Fysik
Vogn, der slippes på vej op af skråplan
En kraftprøve kan bestå i, at en tung vogn accelereres over en kort strækning AB på et skråplan, hvor-efter den slippes og kører videre op ad skråplanet så højt den kan nå. Skråplanets hældning fremgår af de på figuren angivne mål. Vognens masse er 8,0 kg, og tyngdeaccelerationen sættes til 9,8 m/s2. Vognen passerer B med farten 6 m/s. Fra bunden af skråplanet og til B er der 1,2m. Skråplanets højde er 3,0 m. længden af den skrå flade er = 5,0 m.
Hvor langt, regnet fra B, ville vognen nå op ad skråplanet, hvis der kunne ses bort fra gnidning?
når jeg regner det får jeg
Δs = 1,84 m
Men til den næste opgave står der så som indledning: Vognen kommer nu, pga. gnidningen, kun 2,6 m op ad skråplante fra punktet B.
Det kan jo ikke passe, at den kommer kortere vej uden gnidning end med gnidning?
Da jeg rgenede Δs gjorde jeg som følge:
Emek,start = Ekin = ½mv2 = ½*8*62 = 144 J
Så måtte der jo også gælde, at:
Emek,slut = Emek,start = mgΔs = 144J
<=>
Δs = (8*9.8)/144 = 1,84 m
Kan umiddelbart ikke finde fejl i regningen, så jeg må gå ud fra, at det er min fremgangsmåde, der halter.
Svar #1
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
Det ville være langt nemmere at sætte sig ind i problemstillingen, hvis du uploadede et billede af hele situationen. På den måde undgår vi, at detaljer bliver udeladt.
Svar #2
25. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
okay. men hver gang jeg forsøger at uploade opgaven, så sker der ikke rigtig noget
Svar #3
25. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
......
Svar #4
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#2 , #3
Mange tak. Jeg viser dig fremgangsmetoden uden energiberegning.
Find først skråplanets hældning ud fra tan(v). Dernæst finder du tyngdekraftens påvirkning i modsat retning af bevægelsesretningen
Ftyngde = m·g·sin(v), og
den resulterende kraft bliver så
Fres = -Ftyngde = m·a , hvis vi regner positivt op ad skråningen.
Strækningen s findes så ved
s = -vo2 / (2·a) .
Svar #5
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
Jeg glemte at tage forbehold for at punktet B ligger et stykke oppe af skråplanet. #4 er derfor ikke korrekt.
Vi bruger istedet energibevarelse. Først finder vi hældningen af skråplanet
v = tan-1(3/4) ⇒ v = 36,87º
Du finder så at den mekaniske energi ved B er
Emek = m·g·sin(v)·1,2m + (1/2)·m·v2 = 191 J ,
hvoraf vi finder den maksimale højde for vognen på skråplanet
191 J = m·g·h ⇒ h = 2,4m .
Vognen når så at køre
(2,4m / sin(36,87º)) - 1,2m = 2,8m efter punktet B .
Svar #7
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#6
Det er selvfølgelig korrekt, ja.
Emek = 8kg·9,8m/s2·sin(36,87º)·1,2m + (1/2)·8kg·(6m/s)2 = 200,4 J
Du finder så
h = 200,4J / (m·g) = 2,56m, og så
(2,4m / sin(36,87º)) - 1,2m = 3,06m
Svar #8
25. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
når jeg regner det med Emek = 200,45 J så får jeg at vognen kører ca 3m
Svar #10
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#8
Ja, det er rigtigt. Jeg laver nogle underlige tastefejl - det er sent på aftenen, beklager. Se #7.
Svar #11
25. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
okay tak for hjælpen :)
kan det passe, at b skal give 47 N
jeg har regnet det
Fgnid = Ft *sin(α) = 8*9,8*sin(36,87) =
Svar #12
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#11
Du har at
Emek = Agnid + Epot , hvoraf
200,4 J = Fgnid·s + m·g·sin(36,87º)·2,6m , hvorved
Fgnid = 30 N
Svar #13
25. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
Korrektion til #12 - Det gik igen for hurtigt.
Den kinetiske energi ved punktet B omsættes til potentiel energi, mens resten forsvinder som et resultat af gnidningskraftens arbejde. Du får så
Ekin = Agnid + Epot , hvoraf
(1/2)·m·v2 = Fgnid·s + m·g·sin(36,87º)·2,6m , hvorved
Fgnid = 8,34 N
Svar #14
25. september 2011 af Andersen11 (Slettet)
#5
Det er her uden betydning, hvad den potentielle energi er i pkt B, da den jo trækkes fra igen. Det er den kinetiske energi i B, der omsættes til yderligere potentiel energi, og da man kun skal bestemme, hvor langt vognen kommer op fra B, drejer det sig om forskel i potentiel energi regnet fra B, dvs
mg·Δh = (1/2)m·vB2 , så
Δh = vB2 / (2g) ,
og dermed i kørebanens retning
Δs = (5/3)·Δh = (5/3)·vB2 / (2g) = 30m/9,8 = 3,06m
Svar #15
26. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#14
Ja, det gik op for mig et stykke henne i forløbet. Men vi er enige om resultatet i #13 til opg b), ikke sandt?
Svar #16
26. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
#14 Jeg er ikke helt med på hvorfor du dividerer 5 med 3 og ganger med den fundne højde fra punkt B
Svar #17
26. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
jeg har løst opg. b på flg måde. se vedhæftet fil
Svar #18
26. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
b og c har jeg rigitg godt styr på nu. så mange tak. men c og d har jeg sværere ved. man skal vel kigge på tyngdekraftens to komposonanter? altså den langs skråplanet og den vinkelret på skråplanet
Svar #19
26. september 2011 af janehansen2011 (Slettet)
undskysl a og b har jeg styr på selvfølgelig :)
Svar #20
26. september 2011 af Studieguruen (Slettet)
#17
Ja, opg b) er korrekt. Du finder samme Fgnid som i #13 .
