Purjelaudan nopeus?
Marko Taipale
Olen miettinyt tassa jo vahan aikaa erasta kysymysta. Luin eraasta lehdesta
(Purjelautailu) etta purjelauta kulkee sivutuulessa reilut kaksi kertaa
tuulen nopeudella.
1. Mihin kyseinen asia perustuu?
2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
<marko>
-----------------------------------------------------------------
name : Marko Taipale(elliot)#email : ell...@vtoy.fi
address : Ällankatu 12 A 6, #www : http://www.vtoy.fi/~elliot
29250 Nakkila, #voice : home: +358-2-5373747
Finland # : work: +358-2-5355300
# : GSM : +358-40-5867171
-----------------------------------------------------------------
Eero Taipale
ell...@vtoy.fi (Marko Taipale) wrote:
> Olen miettinyt tassa jo vahan aikaa erasta kysymysta. Luin eraasta lehdesta
> (Purjelautailu) etta purjelauta kulkee sivutuulessa reilut kaksi kertaa
> tuulen nopeudella.
>
> 1. Mihin kyseinen asia perustuu?
Kirjoittajan lapsukseen, arvaan mä. Puolet nopeammin tarkoittaa
puhekielessä 100% nopeammin eli 2 kertaa niin nopeasti kuin -
periaatteessa sananmukaisesti se on 50 % nopeammin eli
puolitoistakertaisella nopeudella. Kirjoittaja siis ensin laittoi
jotain tyyliin "lauta kulkee reilusti puolet hitaammin kuin tuuli".
Sitten kirjoittajan mieleen tuli, että eihän noin saa sanoa (vaikka se
onkin oikein). Korjaukseksi ilmaisu "kaksi kertaa", mutta
epähuomiossa tuuli ja lauta vaihtoivat paikkaa.
Hieno teoria, eikö?
> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
Jollei alamäkeä ole niin miten se tuulta kovempaa pääsisi?
Lauri Hautamäki
>> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
>
>Jollei alamäkeä ole niin miten se tuulta kovempaa pääsisi?
>
Syöksylaskijakin kulkee nopeammin kuin mitä vapaassa pudotuksessa
saavutetaan vauhtia. (Ei tietysti kaikki syöksylaskijat.) Selitystä en
valitettavasti muista mutta joku varmaan osaa.
Lauri
Esa Sakkinen
Lauri Hautamäki <ro...@dlc.fi> wrote in article
<32c5d5a9...@news.dlc.fi>...
Kysymys on kaltevasta tasosta. Ks. koulukirja "kalteva taso"
Esa
Otto J. Makela
> Olen miettinyt tassa jo vahan aikaa erasta kysymysta. Luin eraasta lehdesta
> (Purjelautailu) etta purjelauta kulkee sivutuulessa reilut kaksi kertaa
> tuulen nopeudella.
>
> 1. Mihin kyseinen asia perustuu?
Tässä vähän vaikea selittää, mutta ihan oikein. Sivutuulessa purjeeseen
kohdistuvia voimia voi ajatella vipuvartena, jonka hitaamman varren
liikuttaminen tuulen voimalla liikuttaa toista päätä (purjetta ja alusta)
nopeammin.
> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
Jos purjeen koolle ei laiteta ylärajaa, ei :-)
Käytännössähän ilmanvastusta alkaa tulla nopeuden noustessa.
--
/* * * Otto J. Makela <ot...@cc.jyu.fi> * * * * * * * * * * * * * * * * */
/* Phone: +358 14 613 847, BBS: +358 14 211 562 (V.32bis/USR-HST,24h/d) */
/* Mail: Cygn.k.7 E 46/FIN-40100 Jyvaskyla/Finland, ICBM: 62.14N 25.44E */
/* * * Computers Rule 01001111 01001011 * * * * * * * * * * * * * * * * */
Eero Taipale
ha...@cc.helsinki.fi (Jyrki Havia) wrote:
> > Jollei alamäkeä ole niin miten se tuulta kovempaa pääsisi?
>
> Helposti, piirrä tuuli 30 asteen kulmassa edestä, ja
> purje sopivaan kulmaan, niin päästään noin kaksinkertaiseen
> tuulennopeuteen (ts., jos tuuli on 10 m/s paikallaan
> olevaan maahan nähden, purjelauta liikkuu 20 m/s paikllallaan
> olevevaan mereen nähden (merivirrat siis hidastavat)).
>
> Joku purjehduskirja osannee kertoa tarkat voimavektorien
> suunnat.
Uh huh, nyt nyrjähti aivot. Jyrki, sä olet nero. (tai sitten sä muuten
vaan satut tietämään triviakysymyksiä)
Tämähän perustuu siis siihen, että laudan peräsin ottaa tukea vedestä,
jolloin vino purjeeseen kohdistuva voima saa vastavoiman. Ilmiö on sama
kuin kirppupelissä, jossa pieniä muovilätkiä ammutaan painamalla niitä
reunasta. Lips! Kun purje on melko kohtisuorasti tuulta vastaan, sen
pitää liikkua hyvin vikkelästi jotta paine tuulen puolella helpottaisi.
