Newton's first law
Sebuah bas sedang bergerak dalam kelajuan 100m/s dan di dalam bas tersebut terdapat seekor lalat yang sedang terbang secara random. tiba-tiba bas tersebut berhenti secara mengejut. adakah lalat tersebut mengalami inersia? Originally posted by herie at 10/8/06 02:18 AMSebuah bas sedang bergerak dalam kelajuan 100m/s dan di dalam bas tersebut terdapat seekor lalat yang sedang terbang secara random. tiba-tiba bas tersebut berhenti secara mengejut. adakah lalat tersebut mengalami inersia?
No. Originally posted by herie at 10/8/06 02:18 AM
Sebuah bas sedang bergerak dalam kelajuan 100m/s dan di dalam bas tersebut terdapat seekor lalat yang sedang terbang secara random. tiba-tiba bas tersebut berhenti secara mengejut. adakah lalat tersebut mengalami inersia?
No.
Sebab?
(kalau tak kisah nak share)
[ Last edited byorang_awam at 9-10-2006 02:08 PM ] sebenarnya herie pun tak tahu jawapan nyer ... sajer je tanya korang...:hmm: Maybe yes...not really sure.
Kalau kita pusing telur mentah,kita stopkan...then lepas balik...telur tu akan berpusing balik disebabkan inersia.
Kalau kita hayunkan dua baldi yang tergantung,satu berisi pasir (berat), satu kosong, baldi yang berisi lebih susah di stop sebab inersia.
Inersia prevent something yang pegun dari bergerak,dia jugak prevent something yang sedang bergerak daripada stop.
dalam kes lalat ni...i have no idea...
Reply #5 Halilintar's post
Telur berpusing semula disebabkan telur di dalamnya yang masih bergerak. Telur mentah dalam bentuk cecair dan mempunyai jisim yang agak besar..Lalat pula terbang di dalam udara dalam bas... Adakah udara dalam bas bergerak? Kita x rasa angin pun kecuali tingkap bas terbuka.. Jadi mungkin inersia bagi lalat tu boleh diabaikan sebab jisin udara kecil je..
* Pening lak.. ni nak mengambil kira atau abaikan berat lalat tu.. :hmm: meh aku try explain.
first, assumption. let's assume bas tu vaccum (that air effect is negligible), so that kite leh treat problem ni as a solid mechanics (dynamics) problem as oppose to fluid mechanics problem (sebab fluid can be very unpredictable, and much more complex, otherwise, ikan dalam kolam bergerak lebih sesuai sebagai contoh).
katakan kite gantung pendulum kat ceiling bas tu, and bas tu bergerak ngan halaju seragam (constant velocity, no acceleration), ke arah +x. semesa bas tu bergerak dengan halaju tersebut, pendulum tu tergantung tegak (tali dia vertical).
pastu bile kite break, kite akan perhatikan pendulum tu menghayun ke depan, arah +x (arah heading bas tu la). so kite kata pendulum tu mengalami inertia (tendency to resist acceleration). bile bas tu break, acceleration adalah kearah lawan arah perjalanan bas tu (arah -x).that's why pendulum tu menghayun ke depan (arah +x), sebab dia resists acceleration (arah -x) tu.
yang menyebabkan pendulum tu (bukan bas tu) menghayun ke depan adalah disebabkan acceleration bas tu yang ditransfer kepada pendulum tu melalui tali pendulum tu.
bagi lalat yang terbang bebas plak, tiada medium (tali contohnya) yang transfer acceleration bas tu kepada lalat tu. maka kite conclude lalat tu tak mengalami inertia. even if lalat tu tak diconsider as massless (katakan kite replace lalat tu ngan radio-controlled model helicopter), ia tetap tak mengalami acceleration tu, thus tak terdapat inertia yang kite dapat perhatikan.
i hope that's clear.
[ Last edited byBeanDiesel at 10-10-2006 01:21 AM ] Lalat pula terbang di dalam udara dalam bas... Adakah udara dalam bas bergerak? Kita x rasa angin pun kecuali tingkap bas terbuka.. Jadi mungkin inersia bagi lalat tu boleh diabaikan sebab jisin udara kecil je..
yes, kalo kite consider udara dalam bas tu, kite maybe boleh conclude yang lalat tu mengalami inertia. tapi, sebab udara tak rigid enough (tak cam tali yang at least leh transfer pulling force pretty well), we can consider it as a damper as well, yang absorb sudden change of force (thus acceleration). so in the end, maybe force yang udara tu transfer kat lalat tu menjadi terlalu kecil, which make the intertial observation too hard to see, thus negligible.
in fact, kalo tingkap tu terbuka, mungkin kelajuan angin dalam bas tu berubah bile speed bas tu berubah. maybe yang kite nampak adalah aerodynamic effect terhadap lalat tu, bukan inertial (momentum would be more accurate) effect.
