2020-11-22, 22:16
  #1
Medlem
Jämfört med om det är baktungt?

Jag vill uppmärksamma er på två exempel.

1. Boxning. Massa i axlar och skuldra kontra händer. Tungt där bak, tunt där framme. Eller taniga armar men volymfyllda nävar.

2. Baseballträ- tunn, lätt skaft men tung spets. Eller lätt spets men tungt skaft.

Är objekt där massan är fördelad längst framme mer effektiva att generera kraft eller blir det matematiskt och i praktiken sak samma oavsett var merparten massa är lokaliserat?
__________________
Senast redigerad av LuminousChrome 2020-11-22 kl. 22:37.
Citera
2020-11-23, 23:33
  #2
Medlem
Bara-Robins avatar
Kraften kommer ju inte från objektet kraften utövar sin verkan igenom, utan från, t.ex. i detta fallet, kemisk potentiell energi.
Handen eller basebollträet är i princip bara en förskjutningsvektor.
T.ex. basebollträet genererar ingen kraft, utan förmedlar.
Svaret du är ute efter är sannolikt inte "kraft" då dess "verkan" på någonting, vilket är "arbete" som leder till rörelse av någon massa som är "momentum" eller "kinetisk energi" vars magnitud beror på elasticiteten i kollisionen.

Under förutsättning att vikten och fördelningen av denna är inom spannet man genom praktiskt muskelarbete hinner accelerera trögheten till den högsta hastigheten muskelkraften tillåter så är det energins verkan gånger tid eller momentumets verkan gånger sträckan som svaret består av.
Ska du så en boll långt med basebollträ så vill du att bollen ska få så hög kinetisk energi som möjligt, så maximal tröghet i basebollträet så dess elastiska inre friktion är jämförelsevis liten gentemot bollens, men inte för hög tröghet så muskelkraften inte hinner få upp trögheten i hastighet på sträckan basebollträet svingas då momentumet inte är så högt som det skulle kunna vara.
Ska du slå in en dörr så vill du inte ha hög kinetisk energi utan tröghet, momentum. Ännu tyngre längre fram likt en slägga, där muskelkraften inte används för att svinga en så stor tröghet så snabbt som möjligt, utan där muskelkraften används för att svinga en så stor tröghet som fortfarande har hastighet, lägre sådan, att utöva verkan då verkans arbete sker under längre tid eller under längre sträcka i dess kontakt mot dörren.

Skillnaden vore en tunn pinne mot en baseboll. Den tunna pinnen får ju en motriktad, lika stor verkan på sig själv som den som verkar på bollen, enligt Newton. Så pinnens tröghet är lägre så den accelereras mer så energin i kollisionen går till att accelerera pinnen tillbaka efter kollisionen.
Eller en för tung slägga mot en dörr som samma magnitud av kraft som verkar på den för tunga släggan hinner inte få muskelkraftens verkan överfört till släggans hastighet under tiden eller sträckan man svingar släggan, varför de som kastar diskus eller kula med kedja roterar några varv först.

Någon annan kan säkert förklara bättre.
__________________
Senast redigerad av Bara-Robin 2020-11-23 kl. 23:40.
Citera
2020-11-24, 09:03
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av LuminousChrome
Jämfört med om det är baktungt?

Jag vill uppmärksamma er på två exempel.

1. Boxning. Massa i axlar och skuldra kontra händer. Tungt där bak, tunt där framme. Eller taniga armar men volymfyllda nävar.

2. Baseballträ- tunn, lätt skaft men tung spets. Eller lätt spets men tungt skaft.

Är objekt där massan är fördelad längst framme mer effektiva att generera kraft eller blir det matematiskt och i praktiken sak samma oavsett var merparten massa är lokaliserat?

Även om jag helst undviker att ge mig på mekanisk modellering av boxning så kan man konstatera att båda dina exempel kan betraktas som mekaniska problem med hänsyn tagen till både translation och rotation. Det senare involverar tröghetsmomentet vilket beror av massfördelningen i ett objekt. Börja med att söka efter 'center of oscillation' och/eller 'center of percussion'. Om någon känner till de tekniska termerna på svenska så låter jag mig gärna upplysas.

Känslan när ett slagträ träffar rätt kommer av att frihetsgraderna för translation dominerar över rotation varför vridmomentet i händerna, för att uttrycka sig lite handviftande, minimeras. Var den ideala punkten befinner sig på ett slagträ beror av massfördelningen.
Citera
2020-11-24, 09:15
  #4
Medlem
Den behållee kraften bättre om den är tung i änden kanske typ enegin hamnar i den större delen av basballträdet.den andra delen håller man bara i men visst är kraften kvar i handen om handtaget väger tungt men då måste man föja med kraften i swing. Radien i rund rörelse ")
Tex en hammare är ju tyngre att lyfta rakt ut än om vikten var i hand tagen . Så farten ökar men kräver mer energi från början i ett slag men behåller vikten fram.

__________________
Senast redigerad av troligengud 2020-11-24 kl. 09:19.
Citera
2020-11-24, 09:23
  #5
Medlem
Förenklat:

Skall du accelerera ett objekt krävs rörelseenergi m*v^2.
När du slår till en boll med ett basbollträ är det rörelsemängd som överförs, m*v.

