Den store fysikkassistansetråden

compus · 20. november 2010

Vedder på at jeg ikke får svar her, men prøver uansett. Vanskelige spørsmål blir jo ofte oversett, så fort det kommer noen kjempelette spørsmål i veien...

Du har så vidt jeg ser fått riktig svar, og da har du vel tenkt riktig.

Oppgaven er svært enkel og og baserer seg på impulskonservering.

Betydningen av betegnelsene nedenfor skulle være åpenbar.

$chart?cht=tx&chl=\frac{1}{2}(m_A + m_B)v^2 = Fs \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2Fs}{m_A + m_B}}$

Impulssatsen: $chart?cht=tx&chl=m_A \vec v_A + m_B \vec v_B = (m_a + m_B)\vec v$

Med opplysningene i oppgaven gir dette:

$chart?cht=tx&chl=v_A = \frac{(m_A + m_B)v\, sin \alpha}{m_A}, \;v_B = \frac{(m_A + m_B)v\, cos \alpha}{m_B},\; \alpha = 40^o$

Endret 20. november 2010 av compus

Altobelli · 20. november 2010

Et tog med masse på 260tonn akselererer på en vannrett strekning. I det øyeblikket farten er 10m/s, yter lokomotivet effekten 650kW. Motstanden mto bevegelsen er 0.5% av tyngden av toget.

a) hvor stor trekkraft har lokomotivet, og hvor stor akselerasjon har toget i dette øyeblikket?

Tyngden av toget: $260000*9.81=2550600$

Friksjonen blir da: $0.95*2550600=2423070$

Ek= $1/2mv^2$

$p=W/t$ for å finne ut hvor lang tid toget har brukt på å komme opp i farten 10m/s. Finner ut at det er 20s.

Regner med at akselerasjonen er konstant, altså; $10/20=0.5$

...Setter det så inn i F-R=ma og finner F.

Dette er hva jeg gjorde. Noen som kan hjelpe?

Endret 20. november 2010 av mentalitet

jakko1 · 20. november 2010

Har prøvd å tenke på en løsning på denne i alt for lang tid og har nok låst meg fast. Setter meg fast på det med den ukjente lengden, hvordan finne den samt hvor arealet av punkt C kommer inn i bildet.

Så hvis noen har en god løsning hadde jeg blitt veldig takknemlig!

masb · 20. november 2010

Ja, ser egentlig det på utregningen din; bevegelsesmengde introduseres jo i Fys2.

compus · 20. november 2010

Har prøvd å tenke på en løsning på denne i alt for lang tid og har nok låst meg fast. Setter meg fast på det med den ukjente lengden, hvordan finne den samt hvor arealet av punkt C kommer inn i bildet.

Så hvis noen har en god løsning hadde jeg blitt veldig takknemlig!

Laoss kalle strekkkraften S og Trykkraften P, belastningen F og bjelkelengden l.

$chart?cht=tx&chl=P = F\frac{x}{l},\; S = F - P$

For å få like store spenninger må vi ha: $chart?cht=tx&chl=\frac{S}{A_S}= \frac{P}{A_P}$

Her er A_S, A_P tverrsnittene på h.h.v strekk og trykksiden.

Når dette slåes sammen får vi:

$chart?cht=tx&chl=F\frac{x}{l}\frac{1}{A_P}= F(1 - \frac{x}{l})\frac{1}{A_S}$

Ved å løse denne ligningen finnes x enkelt.

compus · 20. november 2010

Et tog med masse på 260tonn akselererer på en vannrett strekning. I det øyeblikket farten er 10m/s, yter lokomotivet effekten 650kW. Motstanden mto bevegelsen er 0.5% av tyngden av toget.

a) hvor stor trekkraft har lokomotivet, og hvor stor akselerasjon har toget i dette øyeblikket

Utgangspunktet er en masse m som beveger seg med fart v og akselerasjon a. Friksjonskraften er F_f = mu*m, Motorkraften er F og effektforbruket er P.

