Fysik

Fjederkanon

28. marts 2007 af Quewer (Slettet)

Vores lærer har fået den fantastiske idé at vi skal selvlære emnet fjeder og alt hvad der har med det at gøre. Desværre aner jeg ikke hvordan jeg skal løse nedenstående opgave, og håber på noget hjælp.

En fjederkanon med en fjederkonstant på 250 N/m er presset 4 cm sammen, og er ladet med en 50 g tung stålkugle. Kanonen affyres i lodret retning.

A) Bestem stålkuglens hastighed idet den forlader fjederen.

Det eneste jeg har kunnet finde er F=-kx, men det har foreløbig ikke hjulpet.

Nogen der kan give nogle hints med hensyn til hvilke formler der skal anvendes?

Brugbart svar (0)

Svar #1
28. marts 2007 af Sentinox (Slettet)

Jeg ville nok bare benytte energibevarelse.

Den kinetiske energi i en fjeder er givet ved:

E_pot = 1/2*k*x^2

Antages energibevarelse fra sammentrykningen til kuglen forlader fjederen, haves:

E_pot_før = E_Kin_efter =>
1/2*k*x^2 = 1/2*m*v^2

Indsættes de kendte størrelser og løses ligningen med hensyn til den ukendte hastighed, v, er opgaven løst.

Alternativt kan du benytte newtons anden lov på differentiel form.

//Sentinox.

Svar #2
28. marts 2007 af Quewer (Slettet)

v = kvadratrod((1/2*k*x^2) / (1/2*m)) og indsætter jeg værdierne får jeg 212,13 hvilket er forkert i følge facit (det skal give 2,69 m/s).

Brugbart svar (0)

Svar #3
28. marts 2007 af Sentinox (Slettet)

Husk at sætte ind i de korrekte enheder!

1/2*250[N/m]*(0.04[m])^2 = 1/2*0.05[kg]*v^2=>

v = 2.83 m/s

Der er jo en mindre forskel på mit resultat og det din lærer giver, er der eventuelt gnidning, eller er fjederkanonen evenuelt rettet lodret opad, således at tyngdekræften endvidere virker på kuglen?

//Sentinox

Svar #4
29. marts 2007 af Quewer (Slettet)

Kanonen affyres i lodret retning :)

Brugbart svar (0)

Svar #5
30. marts 2007 af Sentinox (Slettet)

Dette betyder jo, at der i i energi-regnskabet skal indregnes arbejdet fra den konservative tyngdekræft:

1/2*k*x^2 = 1/2*m*v^2 - m*g*h =>

1/2*250[N/m]*(0.04[m])^2 = 1/2*0.05[kg]*v^2 + 0.05[kg]*9.81*0.04[m] =>
v = 2.69 [m/s]

//Sentinox

Brugbart svar (0)

Svar #6
30. marts 2007 af Sentinox (Slettet)

En lille fejl i ovenstående:

1/2*k*x^2 = 1/2*m*v^2 + m*g*h

//Sentinox

Skriv et svar til: Fjederkanon

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.