Fysik
fladhjul
Legede i dag med et faldhjul, dvs. et slags overdimensioneret pendul, som består af en snor viklet om en metalring. Denne lod vi så falde og under antagelse af, at hjulet ruller undervejs, kan man så løse bevægelsesligningerne, hvor man f.eks. finder at snorkraften konstant er lig T=½mg
Det er altsammen meget godt, men jeg har svært ved at se, hvordan den stabile rulningsfase indfinder sig. Lad os sige, at snoren til at starte med ikke er strakt men bøjet. Da falder hjulet under påvirkning af tyngdekraften. Det der så får snoren til at trække er en modreaktion, idet det prøver at bremse hjulet, og så idet snoren trækker begynder hjulet at rotere, da snoren laver et kraftmoment omkring massemidtpunktet. Herved vikler snoren sig ud, og vi når til denne her stabile rulningsfase.
Men hvad er det, som fundamentalt "siger" til snoren, at den pludselig kun skal trække med det halve af tyngdekraften på hjulet. For umiddelbart er det jo tyngdekraften på hjulet, der overhovedet får snoren til at trække igen.
Jeg håber mit spørgsmål giver mening, for jeg synes tit, at man støder på situationer i mekanik, hvor man ikke rigtig kan forklare, hvad der fører til en stabil fase, men blot regner med, at den indtræder.
Edit: titlen skulle selvfølgelig være faldhjul
Svar #1
03. januar 2012 af peter lind
Du skal være opmærksom på at den resulterende kraft er tyngdekraften-snorekraften hvis du orientering lodret nedad. Hvis snorekraften var det samme som tyngdekraften vil den resulterende kraft være 0 og hjulet vil ikke accelerere. Hvis snorekraften var 0 vil du have et frit fald, hvilket åbenlyst ikke er rigtig.
En mere præcis forklaring kræver opstilling af bevægelsesligninger og løsning af dem. Hvis jeg har forstået dig rigtig har du ikke nogen problemer med det.
Svar #2
03. januar 2012 af zezima (Slettet)
nej, enhver kan løse matematikken, men det er tit at forstå, hvad der egentlig sker, som driller mig.
Men lad mig så spørge om følgende. Ville "kraftskiftet" - dvs. at snoren begynder at trække med ½mg - ske instantant, hvis man kigger på det rent teoretisk med stivlegememekanikken i baghovedet. For det er det, som jeg synes er svært at acceptere.
Svar #3
03. januar 2012 af peter lind
Det kommer nok an på i hvor meget du går ned i detaljer. Hvis du går helt ned i detaljer vil snoren over et meget kort tidsrum blive strakt ud. Under denne proces vil snorekræfterne vokse. I praksis spiller disse komplicerede detalje ringen rolle, så man ser bort fra dem
Svar #4
03. januar 2012 af zezima (Slettet)
Selvfølgelig det er jo det, der sker! Mange tak. Jeg ved godt de ikke spiller nogen rolle, for man ender alligevel på ingen tid i den stabile fase, hvor hjullet ruller ned. MEN, jeg synes alligevel det er ærgerligt, at man ikke ihvertfald nogen gange kigger på, hvad der sker helt ned til meget små detaljer og prøver at beskrive det (selvfølgelig uden, at det bliver alt for detaljeret).
Skriv et svar til: fladhjul
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.