Fysik

Arbejde af modstandskræfter

30. maj 2016 af EnStuderende - Niveau: A-niveau

Okay, jeg har virkelig brug for hjælp til at forstå denne her opgave, men jeg har mere eller mindre lavet a og b. Jeg er nået frem til, at:

P=\frac{A}{t}=\frac{F*s}{t}=F*v

Det vil altså sige, at hvis motorens effekt er konstant, så resulterer det i, at jo større hastighed bilen får, jo mindre ved den kraft, der skubber den fremad, blive. Som et resultat af dette gælder det af Newtons 2. lov (F=ma), at accelerationen også falder.

Jeg har bare svært ved at forstå dette intuitivt/logisk. Lad os først se bort fra modstandskræfter. 

Hvis motoren udfører et arbejde per tid, må den tilføre bilen kinetisk energi: 

A=E_{kin}=\frac{1}{2}*m*v^2

Men så får man jo P = 1/2 * m * v * a, hvorimod man før fik P = m * v * a, så hvad er rigtigt?

Lad os nu antage, at bilen accelererer fra 0 m/s til 100 m/s. Dette har jeg så læst mig til kræver, at motoren påfører mere energi, dvs. udfører et større arbejde, hvis den i stedet skal accelerere fra 100 m/s til 200 m/s. Men hvorfor? Hvis man tilfører lige så meget kinetisk energi som før, hvordan kan de så være, at den ikke accelererer lige så meget som før, og hvordan kan man se dette ud fra E_kin?

Vil det alt dette sige, at hvis et objekt i rummet har en vist hastighed, og den konstant får et skub af samme størrelse og dermed øger farten, så vil den til sidst slet ikke bevæge sig hurtigere, fordi dens hastighed er blevet for stor?

Min manglende forståelse for dette har ladt mig helt blank hvad angår spg. c. 


Brugbart svar (0)

Svar #1
30. maj 2016 af pingpon (Slettet)

Gi' mig 2 sekunder, så kan jeg svare. 


Brugbart svar (0)

Svar #2
30. maj 2016 af pingpon (Slettet)

a)

a = 0,8969 m/s^2

b)

graf 2 vil være den rigtige, dette er da desto højere hastighed vores bil har, desto lavere en acceleration. (Dette kan ses af brøken, du kunne også udregne det) 

c) 

Arbejdet er forskellen mellem det mekaniske arbejde og den kinetiske energitilførsel. Dette er en meget svær opgave, som jeg også tror jeg selv har lavet forkert. 


Svar #3
30. maj 2016 af EnStuderende

Jeg får a til 0.0145 m/s^2. 

Jeg er enig i b, men som jeg også skriver, så er jeg ikke helt sikker på, at jeg forstår det.

Har du et bud på udregninger i c? Jeg går ud fra, at accelerationstiden ville være mindre, hvis ikkem modstandskræfter ydede et arbejde, så derfor afhænger t vel af begge slags arbejder? Så jeg kan ikke rigtig se, hvordan jeg skulle kunne adskille det og finde henholdsvis arbejdet fra motoren og modstandskræfterne alene....


Brugbart svar (2)

Svar #4
31. maj 2016 af Jerslev

#2+#3:

Det er nemt at beregne tilvæksten i kinetisk energi som \Delta E_{kin} = \frac{1}{2}m\left( v^2 - v_0^2 \right ), hvor v er hastigheden efter acceleration og v0 er hastigheden før acceleration.

Tilsvarende kendes den effekt, som motoren tilføjer mekanisk energi til systemet med, og da denne effekt er konstant og vi kender tidsrummet, hvorunder motoren tilføjer mekanisk energi fås \Delta E_{motor} = P \cdot \Delta t.

Herfra kan energibevarelse benyttes til at finde arbejdet, der udføres af gnidningskrafterne. Bemærk, at arbejdet bliver negativt (som det forventes, idet modstandskraften er modsat rettet bevægelsesretningen).

- - -

mvh

Jerslev


Svar #5
31. maj 2016 af EnStuderende

Nårh ja, for sluthastigheden ville self. være større, hvis ikke modstandskræfterne ydede et arbejde! Aha... Det jeg nok "tænkte galt" var, at jeg ikke kunne udregne den energi, som motoren udførte, fordi jeg tænkte, at \Delta t ville være mindre, hvis ikke gnidningskræfterne/luftmodstand ydede et arbejde. Men self. hvis man i stedet tager højde for, at sluthastigheden samtidigt burde være større, så kan man gøre det på dén måde. Meget smart. Mange tak :)


Brugbart svar (0)

Svar #6
31. maj 2016 af CrazyPoPcorn (Slettet)

Hej alle jeg har de legitime opgaver til Fysik A 01-06-2016, er nogen interesseret kan de købes af mig.

Pris: 100kr

Det skal lige siges det er opgavesættet, som man kommer op i imorgen jeg sælger


Svar #7
31. maj 2016 af EnStuderende

#2 My bad, glemte at dividere ned til sekunder og ikke kun minutter, får det samme i a nu :P


Skriv et svar til: Arbejde af modstandskræfter

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.