfa hajlásszög kisebb, mint a súrlódási félkúpszög - ahogy ezt már lejtők esetén jól megtanultuk.

Látható tehát, hogy igen egyszerű, és jól érthető megfontolásokkal az egész jelenséget a legközismertebb példára, a lejtőre vezettük vissza.

Tisztelt 6-os!

Abszolút nem értem, miről beszélsz. Én egyszerű megfontolások segítségével bemutattam, hogy az egész feladatot vissza lehet vezetni egy lejtőn lévő test egyensúlyi feladatára. Szerintem ennél szemléletesebb megközelítés nem nagyon található.

Például amit írsz a #3-as válaszodban, rögtön vektorokkal kezdesz. Úgy gondolom, egy középiskolás diáknak egyáltalán nem könnyű megérteni azt, hogy a sebességvektor irányának változásából miért következik gyorsulás.

A középiskolákban bevett szokás, hogy bevezetnek egy ún. centripetális/centrifugális gyorsulást/erőt, ami sugárirányú, de valójában nem érti senki, hogy az honnan jön.

Ez persze nem véletlen, és nem a diák hibája, hiszen a pontos megértéséhez minimum differenciálgeometriai ismeretek szükségesek, mégpedig konkrétan az, hogy vektorfüggvényeket hogyan kell deriválni.

Ezért én nem is hoztam fel ezt a fajta megközelítést, és nem beszéltem vektorok irányváltozásáról, hanem egy olyan vonatkoztatási rendszert tekintettem, amelyben minden (vizsgálathoz szükséges) vektor időben állandó nagyságú és irányú.

Másrészt a #3 válaszodban van egy elvi hiba, eddig nem akartam felhozni, de most kikényszeríted belőlem:

Az, hogy a pályasebesség nagysága változhat, egy mellékes dolog, és teljesen félrevezető!

Első közelítésben ÁLLANDÓ pályasebességet kell tekinteni, és ekkor kizárólag a sebességvektor irányváltozása miatt lép fel gyorsulás. Na ezt szokták centripetális/centrifugális gyorsuláskomponensként emlegetni.

Ha változik a pályasebesség, az már egy teljesen más feladat! Időben változó pályasebességnek jelentősége a felgyorsuláskor és fékezéskor van. Ezt úgy hívják, hogy tranziens, de ez már tényleg igen messze vezetne, nem is értem, miért akarod ide keverni...

A súrlódási félkúpszög fogalmát pedig középiskolai fizikából biztosan tanítják. Habár ki tudja, manapság már mindenhol lecsökkentik a színvonalat és kb. az megy érettségin, hogy képleteket másolgatunk.

A teljesség kedvéért leírom, mi az a súrlódási félkúpszög, azoknak, akik nem tudnák:

Vesszük a következő kísérletet: Tekintünk egy gamma hajlásszögű lejtőt, ahol a gamma szög változtatható, és ráhelyezünk egy testet.

Ha nagyon kicsi a gamma hajlásszög, akkor nyugalomba marad a test. Növelve a lejtő hajlásszögét, elérünk egy olyan kritikus hajlásszöget (legyen ez mondjuk ró), amelynél megcsúszik a test, és elkezd lefelé mozogni. (hogy hogyan abba most ne menjünk bele).

Namost nyílvánvalóan ez a ró kritikus szög kapcsolatban van a tapadási súrlódási tényezővel. Mondjuk nem is tudom, minek írom ezt, mert a középszintű érettségin biztosan van ilyen lejtős kísérlet...

Na szóval ha valaki felírja az egyensúlyi egyenletetket, akkor az fog kijönni, hogy:

mű=tg(ró).

Na ezt a ró szöget nevezik súrlódási félkúpszögnek. Hogy miért "fél" annak van szép geometriai jelentése, én ide most nem tudok ábrát rajzolni, de akit jobban érdekel, az írja be a google-ba, és biztosan szép ábrákat talál.

Akkor hogy minden világos legyen, megmagyarázom még a potenciálos erőtér fogalmát. Ezt már lehet, hogy nem tanítják középiskolában, mert felsőbb matematikai fogalmak kellenének hozzá.

Nem akarok senkit most háborgatni a skalármezők gradiensével, úgyhogy egy lebutított változatot mondok:

Legyen valamilyen erőtér (pl. a Földnek a gravitációs tere) amiben elhelyezünk egy m-tömegű testet.

Mivel erőtérben van a test, ezért rá erőt fejt az ki.

Hogyha ez az erő kiszámítható úgy, hogy valamely időfüggetlen arányossági tényezővel beszorozzuk, akkor a vizsgált erőtér potenciálos.

A Föld gravitációs terében ez az erő F=m*g.

Vagyis "g" a szorzótényező, ami időfüggetlen. (Helytől függhet persze, pl. ha magasabbra megyünk).

A másik példa, ami előjött, a rotációs forgótér gravitációja. Mivel a centrifugális erő

Fcp=m*R*om^2, ezért most itt g-nek gc=r*om^2 felel meg.

A potenciálos szó egyúttal arra is utal, hogy van valamilyen forrás, amiből az erőtér származik.

A Föld példáján át, maga a Föld ez a forrás, mert ő kelti a teret.

Hasonló ez mint egy permanensmágnes: Mindenki ismeri azt a kísérletet, h. üveglapra vasreszeléket szórunk, alá pedig egy permanensmágnest teszünk.

Az erővonalak kirajzolódnak!

Az erőtér attól lesz potenciálos, hogy ezek az erővonalak nem mozognak, hanem nyugalomba vannak, azaz semmilyen örvénylésszerű dolog nem lép fel. Ezt úgy is mondják, hogy a potenciálos erőtér örvénymentes. (Aztán itt lehetne ám mindenféle körintegrálokkal dobálózni, de ezt a részét hagyjuk...).

Remélem, most már dereng, mit jelent hogy potenciálos valamilyen erőtér.

Aztán persze számtalan más példát lehetne mondani, pl. lineáris rugó erőtere, villamos töltések erőtere, stb.

Kedves 6-os megemlítette még a "konzervatív erőtér" fogalmát, habár én ezt nem használtam a válaszomban. Én már sokat írtam, ha ő majd akarja, leírja mit jelent.

Talán azért fogalmazunk másképp,mert én talán kicsit "mérnökibben" álltam hozzá a feladathoz, te pedig kicsit "fizikusabban" Igazából egyik se jobb vagy rosszabb mint a másik, csak talán a mérnökibb kicsit kézenfoghatóbb (de lehet csak én érzem így) pl. emlékszem , mikor fizika előadások közben , meg végén már fogtuk a fejünket , míg pl. egy szilárdságtanon vagy dinamikán általában érthetőek maradtak a dolgok végig.

Egyébként a válaszaink alapján biztos vagyok benne,hogy a kérdező megértette a feladat lényegég:)