Fysik

translation og rotation

24. november 2011 af zezima (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej, jeg tænkte på, hvordan man generelt kan se, hvordan en kraft ydet et bestemt sted på et objekt påvirker dets translation og rotation. Tag for eksempel et hjul. Hvis du påvirker det direkte i massemidtpunktet vil det kun translatere. Hvis du derimod påvirker det i nederste punkt vil det rotere. Men vil det her KUN rotere eller vil det også få translorisk energi? Og ydermere: Hvorfor har hjulet altid tendens til at rotere omkring sit massemidtpunkt? Er det fordi, at det kræver mindst energi? 


Brugbart svar (0)

Svar #1
25. november 2011 af peter lind

Man kan ud fra Newtons anden  lov samt  loven on aktion og reaktion vise at de ydre kræfter vil få tyngdepunktet til at bevæge sig som om den kun var påvirket af de ydre kræfter. Det vil derfor i praksis ofte være en fordel at beskrive systemet som sammensat af en translatorisk bevægelse af tyngdepunktet og en rotation omkring tyngdepunktet.

Det sidste gælder dog ikke altid. I et pendul er det for eks. bekvemmeste at opfatte det som en drejning omkring ophængningspunktet.


Svar #2
26. november 2011 af zezima (Slettet)

Okay, har det noget med impulsmoment at gøre?
Jeg må nu sige, at ud fra energibetragtninger giver det ikke så meget mening for mig. Lad os sige, at du tilfører samme mængde energi i hhv. center og mass eller bunden af hjulet. Da må der da af energibevarelse logisk følge, at den translatoriske kinetiske energi bliver mindre, hvis du påvirker med en kraft i bunden af hjulet..


Brugbart svar (0)

Svar #3
26. november 2011 af peter lind

Ja. Det har noget med impulsmomentet at gøre. Når det gælder drejninger erstattes i Newtans anden lov impulsen med impulsmomentet og kraften af kraftmomentet.

 

Det andet spørgsmål. Du skal være opmærksom på at stik modsat bunden af hjulet bliver hastighedsændringen mindre end tyngdepunktets.


Svar #4
26. november 2011 af zezima (Slettet)

hmm.. jeg forstår nu stadig ikke, så lad mig sige, hvad jeg præcist mener.
Du skubber i center of mass og giver det en vis energi: Ekin = ½m(vcm)^2
Du skubber i bunden af hjulet og giver både hjulet en rotationsenergi og translatorisk energi: Ekin = ½m(vcm)^2 + ½Iw^2 

Så hvis du gav samme mængde i hvert punkt, så vil vcm da uundegåeligt være mindre i andet tilfælde -> der går jo energi tabt ved rotationen


Brugbart svar (0)

Svar #5
26. november 2011 af peter lind

Du går over til at bruge en energibetragtning, og derved kommer du indirekte til at antage at det er en ren translatorisk bevægelse. Du skal se på kraftens arbejde altså kraft*vej. Kraften kan du godt lade vær det samme i de 2 tilfælde; men vejen er ikke det samme. Vejen vil vil være større i angrebspunktet og derved vil tilført energi være større.


Skriv et svar til: translation og rotation

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.