Den store fysikkassistansetråden

jostein013 · 9. november 2010

Stikkord i a) er bevaring av mekanisk energi. Hvilken mekanisk energi har vogna før den slippes? Hvilken mekanisk energi har vogna når den er i fart etter den er sluppet?

Den har vel bare potensiell energi før den slippes? Og bare kinetisk energi når den er i fart?

Men jeg er litt usikker på hvordan jeg setter dette sammen?

Endret 9. november 2010 av jostein013

Atmosphere · 9. november 2010

Hei!

Har fysikkinnlevering til torsdag, og det er en oppgave som jeg lurer litt på.

En spiralfjær er festet til en liten vogn med massen 0,1 kg. Vi holder vogna mot en vegg slik at fjæra blir presset sammen. Fjærstivheten er k = 500N/m. Når vi slipper vogna, får den farten 3,5 m/s.

a) Hvor mye var fjæra presset sammen før vi slapp vogna?

b) Hvor stor fart hadde vogna når sammenpressingen var 3,0 cm?

b) klarer jeg muligens selv, litt verre med a).

Initielt, før du slipper vognen, har du ingen kinetisk energi (vognen er i ro, når farten er 0, er den kinetiske energien 0). Derimot har du potensiell energi "lagret" i fjæren. Denne størrelsen Ugi er gitt som (1/2)k*∂x^2 (hvor k er fjærstivheten og ∂x er sammentrykningen av fjæren.

Siden det ikke står oppgitt noen friksjonskraft, regner jeg med at den mekaniske energien i systemet er bevart.

∆K+∆Ug=0

Her er Ki og Ugf=0, så denne blir forenklet til:

(1/2)*m*v^2=(1/2)k*x^2

m*v^2=K*x^2

Denne kan du løse mhp x, som burde gi rett svar.

Dette er i hvert fall sånn roughly det gjøres ... Mulig det har sneket seg inn noen feil ...

Endret 9. november 2010 av Jude Quinn

Jaffe · 9. november 2010

Det er riktig, den har kun potensiell fjærenergi før den slippes, så $chart?cht=tx&chl=E_{\text{for}} = \frac{1}{2}kx^2$ , og den har kun kinetisk energi etterpå, så $chart?cht=tx&chl=E_{\text{etter}} = \frac{1}{2}mv^2$ . Vi går her ut i fra at det ikke virker noe friksjon, siden det ikke står noe om det i oppgaven. Da er den mekaniske energien bevart. Det vil si at den er lik før og etter vogna slippes (all fjærenergien går over i kinetisk energi.)

edit: nå sneik det seg et svar i mellom her, men dette var rettet til deg, jostein013.

Endret 9. november 2010 av Jaffe

jostein013 · 9. november 2010

Tusen takk til begge for rask hjelp. Skal se på selve oppgaven i morgen

Endret 9. november 2010 av jostein013

jostein013 · 9. november 2010

(1/2)*m*v^2=(1/2)k*x^2

m*v^2=K*x^2

Denne kan du løse mhp x, som burde gi rett svar.

Dette er i hvert fall sånn roughly det gjøres ... Mulig det har sneket seg inn noen feil ...

Men faller ikke det første leddet bort, i og med at farten er 0 i oppgave a)? Sånn at vi får bare 0=K*x^2? Så kan jeg løse det med hensyn på x? Eller er jeg helt på jordet?

Atmosphere · 9. november 2010

Helt på jordet er du ikke ...

Det som er greien med ∆K, er at dette er sluttverdien for kinetisk energi minus begynnelsesverdien. Du har fått oppgitt en sluttfart i oppgaven, men systemet er i ro initielt. Altså er begynnelsesverdien for kinetisk energi lik 0, og kun leddet med sluttverdi står igjen.

Motsatt er det med den potensielle energien i fjæren. Her er det i begynnelsen en viss mengde potensiell energi, men sluttverdien er 0.

Da har vi Kf-Ki+Ugf-Ugi=0

Ki og Ugf er 0

Som gir:

Kf-Ugi=0

Kf=Ugi

For å skille mellom begynnelse- og sluttverdier, skriver de fleste lærebøker enten v' for sluttfart eller v_f (hvis variabelen er fart).