Eero Taipale
ro...@dlc.fi (Lauri Hautamäki) wrote:
>
> >> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
> >
Joo, paaseehan se.
> Syöksylaskijakin kulkee nopeammin kuin mitä vapaassa pudotuksessa
> saavutetaan vauhtia. (Ei tietysti kaikki syöksylaskijat.) Selitystä en
> valitettavasti muista mutta joku varmaan osaa.
Eihan nopeuslaskijatkaan paase kuin jonnekin 220 km/h, kun taas vapaassa
pudotuksessa (ilman suksia...) paasee parhaimmillaan ~300 km/h?
Tietysti onhan niin etta sukset jalassa lentaessa vauhtia on vahemman
kuin jos laskija on kyykyssa rinteen pinnalla. Hyvakaan syoksylaskija
ei pysty pitamaan optimaalista asentoa hyppyjen aikana.
Noissa kahdessa on se ero, etta purjelauta paasee eteenpain vain jos
silla on ilmanvastusta (purje, siis), mutta nopeus/syoksylaskija paasee
aina sita lujempaa mita pienempi vastus on.
Juhani Kaukoranta,Oulu (töissä Raahessa)
Edellisessä artikkelissa ell...@vtoy.fi (Marko Taipale) sanoo:
>Olen miettinyt tassa jo vahan aikaa erasta kysymysta. Luin eraasta lehdesta
>(Purjelautailu) etta purjelauta kulkee sivutuulessa reilut kaksi kertaa
>tuulen nopeudella.
>
>1. Mihin kyseinen asia perustuu?
Myötätuuleen lauta voikin mennä korkeintaan tuulen
nopeudella. Sivutuulen suhteen vahti voi olla
paljon suurempi.
Piirrä kuva vaikuttavista voimavektoreista.
Jos tuuli tulee lautaan nähden sivuttain ja ja
purje on viisto tuulen suhteen, lautaa eteenpäin
kuljettava voimavektori voi olla suuri. Kallistava
vektori hoidellaan kallistuksella.
Laudan kulkua vastustaa ilma ja vesi. Purjeen
kohtisuora pinta menosuuntaan on pienempi kuin
tuulen suuntaa. Näin ollen lauta voi kulkea
nopeammin kuin tuuli
---->------>* I
---->------->*I
---->-------->*
---->---------I*
---->---------I-*
---->---------I--*
Tuossa tuuli on -->--, lauta I ja purje *
Tuulen aiheuttama resultanttivoima on kohtisuorassa
purjeen pinnan kanssa. Se jaetaan lautaa eteenpäin
kuljettavaan ja lautaa kallistavaan komponenttiin.
>2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
>
Kyllä varmaan voi. Otetaan huomioon eteenpäin kuljettavat
ja vastustavat voimat. On ehkä helpompi etsiä
lähteet, joissa joku on tutkinut asian valmiiksi...
--
Juhani Kaukoranta, Seminaari school, Raahe, Finland
Sysop of Pooki MBBS, 982-221 782, V32, 24h
juka...@mail.freenet.hut.fi http://www.raahe.fi/~sya/juhani.html
Author of Eksoottiset matkat: http://www.raahe.fi/~sya/matkat/matkat.html
Kim Green
ro...@dlc.fi (Lauri Hautamäki) writes:
>>> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
>saavutetaan vauhtia. (Ei tietysti kaikki syöksylaskijat.) Selitystä en
>valitettavasti muista mutta joku varmaan osaa.
Jaa? No keskivertosyöksylaskijan vaatteiden ilmanvastus on varmasti
keskivertolaskuvarjohyppääjän vaatteiden ilmanvastusta pienempi, mutta
tietääkseni nopeusennätys suksilla on jotain 230-250 km/h kun taas vapaassa
pudotuksessa pääsee kevyesti yli 300 km/h.
Mitä alkuperäiseen purjelautaprobleemaan tulee niin purjelautahan ei
"kulkeudu tuulen mukana" vaan ilman virtausnopeuksien ero purjeen eri
puolilla aiheuttaa Bernoullin lain mukaisesti paine-eron, jonka aiheuttama
voima vie lautaa eteenpäin. Siten tuulen nopeus ei ole rajana ja jos
virtausvastus saadaan pieneksi (esim. jääpurret), päästään etenemään
moninkertaisella tuulennopeudella. Rajanopeuden laskeminen jollekin tietylle
laudalle ja sen purjeprofiilille ei liene kovin helppo tehtävä.
kgr
Lauri Hautamäki
>Eihan nopeuslaskijatkaan paase kuin jonnekin 220 km/h, kun taas vapaassa
>pudotuksessa (ilman suksia...) paasee parhaimmillaan ~300 km/h?
