Fysik

Brudstykke mod jorden.

23. september 2017 af supra123 (Slettet) - Niveau: B-niveau

Hej Venner
Søger lidt hjælp til denne opgave som ellers virker simpel.

Den handler om et brudstykke fra en rumstation som falder mod jorden. Den falder fra en højde på 100km lodret mod havet. Tyngdeaccelerationen er 9.7 m/s^2 under faldet

pga luftmodstand er brudstykket lige før nedslaget 500 m/s. Massen af brudstykket er 55kg. Hvis man som tidligere nævt kunne se bort fra luftmodstande ville den hele potentielle energi i 100km højde om dannes til kinitisk energi ved nedslaget. Men pga. luftmodstanden tabes mekanisk energi. Beregn den potentielle energi i 100 km højde og den kinetiske energi ved nedslaget. Hvor meget energi tabes under faldet?

d)
Brudstykket består af aluminium, Hvis varmefylde er 880 j/kg/C. Det antages at halvedelen af den tabte mekaniske energi gå til forøgelse af brudstykkes termiske energi. Hvilken temperatur har brudstykket lige før nedslaget hvis højden i 100 km var 50 grader C
---

Til c) ville jeg sige 55kg*9.7(m/s^2)*100.000m

Brugbart svar (0)

Svar #1
23. september 2017 af swpply (Slettet)

Lad Q benævne tabet af energi, dvs. den energi der bl.a. er omdannet til varme via luftmodstanden.

$\begin{align*} Q &= E_{pot}(100\,km) - E_{kin}(500\,\tfrac{m}{s}) \\ &= 55\,kg\cdot 9.7\,\tfrac{m}{s^2}\cdot 100000\,m - \frac{1}{2}\cdot 55\,kg\cdot (500\,\tfrac{m}{s})^2 \\ &= 46.475\,MJ \end{align*}$

Svar #2
23. september 2017 af supra123 (Slettet)

tusind tak! hvad med d)?

Brugbart svar (0)

Svar #3
23. september 2017 af swpply (Slettet)

Fra varmelæren har vi at

$\frac{Q}{2} = mc\Delta T$

hvor c er aluminiums specefikke varmefylde, dvs. c = 880 J/kg/K. Dermed er temperatur ændringen ved nedslaget altså

$\begin{align*} \Delta T &= \frac{Q}{2mc} \\ &= \frac{46.475\,MJ}{55\,kg\cdot 880\,\tfrac{J}{kg\cdot K}} \\ &= 480113K \end{align*}$

hvorfor temperaturen ved nedslaget er

$\begin{align*} T &= T_0 + \Delta T \\ &= 55^\circ C + 480113^\circ C \\ &= 480163^\circ C. \end{align*}$

Dette virker voldsomt, taget i betragtning at aluminium koger ved tempeatur omkring 2500°C.

Skriv et svar til: Brudstykke mod jorden.

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.