Da er:

$chart?cht=tx&chl=F =m(a + \mu),\; dA = F\,ds,\; P = \frac{dA}{dt} = F\frac{ds}{dt}= Fv \\ F = \frac{P}{v},\;a = \frac{F}{m} - \mu$

20. november 2010

Kari hopper pendelhopp fra en bro. Pendeltauet er 30 m langt. Kari har massen 58 kg.

a) Hvor stor fart får Kari i laveste stilling når vi ser bort fra luftmotstanden? 24,26 m/s, den går fint å regne ut, tar det med i tilfelle det er nødvendig på deloppgave b.

b) I virkeligheten er det mye luftmotstand slik at Kari bare svinger ut 35 grader til motsatt side. Hvor stort arbeid utfører luftmotstanden fra starten til Kari snur første gang?

Her tenker jeg at jeg må vite høyden han ender opp i. Så for å finne den tenkte jeg å regne ut sirkelomkretsen og bruke den til å regne ut lengden han vil bevege seg samt høyden han vil vere i da han har bevegd seg 35 grader over "på andre siden". Dette virker da altfor komplisert ut og står ikke noe om i boken, så hvordan gjør man det "simpelt"?

Atmosphere · 20. november 2010

Finn høyden, sett den som sluttverdi for høyde, løs. Finn differansen mellom a og denne, og vips har du svaret.

Høyden finner du enkelt ved å ta tauets lengde - tauets lengde*cos til vinkelen.

Endret 20. november 2010 av Jude Quinn

20. november 2010

Tenker jeg får ta og sette meg inn i når man skal bruke cosinus, tangens eller sinus :/ Var inne på tanken om det du forklarte, men visste ikke om det var cosinus, tangens eller sinus.

Uansett, takk for hjelpen. Da var denne oppgaven lett å løse.

Altobelli · 20. november 2010

Et tog med masse på 260tonn akselererer på en vannrett strekning. I det øyeblikket farten er 10m/s, yter lokomotivet effekten 650kW. Motstanden mto bevegelsen er 0.5% av tyngden av toget.

a) hvor stor trekkraft har lokomotivet, og hvor stor akselerasjon har toget i dette øyeblikket

Utgangspunktet er en masse m som beveger seg med fart v og akselerasjon a. Friksjonskraften er F_f = mu*m, Motorkraften er F og effektforbruket er P.

Da er:

$chart?cht=tx&chl=F =m(a + \mu),\; dA = F\,ds,\; P = \frac{dA}{dt} = F\frac{ds}{dt}= Fv \\ F = \frac{P}{v},\;a = \frac{F}{m} - \mu$

Fikk det til tilslutt. Takk uansett.

b) hvordan vil det gå med akselerasjonen hvis lokomotivet holder samme effekt en stund?

Mitt svar:

siden toget akselerer blir V større. For å "veie opp" for dette blir selvsagt F mindre. Dette fører jo igjen til at akselerasjonen synker. (Differansen mellom F og R minker; tilslutt bremser toget)

Det må da være et fullverdig svar..?

Endret 20. november 2010 av mentalitet

Nebuchadnezzar · 20. november 2010

Tusen takk for svar compus, forstod ikke helt hvorfor det med sinus og cosinus ble riktig, kanskje fordi tegningen min er dårlig. Men vi fikk samme svaret og det er vel det som teller ^^

Sliter med enda en oppgave... Trodde jeg fikk denne til.

Oppgave 4

En astronom observerer en måne som beveger seg i en sirkelbane rundt en planet. Radien i banen er r og omløpstiden er T.

I 1610 laget Galilei et teleskop og rettet det mot planeten Jupiter og oppdaget de fire største månene til denne planeten. Deres middelavstand r og omløpstid T er gitt i tabellen.

a) Vis at T^2 / r^3 = konstant
Navn	              r / m	       T / døgn
Io	           4.22 * 10^6	         1.77
Europa	           6.71 * 10^6	         3.55
Ganymedes	  10.7  * 10^6	         7.16
Callisto	  18.8  * 10^6   	16.7
b) Lag en graf med T^2 på førsteaksen og r^3 på andreaksen og bruk grafen til å bergene

massen til jupiter.

Omløpstiden for jorden rundt solen er 365d, og gjennomsnittsavstanden til solen er 1.50*10^11m. Omløpstiden for Saturn er observert til 1.08*10^4d

c) Beregn massen til solen ut fra dataene oppgitt

d) Beregn også Saturns gjennomsnittsavstand ( radius i banen) til Solen ut fra dataene.