[ Last edited byBeanDiesel at 10-10-2006 02:07 AM ] ni adalah a bit more detailed explanation of the problem, in terms of conservation of momentum.
sebelum bas tu slow down, momentum dia adalam M*v_0, and lalat tu m*v_0.
bile kite apply force F utk break, kite cuma apply kat bas jek.
so, M*v_0 - F*dt = M*v_f
since takde means utk foce tu transfered to the lalat (remember, the assumption is air effect is negligible), maka menggunakan principle conservation of momentum
m*v_0 - 0*d_t = m*v_0<---- speed lalat tak berubah, momentum stays the same lalat tu pening sikit sahaja Originally posted by BeanDiesel at 10-10-2006 05:20 PM
yes, kalo kite consider udara dalam bas tu, kite maybe boleh conclude yang lalat tu mengalami inertia. tapi, sebab udara tak rigid enough (tak cam tali yang at least leh transfer pulling force...
dari segi relativiti, berapa laju lalat tu bergerak relatif dgn bumi?
contoh, kalau bas tu bergerak 80 km/h, lalat tu pun mesti 80 km/h relatif dgn bumi (kalau dia terbang setempat macam lari setempat).
takkan bas tu decellerate takde jadi apa2 kat lalat tu kot.
mungkin lalat tu je yg rasa, dia tak boleh nak cerita kat manusia. Originally posted by orang_awam at 10/10/06 09:05 PM
dari segi relativiti, berapa laju lalat tu bergerak relatif dgn bumi?
contoh, kalau bas tu bergerak 80 km/h, lalat tu pun mesti 80 km/h relatif dgn bumi (kalau dia terbang setempat macam lari...
there's no way of telling kelajuan lalat tu relative to bumi from the given problem at the time right before the bus decelerate. problem tu cakap, lalat tu terbang bebas secara random. even if mase tu lalat tu terbang ngan velocity yang sama ngan bas, there's no way to transfer the impulse to it. the lalat itself has to decide whether to slow down or not. again, kalo kite tak ignore fluid effect, yes, lalat tu akan alami perubahan momentum, walaupon bas tu kedap udara. the reason is, mase bas tu bergerak ngan halaju tersebut, udara dalam bas tu yang digunakan oleh lalat tu utk terbang bergerak ngan halaju (average) yang sama ngan bas tu. so kalo bas tu slow down, lalat tu affected sebab udara tu as a whole akan slow down with the bus. but it is going to be pretty negligible, disebabkan viscosity (kalo tak silap aku la) udara yang rendah. kalo kite replace udara ngan air ke contohnya, effect terhadap lalat tu lebih obvious.
cuba ni, amik satu gelas kosong, ngan duit seposen.
lepaskan duit seposen tu kedalam gelas, and serta merta after duit tu dilepaskan, gerakkan gelas tu ketepi ngan mengejut. duit tu akan langgar dinding gelas tu. it's comparable to this problem la. duit tu represent lalat yang bergerak indipendent of the vassel. it's just that for this example we reverse the momentum change of the vassel. satu soalan jugak buleh tanya, macam mana lalat tu boleh sama laju dgn bas kalau dia terbang masa bas tu mula bergerak.
sebenarnya apa jadi kalau masa bas tu mula bergerak lalat tu tengah terbang.
Adakah dia akan tertinggal di belakang, atau dia akan ikut sama.
kalau dia hinggap kat mana2 aku faham la. dia akan ikut kelajuan bas.
satu lagi contoh, katakan bawak kereta kat highway dgn tingkap terbukak.
katakan sekor lalat yg tengah bersiar2 kat highway tiba2 termasuk dlm kereta yg berkelajuan 140 km/h. adakah dia terpenyek kat cermin belakang? Originally posted by orang_awam at 10/11/06 12:05 AM
satu soalan jugak buleh tanya, macam mana lalat tu boleh sama laju dgn bas kalau dia terbang masa bas tu mula bergerak.
sebenarnya apa jadi kalau masa bas tu mula bergerak lalat tu tengah terbang.
Adakah dia akan tertinggal di belakang, atau dia akan ikut sama.
kalau dia hinggap kat mana2 aku faham la. dia akan ikut kelajuan bas.