Niin se muisti tekee tepposiaan. Olin ihan varma, että mun
fysiikanopettaja sanoi vapaan pudotuksen maksiminopeuden olevan
jotakin tuommoista 190 km/h luokkaa ja että hän käytti nimenomaan tätä
syöksylaskuesimerkkiä. En muuten olisi kirjoittanutkaan tänne. Sorry,
jos on tullut puhuttua (kirjoitettua) ihan hölmöjä. Kaikkea ei voi
muistaa, ainakaan oikein. Mun kouluajoista on tietysti jo kulunut hyvä
tovi ja ehkä tuo vapaa pudotusnopeus on kasvanut niiltä ajoilta? ;-)
(voitaisiin olla kaikki oikeassa)
Lauri
Lasse Holmström
>> 2. Voiko laudalle maarata jonkun teoreettisen huippunopeuden?
Voi sille helposti laskea runkonopeuden. Lauta tosin ylittää
runkonopeutensa melko helpostikin.
>Jollei alamäkeä ole niin miten se tuulta kovempaa pääsisi?
Purjelauta pääse jopa lähes vastatuuleen, vaikkei alamäkeä ole.
Aika monet veneet, varsinkin jollat ja katamaraanit, pääsevät
helposti tuulta kovempaa slöörillä (=sivumyötäinen). Suoraan
myötätuuleen purjehdittaessa nopeus on selvästi pienempi ja
aina alhaisempi kuin tuulen nopeus.
>>Syöksylaskijakin kulkee nopeammin kuin mitä vapaassa pudotuksessa
>
> Jaa? No keskivertosyöksylaskijan vaatteiden ilmanvastus on varmasti
> keskivertolaskuvarjohyppääjän vaatteiden ilmanvastusta pienempi, mutta
> tietääkseni nopeusennätys suksilla on jotain 230-250 km/h kun taas vapaassa
> pudotuksessa pääsee kevyesti yli 300 km/h.
Silloin vapaan pudotuksen matka lienee jo paljon suurempi kuin syöksy-
laskijan lähtö- ja maalipaikan välinen korkeusero.
> Mitä alkuperäiseen purjelautaprobleemaan tulee niin purjelautahan ei
> "kulkeudu tuulen mukana" vaan ilman virtausnopeuksien ero purjeen eri
> puolilla aiheuttaa Bernoullin lain mukaisesti paine-eron, jonka aiheuttama
> voima vie lautaa eteenpäin. Siten tuulen nopeus ei ole rajana ja jos
Näinhän se menee. Paine-ero aiheuttaa purjeen muodostamaa pintaa
vastaan kohtisuorassa olevan voiman (kitkaa ei huomioida). Tämä
voima voidaan jakaa kahteen toisiaan vastaan kohtisuoraan komponent-
tiin, joista toinen on veneen/laudan kulkusuunnan suuntainen ja
toinen tätä vastaan kohtisuorassa. Kulkusuunnan suuntainen kompo-
nentti vie venettä eteenpäin ja tätä vastaan kohtisuora komponentti
kumotaan osittain kölillä ja aiheuttaa sortoa (=kurssin muuttumista
"alemmaksi" ohjatusta suunnasta).
Eteenpäin vievä komponentti aiheuttaa veneeseen kiihtyvyyttä, jolloin
nopeus kasvaa kunnes eteenpäin vievä voima ja veden aiheuttama vastus
ovat yhtä suuret. Useilla veneiden rungonmuodoilla vastuksen riippu-
vuus nopeudesta on ei-newtoninen, eli nopeuden kasvaessa vastus ei
kasva samassa suhteessa, vaan hitaammin. Vene voi esimerkiksi nousta
vedessä ylemmäs, jolloin märkäpinta pienenee.
Lisää hydro- ja aerodynamiikkaa löytynee kirjastosta urheiluhyllystä.
Lasse
Pentti Korhonen
> tietääkseni nopeusennätys suksilla on jotain 230-250 km/h kun taas
vapaassa
> pudotuksessa pääsee kevyesti yli 300 km/h.
Purjelaudan nopeuksista saatiinkin hyviä vastauksia. Nopeuslaskussa
(syöksylaskussa ei päästä ihan noihin nopeuksiin) nopeutta lisääsvät
vuoristossa vallitsevat ilmavirtaukset sanoi 'Häkä-Häkkinen', kun häntä
kerran Häkärinteillä jututin.
Jyrki Akkanen
Kim Green wrote:
>
> ro...@dlc.fi (Lauri Hautamäki) writes:
> >Niin se muisti tekee tepposiaan. Olin ihan varma, että mun
> >fysiikanopettaja sanoi vapaan pudotuksen maksiminopeuden olevan
> >jotakin tuommoista 190 km/h luokkaa ja että hän käytti nimenomaan tätä
>
> laskuvarjoilijan perusasennossa (kädet ja jalat levällään, maha kohti maata).
>
> kgr
Joo, ja jos sukeltaa suoraan pää edellä vauhti kasvaa kummasti 300 km/h
tuntumaan.
Jyrki