Fysik
Fortegn?
Hej,
Antager vi, at vi har en hængende fjeder, hvorpå der sidder et lod ved enden, får vi følgende ligning, når vi giver loddet en flytning (nedad) og derefter giver slip:
kx + mlodx'' = 0,
hvor k er fjederkonstanten.
Skal det forstås, at de to kræfter er modsatrettede, dvs. man lige så godt kunne skrive?:
- kx = mlodx''
I så fald forstår jeg ikke næste udtryk, hvor loddet bliver påvirket af en varierende kraft nedad:
kx + mlodx'' = F0sin(ωt)
Er der nogle, der kan redegøre for fortegnene?
Tak på forhånd.
Svar #1
19. august 2013 af Andersen11 (Slettet)
x-aksens positive retning peger opad.
Fjederkraften på loddet er proportional med fjederens afvigelse fra ligevægtsstillingen (x = 0) , og den har modsat fortegn af x . Derfor er
mlod·x" = -k·x
Svar #2
19. august 2013 af turk89 (Slettet)
#1
Lad os antage det.
Hvordan vil du kunne redegøre for det sidste med, hvor vi har en kraft F0sin(ωt)?
Svar #3
19. august 2013 af peter lind
Hvis du adderer den varierende kraft på højre side af den sidste ligning i #1 svarende til den oprindelige ligning vil du se at de 2 kræfter er modsat rettet(hvis vi ser bort fra variationen), hvilket de også skal ifølge opgaven.
Ligningen sidste i #1 kan også fås rent matematisk ved at fratrække kx fra højre side i den oprindelige ligning.
Der er iøvrigt kun en kraft involveret i den oprindelige ligning, så det er meningsløst at tale om to modsat rettede kræfter
Svar #4
19. august 2013 af turk89 (Slettet)
#1
Jeg forstår det som, at vi hiver i loddet (og dermed en nedadgående kraft fra loddet), mens fjederen prøver at trække loddet tilbage (og dermed en opadgående kraft):
- mlodx" = kx (hvis x-aksen er positiv opad)
Hvis vi derudover tilføjer en ekstra kraft nedad på F, hvorfor hedder det så ikke:
- F - mlodx" = kx ⇔ - F = mlodx" + kx,
dvs. med negativt fortegn foran F?
Svar #5
19. august 2013 af Andersen11 (Slettet)
#4
Kraften F0sin(ωt) kan være både positiv og negativ. Hvis der tilføjes en ydre kraft af størrelsen
F0sin(ωt) , virker der i alt kraften
F0sin(ωt) - k·x
på loddet, så bevægelsesligningen bliver da
mlod·x" = -k·x + F0sin(ωt)
Svar #6
19. august 2013 af turk89 (Slettet)
#5
Aha,
Så jeg skal simpelthen tænke på en anden måde end, hvad jeg er vant til.
Jeg skal altså finde ud af, hvilke kræfter, der virker på loddet som det første. Der er en opadgående kraft fra fjederen og en nedadgående kraft F. Hvorfor sætter vi loddets kraft som positiv så? Sorry, hvis det er alt for 'simpelt' for dig, men jeg prøver virkelig at forstå det.
Svar #7
19. august 2013 af Andersen11 (Slettet)
#6
Der er ikke tale om en opadgående og en nedadgående kraft, men om to kræfter, der beregnes efter de to udtryk -k·x og F0sin(ωt) , og hvis sum er den resulterende kraft på loddet og er derfor lig med mlod·x" .
Skriv et svar til: Fortegn?
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.
