Fysik
Eksperiment i NASA
Jeg er stillet følgende opgave - nogle der har ideer til løsninger:
I rumskibe ude i rummet mærker man ikke tyngdekraftens virkning. Man er "vægtløs". Det stiller ingeniører over for store udfordringer, når de skal udvikle ny rumteknologi, idet man ikke uden videre kan udføre de ønskede eksperimenter her på jorden. NASA har i Ohio bygget et langt faldrør. Her kan eksperimenter kortvarigt foregå i vægtløs tilstand i et minilaboratorium, der falder frit uden luftmodstand i faldrøret.
Eksperimenterne i NASA's faldrør udføres i et minilaboratorium, der foretager et frit fald på 132 m.
a) Beregn, hvor lang tid det frie fald varer.
Faldrøret har indvendigt form som en 145 m høj cylinder med en radius på 3.05 m. Inden et eksperiment udføres, anbringes minilaboratoriet i faldrøret, som derefter pumpes tomt for luft. Pumperne fjerner i gennemsnit 65 kg luft pr. minut. Før man begynder at pumpe, er densiteten af luften i faldrret 1.20 kg/m^3
b) Vurder, hvor lang tid pumperne er om at tømme faldrøret for luft.
Efter det frie fald bremses minilaboratoriet af små plastkugler i bunden af faldrøret. Opbremsningen sker over en strækning på 4.5 m.
c) Beregn størrelsen af den gennemsnitlige acceleration under opbremsningen.
Svar #1
16. april 2011 af Studieguruen (Slettet)
a) du benytter s = (1/2)gt^2 , hvor s = 132 m og g = 9,82 m/s^2
b) her finder du først volumen af røret, dernæst ganger du dette tal med luftens densitet, hvorved du finder massen af luft i røret. til slut dividerer du dette tal med 65, og du får dermed tiden.
c) du benytter v^2 = 2as , hvor du finder v ud fra energibevarelse.
Svar #2
16. april 2011 af Hanne91 (Slettet)
Er du sikker på, at man kan bruge tyngdeaccelerationen i opgave a, når man er "vægtløs" ?
jeg forstår det sådan, at der ikke er nogle ydre krafter til stede, men er det mig, der misforstår opgave?
Svar #3
16. april 2011 af Studieguruen (Slettet)
#2
Ja du misforstår. Jeg er helt sikker på at du skal bruge tyngdeaccelerationen g = 9,82 m/s^2.
Der står i opgaven at man inde i selve minilaboratoriet føler sig "vægtløs", men i røret vil tyngdekraften stadig gøre sig gældende, når minilaboratoriet bevæger sig nedad. Ellers ville opgaven være umulig at løse :-)
Svar #4
16. april 2011 af Hanne91 (Slettet)
Så det kan godt passe, at jeg får 5.185 sek. i a
b) 78 minutter
c) 9.401 m/s
Svar #5
16. april 2011 af Studieguruen (Slettet)
#4
a) og b) er rigtige, men hvordan har du beregnet c)? Den er ikke korrekt.
Svar #7
20. april 2011 af Studieguruen (Slettet)
#6
Du kender jo ikke accelerationen a?
Du skal finde v ud fra sætningen om energibevarelse, hvor du kender faldhøjden på 132 meter. Dernæst kan du bruge v til at beregne accelerationen a ud fra din givne formel -v^2 = 2as .
Du bør få en meget stor acceleration, da opbremsningen sker på kun 4,5 meter .
Skriv et svar til: Eksperiment i NASA
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.