Notera skillnaden mellan v och v^2. Det är effektivare att ta ett tungt föremål i lägre hastighet.
Citera
2020-11-24, 10:35
  #6
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Xenonen
.

Notera skillnaden mellan v och v^2. Det är effektivare att ta ett tungt föremål i lägre hastighet.


Fast i mina två exempel är både massan och hastigheten densamma, massan ligger dock på olika ställen.
Citera
2020-11-24, 10:37
  #7
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av troligengud
Den behållee kraften bättre om den är tung i änden kanske typ enegin hamnar i den större delen av basballträdet.den andra delen håller man bara i men visst är kraften kvar i handen om handtaget väger tungt men då måste man föja med kraften i swing. Radien i rund rörelse ")
Tex en hammare är ju tyngre att lyfta rakt ut än om vikten var i hand tagen . Så farten ökar men kräver mer energi från början i ett slag men behåller vikten fram.


Men kraftens ekvation är objektets totala hastighet och massa, och dessa är oförändrade
Citera
2020-11-24, 11:16
  #8
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av LuminousChrome
Fast i mina två exempel är både massan och hastigheten densamma, massan ligger dock på olika ställen.
Det relevanta är hur mycket massa du behöver accelerera. Handtaget behöver inte få upp någon större hastighet.
Citera
2020-11-24, 11:55
  #9
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Xenonen
Det relevanta är hur mycket massa du behöver accelerera. Handtaget behöver inte få upp någon större hastighet.


Men massan antar olika mängd beroende på penetrationen, så det är ju faktiskt inte accelerationen som är nyckeln i ekvationen.

Mottagaren registrerar mer massa ju djupare du gräver in i den, även om det färdades långsammare.

Jag frågade en fysiker om detta och han förklarade som att jag kväver reaktionseffekten, och därmed ökar jag kraften i det jag generade, trots att det färdades långsammare.
Citera
2020-11-24, 21:50
  #10
Medlem
Bara-Robins avatar
Vi backar lite...

Kinetisk energi är en skalär med formen: (1/2)m×v^2.

Momentum är en vektor med formen m×v.

Impuls har samma dimensioner som momentum och är en vektor som blir större med mer tid.

Verkan har dimensionerna momentum×sträcka eller energi×tid och är en skalär som också har samma dimensioner som rörelsemängdmoment som har samma dimensioner som tröghetsmoment som har samma dimensioner som momentum som har samma egenskaper som massa.

Energi är förändrad rörelse, inte nödvändigtvis från kraft utan även kollision.
Antingen som arbete från en kraft som är en vektor eller som potential för arbete och är en skalär.

Kollisioner kan vara både elastiska och inelastiska där skillnaden definieras som förändringen av den kinetiska energin före och efter kollisionen.
En inelastisk kollision absorberar kinetiska energin till t.ex. värme och elastisk konserverar mer av den kinetiska energin.

Impakt eller chock är en plötslig hastighetförändring som sker under kortare tid än vad ett ämnes elasticitet hinner fördela energin eller trycket på en större yta.
Detta då impulsverkan är stor under kort tid så skjuvmodulens komponenter, töjning och spänning i dess linjära förhållande som fördelar tryck över ytan också är en tidsberoende process som helt enkelt inte hinner med, så det går tryckvågor genom ämnet som då också beter sig skörare. Detta tillsammans med någonting extra, säkert en ämnesberoende konstant, är elasticitetsmodulen.

Ingenting av dessa egenskaper har nödvändigtvis med kraft att göra mer än indirekt och indirekt har allt med kraft att göra. Så det är oklart vad som menas då "kraft" i folkmun skiljer sig från det fysikaliska begreppet, där exemplen som ges också kan ge olika svar.
Så vad pratar vi om egentligen?

Ska man hålla sig till momentum då det är den egenskapen som är närmast eftersom det är en vektor så måste man ta hänsyn till förlusterna av kinetisk energi beroende på processen.

Tar vi basebollträet så kan vi ta reda på förlusten av kinetisk energi när den utövar sin verkan genom en delvis inelastisk kollision av momentum för att få en känsla av sträckan som verkan sker över som i sin tur är detsamma som energin som verkat under en tid, eller då arbete under tid, vilket vi kan jämföra med kraftverkan.
Då är förlusten av KE roten ur (2×acceleration×resulterande sträcka som ger momentumets verkan efter kollisionen)/(2×acceleration×sträckan som ger ingående momentums hastighetsfaktor från den accelerationen som den initiala kraftkällan kan generera).
Det är detsamma som att jämföra hastigheten före och efter eller roten ur differensen mellan trögheten före och efter kollision.
Siffran från den processen behövs såklart sättas i förhållande till massan, där ((m1×m2)/2(m1+m2))(v1 innan kollision - v2 innan kollision)^2(1 - siffran vi fick från ovan^2)=en gradient ger förlusten av den skalära kinetiska energin till t.ex. värme, vilket också ger förhållandet med momentumet som är en vektor.

Så svaret på TS kan vara antingen eller, beroende på vad som menas med "kraft". Slå en baseboll långt är inte detsamma som att slå in en dörr.

Energin som motsvarar arbetet från kraften är såklart konserverat, men frågan är vilken typ av effekt man vill åstadkomma.
__________________
Senast redigerad av Bara-Robin 2020-11-24 kl. 22:01.
Citera

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in