(let's say kite tutup tingkap right after lalat tu masuk, just to simplify the problem, sebab kalo tak kena consider turbulence sume, it's almost impossible to predict what will happen).
yes, cam susah gak nak bayangkan yang lalat tu dengan tenaga dia sendiri leh terbang selaju bas tu.
mase bas tu mule bergerak, and accelerate, we can assume that udara dalam bas tu accelerate ngan bas tu skali. so the average speed of udara dalam bas tu is approximately the same as that of the bus.
katakan lalat hanya mampu terbang selaju 2km/h (relative to static air). and bas tu bergerak selaju 100km/h. so how can lalat tu terbang selaju lebih kurang bas tu?
ni equation relative velocity. (vector equation)
V_a = V_a/b + V_b
so in this case, a = lalat, b=udara dalam bas (selaju bas) and a/b = a relative to b
so, walaupon lalat tu terbang selaju 2km/h arah yang sama ngan bas tu, the true velocity, as observed from someone standing outside the bus is
V_a = 2km/h + 100km/h = 102km/h.kalo lalat tu terbang static relative to udara dalam bas pon, true velocity dia = 100km/h.
but kalo kite assume bas tu vaccum, yes lalat tu akan tertinggal. in fact, tak leh terbang langsung.
kalo kite assume bas tu vaccum, and lalat tu leh self-levitate but dia tak mampu self-propel lebih laju dari 2km/h, maka dia akan terhantuk ke belakang bas. sebabnya, V_a/b=0 (sebab lalat tu tak bergantung pada udara utk terbang, and udara takde pon dalam bas tu).
satu lagi contoh, katakan bawak kereta kat highway dgn tingkap terbukak.
katakan sekor lalat yg tengah bersiar2 kat highway tiba2 termasuk dlm kereta yg berkelajuan 140 km/h. adakah dia terpenyek kat cermin belakang?
depends on assumption gak la.
in real world, aku rasa very likely akan kena cermin belakang, kalo dia tak cukup kuat utk resist turbulance flow of the air yang masuk kedalam keta tu. (maybe tak kena cermin belakang gak, sebab udara yang langgar cermin belakang tu akan terpesong once it's close enough to the cermin). very very hard to predict kalo kite consider udara (fluid mechanics is not fun)).
the simplest case is to consider particle yang tak bergantung pada udara utk terbang, so we can eliminate air effect trus.
Aku ade quiz:
katakan kite dalam keta yang tak bergerak. pastu kite lambung satu bola pakai tangan vertically, and of course bola tu akan jatuh ke exact launch spot tu.
katakan kite dalam keta yang sedang bergerak ngan halaju seragam ke hadapan. pastu kite lambung bola tu vertically again, adakah bola tu akan jatuh di spot yang sama? atau adakah bola tu akan jatuh ke depan spot tu, atau belakang spot tu? Kenapa?
(Neglect aerodynamic effects.)
p/s: dynamics in my opinion, is one of the most interesting classes in Mechanical Engineering. One of the toughest. Dah kat kol 3 pagi aku tak tido lagi ni, tgh grade hw dynamics bebudak ni. coincidentally, they're learning impulse and momentum right now. katakan kite dalam keta yang tak bergerak. pastu kite lambung satu bola pakai tangan vertically, and of course bola tu akan jatuh ke exact launch spot tu.
katakan kite dalam keta yang sedang bergerak ngan halaju seragam ke hadapan. pastu kite lambung bola tu vertically again, adakah bola tu akan jatuh di spot yang sama? atau adakah bola tu akan jatuh ke depan spot tu, atau belakang spot tu? Kenapa?
mungkin soalan tricky ni...
jawapan aku bola tu akan jatuh exactly kat spot tu... sebab
spt yg aku katakan sblm ni, bola tu akan mengalami halaju yg sama dgn pelambung bola relatif kpd bumi. ketika bola di lambung ke atas, halaju relatif dlm horizontal direction masih sama dgn pelambun bola (kesan inertia). kalau tak consider friction, halaju relatif tu masih maintain. Originally posted by orang_awam at 10/11/06 08:23 AM
mungkin soalan tricky ni...
jawapan aku bola tu akan jatuh exactly kat spot tu... sebab
spt yg aku katakan sblm ni, bola tu akan mengalami halaju yg sama dgn pelambung bola relatif kpd bumi....
Correct. Tangan kite yang melambung bola tu still has horizontal component of velocity, same as the car. So mase lambung bola tu, kite also apply horizontal velocity to it, relative to static earth, walaupon relative to the car, it's 0. So, bola tu akan jatuh ke tempat yang same sebab takde horizontal acceleration yang akan ubah initial horizontal velocity bola tu (both relative to static earth and car). physics subjek yang menarik utk di blajar.. tp cikgu physics ku amatlah tidak reti utk mengajar.. suara takdpt nk dengar. kpd kwn semua,
cuba bayangkan problem ni pulak,
seorg manusia naik keta api laju, laju dia, V=+/- 300+
pastu manusia ni pgi lompat kat tengah2 koc keta api tu agak2 la dia lompat dgn h= 0.02m,
agak2 bape jauh sesaran si manusia ni disebabkan pgerakkan keta api tu.
bean diesel nye solution best gak,
org lain leh bg pendpt
leh dgr cam2 pendapat
Pages:
[1]
2