Prøvde meg på b) og fikk bare tåpelige svar, om jeg lar T^2 være på x-aksen og r^3 på y-aksen får jeg en funksjon slik:

$chart?cht=tx&chl=2.018024962*10^{18}+2.381937101*10^{19}*x$

Bruker jeg da at

$chart?cht=tx&chl=\frac{T^2}{r^3}\,=\,\frac{4\pi^2}{\gamma \cdot M}$

Putter inn $chart?cht=tx&chl=2.381937101*10^{19}$ istedenfor $chart?cht=tx&chl=\frac{T^2}{r^3}$ og løses med hensyn på M, da får jeg $chart?cht=tx&chl=M=2.4849*10^{-8}$

Som åpenbart blir helt feil, snur jeg aksene så får jeg: $chart?cht=tx&chl=M= 1.4098*10^{31}$ som i mine øyne blir litt for høyt og feil, siden jeg snudde aksene. Kan noen hjelpe ?

Endret 20. november 2010 av Nebuchadnezzar

Altobelli · 20. november 2010

En bil med masse 1,2tonn kjører med konstant fart 15m/s på en vannrett vei. Motoren yter effekten 9kW til framdriften

a) Regn ut den samlede motstanden mot bevegelsen

b) Så kommer bilen til en bakke som stiger 1m for hver 15m vei. Hvor stor effekt må motoren yte i bakken når farten skal være 15m/s? (Hint: Velg f.eks. s=15m og bruk E=E_o+W_a til å finne W_a. Størrelsen W_a omfatter to arbeider, og det ene er framdriftsarbeidet til motorkraften)

Fant at Wa var 11772. Men hva gjør jeg så?

Endret 20. november 2010 av mentalitet

compus · 20. november 2010

Et tog med masse på 260tonn akselererer på en vannrett strekning. I det øyeblikket farten er 10m/s, yter lokomotivet effekten 650kW. Motstanden mto bevegelsen er 0.5% av tyngden av toget.

a) hvor stor trekkraft har lokomotivet, og hvor stor akselerasjon har toget i dette øyeblikket

Utgangspunktet er en masse m som beveger seg med fart v og akselerasjon a. Friksjonskraften er F_f = mu*m, Motorkraften er F og effektforbruket er P.

Da er:

$chart?cht=tx&chl=F =m(a + \mu),\; dA = F\,ds,\; P = \frac{dA}{dt} = F\frac{ds}{dt}= Fv \\ F = \frac{P}{v},\;a = \frac{F}{m} - \mu$

Fikk det til tilslutt. Takk uansett.

b) hvordan vil det gå med akselerasjonen hvis lokomotivet holder samme effekt en stund?

Mitt svar:

siden toget akselerer blir V større. For å "veie opp" for dette blir selvsagt F mindre. Dette fører jo igjen til at akselerasjonen synker. (Differansen mellom F og R minker; tilslutt bremser toget)

Det må da være et fullverdig svar..?

Svaret er vel ikke helt godt. Løsningen kan finnes ved å slå sammen de to nederste ligningene.

Det gir: $chart?cht=tx&chl=a = \frac{P}{mv} - \mu$

Vi ser at etter som farten øker reduseres akselerasjonen mot null. Når a blir null er motoreffekten i balanse med friksjonen og toget fortsetter med konstant hastighet.

compus · 20. november 2010

Tusen takk for svar compus, forstod ikke helt hvorfor det med sinus og cosinus ble riktig, kanskje fordi tegningen min er dårlig. Men vi fikk samme svaret og det er vel det som teller ^^

Sliter med enda en oppgave... Trodde jeg fikk denne til.

Prøvde meg på b) og fikk bare tåpelige svar, om jeg lar T^2 være på x-aksen og r^3 på y-aksen får jeg en funksjon slik:

$chart?cht=tx&chl=2.018024962*10^{18}+2.381937101*10^{19}*x$

Bruker jeg da at

$chart?cht=tx&chl=\frac{T^2}{r^3}\,=\,\frac{4\pi^2}{\gamma \cdot M}$

Putter inn $chart?cht=tx&chl=2.381937101*10^{19}$ istedenfor $chart?cht=tx&chl=\frac{T^2}{r^3}$ og løses med hensyn på M, da får jeg $chart?cht=tx&chl=M=2.4849*10^{-8}$

Som åpenbart blir helt feil, snur jeg aksene så får jeg: $chart?cht=tx&chl=M= 1.4098*10^{31}$ som i mine øyne blir litt for høyt og feil, siden jeg snudde aksene. Kan noen hjelpe ?

