Fysik

Fjeder, kræfter

24. oktober 2006 af eightx2 (Slettet)

Lad os forestille os en fjeder, hvorpå der hænger et lod. Man har sat loddet, og dermed fjederen i bevægelse.

Jeg er lidt i tvivl om hvilke kræfter der virker på loddet. Fjederkraften er k·x, men man skal vel også have tyngdekraften med. Synes bare det ser lidt forkert ud, at den resulterende kraft så skulle være k·x+m·g.

Brugbart svar (1)

Svar #1
24. oktober 2006 af Lurch (Slettet)

det er fuldstændigt rigtigt.
F(res) = m*a = m*g - k*x
Husk at overvej dine fortegn, de to kræfter er modsat rettet ved strækning af fjeder, mens de er i samme retning ved sammenpresning af fjeder

Brugbart svar (0)

Svar #2
24. oktober 2006 af Darwin (Slettet)

Jamen dog!

Ligningen er ma = mx(dot,dot) = -kx, hvor x er afstanden til ligevægtspunktet.

Brugbart svar (0)

Svar #3
24. oktober 2006 af Darwin (Slettet)

Beviset lyder:

Fjeder neutral: længde L.
Fjeder med lod: længde L + l.

Lad "nedad" være +.

Kraft 1: mg
Kraft 2: -k(x+l) = -kx - kl = -kx - mg, idet kl = mg (Newtons første lov).

Således: m(d^2x/dt^2) = -kx

Brugbart svar (0)

Svar #4
24. oktober 2006 af Lurch (Slettet)

#2 dette gælder ikke for et lod der hænger i en fjeder, kun for et lod der påvirkes vandret af en fjeder.

Brugbart svar (0)

Svar #5
24. oktober 2006 af Darwin (Slettet)

#4. Nej

Brugbart svar (0)

Svar #6
24. oktober 2006 af Lurch (Slettet)

Ja ok, men hvis spørgsmålet var om der er en tyngdekraft eller ej der påvirker fjederen, så er svaret ja.

Brugbart svar (0)

Svar #7
24. oktober 2006 af Darwin (Slettet)

Jovist. Pointen er, at din ligning i #1 er noget fis.

Brugbart svar (0)

Svar #8
24. oktober 2006 af Lurch (Slettet)

Forkert er den altså ikke. Ja, du kan simplificere udtrykket ved at skrive positionen x som summen af ligevægtspositionen og den yderligere strækning.

Svar #9
24. oktober 2006 af eightx2 (Slettet)

Hvad bliver I enige om? :)

Den resulterende kraft F_res=ma med eller uden F_t=mg?

Brugbart svar (0)

Svar #10
24. oktober 2006 af Lurch (Slettet)

Både og :) det afhænger af hvordan man vælger sit koordinatsystem. Tyngdekraften påvirker selvfølgelig loddet, men hvis du kal beskrive loddets harmoniske svingning feks er den ikke relevant. Hvis du skal tegne et diagram over kræfter på loddet, så skal tyngdekraften figurere.

Brugbart svar (0)

Svar #11
25. oktober 2006 af lany (Slettet)

9) Sagt på en anden måde: Det x, der bruges i 1) og 2) er afstanden fra loddet til det ligevægtspunkt, der ville have været, hvis tyngdekraften ikke havde været der. Det er mest korrekt at benytte det x, der måles i forhold til det nye ligevægtspunkt. Dvs. ligningen fra 3) skal benyttes.

Svar #12
25. oktober 2006 af eightx2 (Slettet)

Okay, tak!
Jeg har en fjeder hvoraf jeg kender fjederkonstanten k, og fjederen påvirkes af en kraft, hvorved den forlænges 2,0 cm.

Når spørgsmålet lyder, hvor stor denne kraft er, så må facit altså være F_res=-kx => F_res=-3,5 kN/m * 2,0*10^(-2) m = -0,07 kN. Ikke sandt?

Skriv et svar til: Fjeder, kræfter

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.