Jääkiekko liukuu tasaista jäätä pitkin. Kiekon massa on 560 g. Kiekon havaitaan pysähtyvän 8,4 sekunnissa, kun se on lyöty alkunopeudella 4,1 m/s. Määritä kiekkoon vaikuttavat voimat ja niiden suuruudet.

Täydennä ratkaisu.

Kiekkoon vaikuttavat paino [[$(G)$]], pinnan tukivoima [[$(N)$]], sekä liukukitka [[$(F_\mu)$]]. Kiekko on kiihtyvässä (hidastuvassa) liikkeessä. Kiihtyvyyden ja kokonaisvoiman suunta on liikkeen suuntaa vastaan.

Piirretään kiekon voimakuvio. Merkitään voimakuvion yhteyteen myös nopeus- ja kiihtyvyysvektorit. Valitaan positiivinen [[$x$]]-suunta kiihtyvyyden suuntaiseksi. Positiivinen [[$y$]]-suunta on ylöspäin.



1. Hyödynnetään aluksi tietoja voimista. Määritelmien avulla saadaan laskettua

tukivoima, joka saadaan määritelmästä [[$N=mg$]].
paino, joka saadaan määritelmästä [[$G=mg$]].

2. Tämän voiman suuruudeksi tulee N.

3. Tukivoima on yhtä suuri kuin paino, koska
määritelmän mukaan näin on aina.
kiekko on vaakasuoralla pinnalla.
kiihtyvyys pystysuunnassa on nolla.

4. Lausekkeena tämän ajatuksen voi ilmaista parhaiten kirjoittamalla
[[$G=N=mg$]]
[[$N-G=ma=0$]]
[[$N+G=mg$]]

5. Kiekko on vaakasuunnassa kiihtyvässä liikkeessä. Dynamiikan peruslain mukaan pätee [[$ \Sigma \bar{F}=m\bar{a}$]]. Ainoa vaakasuunnassa vaikuttava voima on kitka, joten sen suuruus saadaan ratkaistua tästä: [[$F_\mu=ma$]]

Kiihtyvyys saadaan lausekkeesta
[[$a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}$]]
[[$a=\dfrac{\Delta t}{\Delta v}$]]
[[$a=\Delta v\Delta t$]]

6. Tulokseksi saadaan m/s².

7. Sijoittamalla tämä dynamiikan peruslakiin kitkavoimaksi saadaan N.