Endret 9. november 2010 av Jude Quinn

compus · 9. november 2010

Det er et spørsmål jeg svarte på. Det er ikke på tide å repetere termodynamikkens 1. hovedsetning, men heller å lære den, jeg er helt ny på dette.

jeg svarte D, men vet ikke om det er feil eller ikke.

Du svarte riktig! Å lære 1.hovedsetning er nok en god ide.

jostein013 · 9. november 2010

Helt på jordet er du ikke ...

Det som er greien med ∆K, er at dette er sluttverdien for kinetisk energi minus begynnelsesverdien. Du har fått oppgitt en sluttfart i oppgaven, men systemet er i ro initielt. Altså er begynnelsesverdien for kinetisk energi lik 0, og kun leddet med sluttverdi står igjen.

Motsatt er det med den potensielle energien i fjæren. Her er det i begynnelsen en viss mengde potensiell energi, men sluttverdien er 0.

Da har vi Kf-Ki+Ugf-Ugi=0

Ki og Ugf er 0

Som gir:

Kf-Ugi=0

Kf=Ugi

Takk takk Jeg skal se nærmere på det i morgen

9. november 2010

Postet denne i mattetråden, før jeg fikk beskjed om at det var feil. Så jeg spør her også.

La oss si du sitter i et tog som kjører nord i 800 km/t . Samtidig skyter du en kule nord i 800 km/t. Hva vil skje med kulen ? Vil den bli skutt ut i 800 km/t ? Men da vil den samtidig bare stå stille, siden toget kjører allerde i 800 km/t. Eller vil den gå i 1600 km/t ? Og hvordan vil dette se ut som folk som står utenfor tåget og ser inn (ikke at de vil få med seg så mye) ?

Jeg fikk egentlig ett logiskt svar i matte tråden om at kulen vil gå 800 km/t begge veier om man er inni toget, og om sto utenfor toget, ville det se ut som om kulen gikk 1600 km/t nord, og det ville se ut som om den sto i ro viss den ble skutt sør.

Men grunnen til at jeg poster den på ny, er at vi har diskutert dette på skolen, hvor lærer min hadde en ligning som beviste at kulen ville stå i ro inni pistolen om man skyter den nord. Jeg husker dessverre ikke likningen. Så jeg lurer på hva andre tenker ? Har læreren min feil ? Greier dere og bevise det med en likning, eller er det svaret jeg allerede har fått, riktig (kan det og bevises med en liking ?

Dette ble rotete, håper dere forstår

kj_ · 9. november 2010

Hva om du tegner fartsvektorer? Dette medfører jo at om du skyter nordover, vil lengden av fartsvektoren bli 1600km/t mens om du skyter i motsatt retning som det toget kjører, vil farten i horisontal retning være 0.

Endret 9. november 2010 av kimj_

Atmosphere · 9. november 2010

Postet denne i mattetråden, før jeg fikk beskjed om at det var feil. Så jeg spør her også.

La oss si du sitter i et tog som kjører nord i 800 km/t . Samtidig skyter du en kule nord i 800 km/t. Hva vil skje med kulen ? Vil den bli skutt ut i 800 km/t ? Men da vil den samtidig bare stå stille, siden toget kjører allerde i 800 km/t. Eller vil den gå i 1600 km/t ? Og hvordan vil dette se ut som folk som står utenfor tåget og ser inn (ikke at de vil få med seg så mye) ?

Jeg fikk egentlig ett logiskt svar i matte tråden om at kulen vil gå 800 km/t begge veier om man er inni toget, og om sto utenfor toget, ville det se ut som om kulen gikk 1600 km/t nord, og det ville se ut som om den sto i ro viss den ble skutt sør.

Men grunnen til at jeg poster den på ny, er at vi har diskutert dette på skolen, hvor lærer min hadde en ligning som beviste at kulen ville stå i ro inni pistolen om man skyter den nord. Jeg husker dessverre ikke likningen. Så jeg lurer på hva andre tenker ? Har læreren min feil ? Greier dere og bevise det med en likning, eller er det svaret jeg allerede har fått, riktig (kan det og bevises med en liking ?

