Fysik

F(res) iforb. m. opdrift?

21. februar 2008 af DaZkull (Slettet)

Hjælp! Jeg sidder over min SRO, der handler om en varmluftballon.

Jeg skal finde sammenhængen mellem den resulterende kraft, tyngdekraften og opdriften - den ville jeg umiddelbart mene var F(res)=F(op)-F(t), når vi snakker om, hvilke kræfter der indvirker på ballonen.
Mit problem er bare, at min lærer har skrevet følgende op:
Fres=Ft(ballon)+Ft(gas)+Fop, hvor Ft er tyngdekraften på gassen i ballonen og Ft(ballon) er tyngdekraften på selve ballonen.

Men så vidt jeg kan se, er de to ikke i overensstemmelse?
Var de det, måtte det da hedde:
Fres=Fop-Ft(ballon)+Ft(gas), burde det ikke? Jeg er forvirret.

Hjælp modtages med kyshånd, og gerne meget snart, da jeg skal aflevere i morgen.

Bedste hilsner
Katrine

Brugbart svar (0)

Svar #1
21. februar 2008 af Lurch (Slettet)

Det handler alt sammen om hvordan du vælger dine fortegn.
Udtrykket
Fres = Ft(ballon) + Ft(gas) + Fop
er helt generelt, og summere de kræfter der virker på ballonen, uden at snakke om hvilken vej kræfterne peger.
Hvis du vælger at en kraft der peger ned mod jorden (tyngdekraften) er negativ, så bliver udtrykket
Fres = -Ft(ballon) - Ft(gas) + Fop
da både gassens vægt samt ballonensvægt trækker den i negativ retning, mens opdriften trækker den i positiv retning.

Svar #2
21. februar 2008 af DaZkull (Slettet)

Mange tak for svaret, nu har jeg bare et tillægsspørgsmål:

Vi målte at ballonen kunne trække 0,9 N, hvilket er lig Fres. Massen på ballonen var 0,060 kg, og sætter man det ind i formlen får man:
Fres=Fop-Ft <=> 0,9 N = Fop - (0,060 kg*9,82 N/kg) <=> Fop=1,4892
Men hvis jeg valgte at skrive Fres=Fop+Ft, hvilket igen må være afhængig af, hvilken vej man vender sit fortegn?, så bliver resultatet jo 0,3108.
Spørgsmålet er, hvilken formel er den rigtige?
Selv sværger jeg til den første, men er det korrekt?

Svar #3
21. februar 2008 af DaZkull (Slettet)

...jeg mener selvfølgelig Fres=Ft-Fop som alternativ, hvilket giver -0,3108 - det bliver jo nødt til at være en differens, da de to kræfter er modsatrettede.
Men hvilket er korrekt?

Fres=Ft-Fop / Fres=Fop-Ft?

Brugbart svar (0)

Svar #4
21. februar 2008 af Lurch (Slettet)

Du kan jo checke dit svar, og se om det giver mening.
Størrelsen af tyngdekraften på ballonen er
Ft(ballon) = 0,06kg*9.82m/s^2 = 0.58 N
Hvis ballonen kan trække op ad, så skal opdriften i hvert fald være større end 0.58N. Så 0.31 kan ikke passe.

Svar #5
21. februar 2008 af DaZkull (Slettet)

Yay, tak for genialt svar.
Det er ikke sådan, at der ligger en dybere fysisk forklaring bag? Hvorfor man definerer den positive retning opad?

Brugbart svar (0)

Svar #6
21. februar 2008 af Lurch (Slettet)

Det er der ingen fysisk forklaring på. Det er en konvention man beslutter sig for. Det er helt ligegyldigt om du vælger op eller ned som værende negativ, bare du er konsekvent.
Hvis man nu definerer nedad som værende positiv, så finder man følgende
Fres = Ft(ballon) + Ft(gas) - Fop
Hvis du sætter ind her, så vil du finde at Fop bliver negativ, hvilket angiver at Fop peger opad. Talværdien vil dog være den samme som før.

Svar #7
21. februar 2008 af DaZkull (Slettet)

Ja undskyld jeg spørger igen, men min hjerne fungerer pt ikke så godt, da jeg sidder og skriver denne opgave under påvirkning af en kraftig influenza.

Men hvis jeg nu vælger at sige Fres=Fop-Ft, så vælger jeg, at opad er positiv retning.
Skal jeg så formulere den anden formel som Fres=Ft(ballon)+Ft(gas)-Fop, eller hvad?
Jeg vil gerne være konsekvent, men kan for at være helt ærlig, ikke overskue tingene lige nu.
Håber du gider hjælpe en sidste gang - jeg sætter stor pris på det.

Brugbart svar (0)

Svar #8
21. februar 2008 af Lurch (Slettet)

Det er helt i orden. Din formel bliver omvendt med fortegn, hvis du vælger op som positiv, altså
Fres= - Ft(ballon) - Ft(gas) + Fop
da tyngdekraften jo peger nedad. Så skal den være negativ

Brugbart svar (0)

Svar #9
23. februar 2008 af cool_operator (Slettet)

Alle krafter repræsenteres i fysik ved en vektor ( et positivt tal (vektorens længde) med en retning ). Det et først når DU bestemmer dig for at indlægge et koordinatsystem, at du kan begynde at tale om fortegn. I opgaven vil det være naturligt at indlægge et retvinklet koordinatsystem med y-aksen vendende "opad". Alle kraftvektorer der vender opad vil være af formen (0,a), hvor a er et positivt tal og alle kraftvektorer, der vender nedad vil være af formen (0,-b), hvor b er et positivt tal. Hvis du havde valgt koordinatsystemet så y-aksen vender nedad ville det "omvendte" være gældende, men du ville være nået til det samme slutresultat. Så det er op til dig, at vælge et koordinatsystem, der giver de nemmeste beregninger.Lidt frihed har man da lov at have. Selv i fysik.

Med venlig hilsen

Skriv et svar til: F(res) iforb. m. opdrift?

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.