Har du benyttet kompatible enheter hele veien?

compus · 20. november 2010

En bil med masse 1,2tonn kjører med konstant fart 15m/s på en vannrett vei. Motoren yter effekten 9kW til framdriften

a) Regn ut den samlede motstanden mot bevegelsen

b) Så kommer bilen til en bakke som stiger 1m for hver 15m vei. Hvor stor effekt må motoren yte i bakken når farten skal være 15m/s? (Hint: Velg f.eks. s=15m og bruk E=E_o+W_a til å finne W_a. Størrelsen W_a omfatter to arbeider, og det ene er framdriftsarbeidet til motorkraften)

Fant at Wa var 11772. Men hva gjør jeg så?

Jeg er i farten ikke helt med på betegnelsene i oppgaven, men for å kjøre oppover bakken er den nødvendige effekten: P = m*g*v/15. Så vidt jeg ser blir det ca 11,77kW. I tillegg kommer friksjonsarbeidet som er tilnærmet det samme som før og sluker ca 9kW.

Nebuchadnezzar · 20. november 2010

Fant ut at jeg gjorde en feil ved å ikke konvertere døgn til sekunder

Svaret blir fortsatt feil, får da at massen til Neptun er 185 m

Enhetene jeg bruker er sekunder og meter, det burde jo gå fint ?

Regresjonen gjort via wolfram

Endret 20. november 2010 av Nebuchadnezzar

Altobelli · 20. november 2010

En bil med masse 1,2tonn kjører med konstant fart 15m/s på en vannrett vei. Motoren yter effekten 9kW til framdriften

a) Regn ut den samlede motstanden mot bevegelsen

b) Så kommer bilen til en bakke som stiger 1m for hver 15m vei. Hvor stor effekt må motoren yte i bakken når farten skal være 15m/s? (Hint: Velg f.eks. s=15m og bruk E=E_o+W_a til å finne W_a. Størrelsen W_a omfatter to arbeider, og det ene er framdriftsarbeidet til motorkraften)

Fant at Wa var 11772. Men hva gjør jeg så?

Jeg er i farten ikke helt med på betegnelsene i oppgaven, men for å kjøre oppover bakken er den nødvendige effekten: P = m*g*v/15. Så vidt jeg ser blir det ca 11,77kW. I tillegg kommer friksjonsarbeidet som er tilnærmet det samme som før og sluker ca 9kW.

Det stemmer, ja. Men hvordan vet du at friksjonsarbeidet blir tilnærmet det samme? Og hvordan vet du at friksjonsarbeidet ikke inngår i Wa?

Endret 20. november 2010 av mentalitet

compus · 20. november 2010

Fant ut at jeg gjorde en feil ved å ikke konvertere døgn til sekunder

Svaret blir fortsatt feil, får da at massen til Neptun er 185 m

Enhetene jeg bruker er sekunder og meter, det burde jo gå fint ?

Regresjonen gjort via wolfram

Om regner riktig skal da massen bli i kg! Jeg regnet et eksempel, men Jupiters masse ble fremdeles feil. I første omgang kommer det av at avstandene til månene er oppgitt feil. De er 1% av de korrekte!

compus · 20. november 2010

Det stemmer, ja. Men hvordan vet du at friksjonsarbeidet blir tilnærmet det samme? Og hvordan vet du at friksjonsarbeidet ikke inngår i Wa?

Det kan kalles en kvalifisert gjetning, men det eneste som kan tenkes å ha variasjon av noen betydning er rullefriksjonen og denne effekten er etter all sannsynlighet helt minimal.

Nebuchadnezzar · 20. november 2010

Mente jo selvfølgelig 185 kg, men ja da bare skriver jeg dette svaret =)

Den store fysikkassistansetråden

Anbefalte innlegg

Lenke til kommentar

Videoannonse

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Gjest

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Gjest

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Opprett en konto eller logg inn for å kommentere

Opprett konto

Logg inn

Hvem er aktive 0 medlemmer