Soveltavat tehtävät (251–259)
251. Rekka-auto kevlar-langan varassa
251
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
252. Ruiskut hydraulisena nosturina
Kaksi lääkeruiskua on täytetty vedellä ja yhdistetty tiiviillä letkulla. Suuremman ruiskun halkaisija on 31 mm ja pienemmän 14 mm.
- Molempien ruiskujen mäntiä puristetaan yhtä aikaa niin, että ne pysyvät paikallaan. Kumpaan mäntään tulee kohdistaa suurempi voima?
- Pienemmän ruiskun mäntään kohdistettava voima on 35 N. Kuinka suurella voimalla tällöin tulee puristaa suurempaa, jotta se pysyy paikallaan?
252
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
253. Hydraulileikkuri
Hinaajaan asennetaan kuvan tapainen hydraulinen leikkuri, jotta hinausvaijeri voidaan hätätilassa leikata nopeasti ja turvallisesti poikki. Vaijerin katkaiseminen vaatii, että terää painetaan vaijeria vasten 34 kN voimalla. Terää painaa alaspäin hydraulileikkurin sisällä vallitseva paine, joka kohdistuu poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoiseen sylinteriin (säde 5,5 cm). Käytössä on kuitenkin vain kompressori, joka tuottaa maksimissaan paineen 16 atm.
- Osoita laskemalla, että kompressorin tuottama paine ei riitä vaijerin katkaisemiseen.
- Käytössäsi on erilaisia sylintereitä ja mäntiä. Suunnittele laite, jolla kompressorin tuottama paine saadaan nostettua riittävän suureksi vaijerin katkaisemista varten.
253
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
254. Ilmanpaine matkustajalentokoneessa
Pitkän matkan matkustajalentokoneen lentäessä matkakorkeudellaan 10 km paine matkustamossa on 79 kPa.
- Selvitä, kuinka suuri on ilmanpaine koneen ulkopuolella tällä korkeudella.
- Kuinka suuri paine-erosta aiheutuva voima koneen ikkunaan kohdistuu? Ikkuna on suunnilleen suorakulmion muotoinen, 270 mm kertaa 360 mm. Kommentoi voiman suuruutta.
- Miksi matkustamon painetta ei ole laskettu yhtä paljon kuin paine koneen ulkopuolella on laskenut 10 km:n korkeuteen noustessa?
- Miksi matkustamon painetta on kuitenkin laskettu jonkin verran?
254
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
255. Pisin mahdollinen mehupilli
- Mihin perustuu juoman imeminen pillillä suuhun?
- Laske suurin pillin korkeus, jolla imeminen olisi periaatteessa mahdollista.
255
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
256. Paine tuntemattomassa nesteessä
Painetta mitattiin eräässä nesteessä eri syvyyksillä. Selvitä, mitä neste olisi saattanut olla.
Aineisto
Taulukko: Paine_tuntematon_neste.ods (LibreCalc)
Taulukko: Paine_tuntematon_neste.cmbl (Logger Pro)
Taulukko: Paine_tuntematon_neste.cap (Capstone)
256
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
257. Reikä vesiastian pohjassa
257
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
258. Paine Europa-kuun meren pohjalla
On päätelty, että Jupiterin Europa-kuun jäisen pinnan alla on nestemäinen kerros eli meri. Selvitä tarvittavat tiedot ja laske arvio paineelle tämän meren pohjalla. Vertaa maapallon valtamerten pohjalla vallitsevaan paineeseen.
| Halkaisija | 3 121,6 km |
| Pinta-ala | 31 000 000 km2 |
| Massa | 4 · 1022 kg |
| Tiheys | 3,01 g/cm3 |
| Vesikerroksen paksuus | 75–85 km |
| Putoamiskiihtyvyys pinnalla | 1,32 m/s2 |
| Jääkerroksen paksuus | 15–25 km |
| Pyörähdysaika | 3 d 13 h 15 min |
| Pinnan keskilämpötila | 103 K |
| Kaasukehän paine | 10–6 Pa |
258
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
259. Elohopeamillimetri paineen yksikkönä
Paineen yksikkönä käytetään pascaleiden lisäksi muun muassa elohopeamillimetrejä (mmHg). Tämän yksikön taustalla on ilmanpainetta elohopealla täytetyn putken avulla mittaava painemittari. Kuvan U-mallinen putki on vasemmasta haarastaan suljettu ja oikeasta auki. Elohopea näkyy putkessa harmaana, läpinäkymättömänä nesteenä.
- Selvitä, miten kyseinen painemittari toimii.
- Laske, paljonko täytyy siten olla yksi elohopeamillimetri pascaleina. Tarkista esimerkiksi taulukkokirjasta.
259
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.