Keskustelu: Yleinen keskustelu: Fysiikan laskukaavoja

Olen ajatellut tehdä ohjelmaa, jossa esim. auton kiihtyvyys määräytyy massan, jne. mukaan. Vaikka itse asiaa olen jo pohtinut, en keksi, pystyykö esimerkiksi kaavan
E_k = mv² : 2
avulla selvitetystä energiamäärästä ja nopeudesta selvittämään massan tai massasta ja energiamäärästä nopeuden?

Siis... Voiko tuon avulla selvittää esimerkiksi kappaleen x massan, jos nopeus sekä energia tiedetään tai selvittää kappaleen y nopeus, jos energia sekä massa tiedetään?

Mitään ohjelmointiesimerkkiä en tarvi, kaava ja merkkien selostus, jos joitain muita kuin ylläolevassa, tjs. peruskoulun fysiikassa opetettuja merkkejä.
Ja lyhyt selostus, jos monimutkainen kaava, olisi poikaa.

Kiitos.

PS. Fyssän opelta ei oikein viittinyt kysyä, kun se (60v. tjs) olisi kuitenkin vetässyt jonkun metrin pitkän kaavan ja pyyhkiny sen selkokielellä selittämättä pois :)

Vähän hyödyllisempi kaava voisi olla f=ma, eli voima on massa kertaa kiihtyvyys. Tuon avulla voit selvittää massan ja voiman avulla kiihtyvyyden (a=f/m). Eli sinun täytyy tietää renkaille väittyvä voima ja auton massa jotta voit laskea kiihtyvyyden. Toki siitä voimasta pitää vähentää ilmanvastus ja vierintäkitka, ja ottaa huomioon että jos renkaille tulee niin suuri voima että renkaat alkavat sutia, renkailta ei välitykään maahan kuin hyvin pieni voima. Sitä en tiedä miten tuo renkaille tuleva teho lasketaan, siihenhän vaikuttaa kierrosluku, moottorin teho, välityssuhteet, vaihteet jne.

En tiedä kaipaatko tätä, mutta annan pienen esimerkin miten homma toimisi pelissä:

looppi alkaa

funktio_laske_renkaille_välittyvä_teho (funktio laskee sen hetkisen ilmanvastuksen, kitkan, ja kaikki muut seikat ja palauttaa renkaille siirtyvän voiman niin ettei sitä tarvitse enää muokata, esim 1000 newtonia)

auton_paikan_muutos (metrejä) = kiihtyvyys (m/s^2) / (1000 / yhteen_looppiin_kuluva_aika (millisekunteja))

auton_paikka = wanha_paikka + auton_paikan_muutos

looppi päättyy

Tuokin voi olla muuten varsin hyödyllinen, mutta kyllä tuolla E_k = mv² : 2 periaatteellakin tarvitsisin sitä kaavaa, tulee muunkintapaiseen käyttöön kuin tuo pelkkä autoesimerkki.

"Voiko tuon avulla selvittää esimerkiksi kappaleen x massan, jos nopeus sekä energia tiedetään tai selvittää kappaleen y nopeus, jos energia sekä massa tiedetään? "

Siis sinulla on nyt kaava muotoa
E = (m * v²) / 2
, ja haluat ratkaista m:n? Sehän on ihan normaalia yhtälöratkaisua.

Ensin kerrot yhtälön puolittain kahdella, tulee
2E = m * v²
Sitten vain jaat taas yhtälön puolittain termillä v², tulee
m = 2E / v²

Vai oliko tässä nyt jotain mikä meni minulta ohitse...

Kentti kirjoitti:

Tuokin voi olla muuten varsin hyödyllinen, mutta kyllä tuolla E_k = mv² : 2 periaatteellakin tarvitsisin sitä kaavaa, tulee muunkintapaiseen käyttöön kuin tuo pelkkä autoesimerkki.

Joo, no tuolla kaavalla (kuten kaikilla kaavoilla) saa selvitettyä yhden muuttujan jos loput tiedetään, kyse on vain yhtälön ratkomisesta.

Jos esim tiedät kineettisen energian (100) ja nopeuden (10) niin:

Ek = mv2 : 2
100 = m * 10^2 / 2 || -100
0 = m * 100 / 2 - 100 || heitetään m toiselle puolelle
-m = 100 / 2 -100
-m = -50
m = 50

En ole mikään haka matikassa joten tuo voi olla väärinkin, joku joka on lukenut pitkän matematiikan pidemmälle / paremmin kuin minä niin tarkistakoot asian.

Yleensä kaava kannattaa ratkaista ensin, ja sijoittaa lukuarvot vasta sitten. Fysiikassa yksiköiden mukana raahaamista suositellaan, näin laskun voi ainakin osittain tarkastaa (jos nopeuden yksiköksi tulee euroja, jotain on pielessä.)

Aww... Tuo yhtälöiden ratkominen ei ole vielä oikein tullut koulussa kohdalle :)