Fysik

Lodret kast med luftmodstand

12. marts 2006 af Kraken (Slettet)
Når man kaster en bolde op i luften med en begyndelsesfart på 16m/s vil der være en luftmodstand på bolden. Når bolden kommer ned til starthøjden vil den have farten 14,8m/s. Boldens masse er 152g. Er tabet i mekanisk energi størst på opturen eller på nedturen?
Hvordan kan man forklare det? Vil tabet ikke være størst på opturen, da boldens starthastighed her er størst, hvorved luftmodstanden er størst..?

Brugbart svar (0)

Svar #1
12. marts 2006 af iinnaj (Slettet)

hmm..
når du kaster bolden er hastigheden jo stor, men så bliver den mindre og mindre. og når den så er helt oppe på det højeste er hastigheden 0. så stiger hastigheden igen på vej ned mere og mere.
det tager lige nøjagtig lige så lang tid for bolden at komme op, som at komme ned siger min lærer. om han så har taget hensyn til luftmodstanden skal jeg ikke kunne sige

Brugbart svar (0)

Svar #2
12. marts 2006 af iinnaj (Slettet)

og min konklusion med alt det snak er at mit bud er at modstanden er lige stor op og ned?

Svar #3
12. marts 2006 af Kraken (Slettet)

Men det der gælder jo kun når der er bevarelse af mekanisk energi. Når der er en luftmodstand, er den mekaniske energi ikke bevaret, og derfor er bevægelsen opad og bevægelsen nedad ikke helt ens.

Brugbart svar (0)

Svar #4
13. marts 2006 af fixer (Slettet)

#1
Stigetid og faldtid er kun ens ved kastebevægelse uden friktion.

#0,#2,#3
Tabet er størst på opturen.

Medtages ikke-konservative kræfters arbejde er der atter energibevarelse. Bevæger en partikel m sig mellem punkterne A og B under påvirkning af både konservative og ikke-konservative kræfter, lyder energibevarelsen

(Ekin(A)+Epot(A)) - (Ekin(B)+Epot(B)) = -W_AB (*)

hvor W_AB er de ikke-konservative kræfters arbejde på partiklen under dens bevægelse fra A til B. De ikke-konservative kræfter er ofte (som i nærværende tilfælde) friktionskræfter. Da disse er modsat rettede bevægelsesretningen er W_AB < 0 og dermed -W_AB > 0. På grund af de ikke-konservative kræfters arbejde, vil den mekaniske energi derfor mindskes.

Lad nu punkt A være startpunktet (= nulpunktsniveau for den potentielle energi), B toppunktet og C=A være nedslagspunktet. Ligning (*) opskrives da for både op- og nedtur:

op : ½m(v_A)^2 - mgh_B= -W_op
ned : mgh_B - ½m(v_C)^2 = -W_ned

Da v_A = 16.0 m/s, v_C = 14.8 m/s er v_A > v_C. Af de to bevarelsesligninger ses da umiddelbart at

-W_op > -W_ned

d.v.s. tabet er størst på opturen.

Skriv et svar til: Lodret kast med luftmodstand

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.