Dette ble rotete, håper dere forstår

Dette har med hvilken referanse du har. La oss si at vi definerer jordens hastighet som 0, da vil toget bevege seg 800 km/t i forhold til dette. Kulen vil bevege seg 800 km/t i forhold til toget. I forhold til jorden har vi:

V_ek=V_et+V_tk

Altså, farten på kulen sett "utenfra" (der vi har definert at hastigheten er 0) er farten til toget sett utenfra + farten til kulen sett i forhold til toget. Siden dette er langs en rett linje, trenge vi ikke å bry oss om vektornotasjon.

Det begynner å bli en stund siden jeg har sett på dette, men du kan jo google relative velocity.

Loff1 · 9. november 2010

Hvorfor er

$p><p>|W_{AB}|>|W_{CD}|$

?

Morridini · 9. november 2010

Hva er Q og W?

Imaginary · 10. november 2010

Jeg antar varme Q, arbeid W, temperatur T og entropi S.

Vi har at ΔQ = T ΔS, noe som medfører at

$chart?cht=tx&chl=Q_{\text{AB}} = T_{\text{H}} S_{\text{AB}}\, , \qquad \qquad Q_{\text{CD}} = T_{\text{C}} S_{\text{CD}} = T_{\text{C}} \cdot (-S_{\text{AB}})$

Dette gir at $chart?cht=tx&chl=\left|Q_{\text{AB}}\right| > \left|Q_{\text{CD}}\right|$ siden $chart?cht=tx&chl=T_{\text{H}} > T_{\text{C}}$ .

Vi har med en kretsprosess å gjøre, og da er energien ΔU = 0, slik at W = Q, og den siste ulikheten følger umiddelbart.

ole_marius · 10. november 2010

Oppgaven er gitt som følger:

En kule med masse 0,38 henger i en snor fra et tak. Snora har lengden 1,4m. Vi trekker kula med stram snor ut til siden slik at snora danner 90^o med loddlinja. Vi slipper kula.

a) Regn ut farten til kula når den er i det laveste punktet.

b) Regn ut den potensielle og kinetiske energien til kula når snora danner 50^o med loddlinja.

c) Hvilken fart har kula i dette punktet?

Det jeg derimot lurer på er på er tekstforståelse i oppgave b) med den kinetiske energien.

Er det slik at jeg skal ta E_{k bunn}=Ep_start

Der E_k=mgh

E_k= 0.38kg * 9.82m/s²* 1,4m = 5,2 j

Kan dette stemme?

Imaginary · 10. november 2010

Du har svart på oppgave a). I del b) har den potensielle energien minket proporsjonalt med høydeforandringen, og på grunn av energibevarelse må denne forandringen være lik kinetisk energi. I oppgave c) snur du bare om på uttrykket for kinetisk energi og løser for farten.

Morridini · 10. november 2010

Jeg antar varme Q, arbeid W, temperatur T og entropi S.

Heh, hadde jeg aldri tenkt på selv.

Postet denne i mattetråden, før jeg fikk beskjed om at det var feil. Så jeg spør her også.

Dette ble rotete, håper dere forstår

Du har allerede fått flere solide svar på dette, men problemet blir hakket mer interresant hvis f.eks toget kjører med f.eks 299 000 km/s og skyter en kule med hastighet 1000 km/s.

compus · 10. november 2010

Men grunnen til at jeg poster den på ny, er at vi har diskutert dette på skolen, hvor lærer min hadde en ligning som beviste at kulen ville stå i ro inni pistolen om man skyter den nord. Jeg husker dessverre ikke likningen. Så jeg lurer på hva andre tenker ? Har læreren min feil

Jeg skulle gjerne tatt en prat med den læreren! Kansje han kan publisere ligningen i forumet?

Endret 10. november 2010 av compus

Imaginary · 10. november 2010

Det kan jo umulig stemme? Jeg klarer ikke å se et referansesystem som tillater alle disse egenskapene. Det er jo ikke noe gøyal hastighet, så en slik ligning må kunne vises med en enkel galileitransformasjon.

Morridini · 10. november 2010

Eneste måten kula blir i ro i løpet på er vel om en brått akselererer toget opp i kulas hastighet mens kula fortsatt er i løpet...

Den store fysikkassistansetråden

Anbefalte innlegg

Lenke til kommentar

Videoannonse

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Lenke til kommentar

Gjest Slettet-PJ426FqLv6

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