Fysik

Acceleration afhængig af masse?

28. oktober 2009 af halkjer (Slettet)

 Hvis man tager et tænkt skråplan og lader en sten rulle ned af det, vil hastigheden hvormed stenen accelererer være afhængig af masse? Hvis ja, hvorfor?


Brugbart svar (2)

Svar #1
28. oktober 2009 af Sara Lykke (Slettet)

Jeg kan ikke huske de præcise formler, men tyngdekræften er svaret. Det er logisk nok, at jo tungere stenen er, jo mere vil tyngdekræften indvirke på den og jo hurtigere vil den rulle.


Brugbart svar (1)

Svar #2
28. oktober 2009 af Jerslev (Slettet)

#0: Hvis vi ser bort fra luftmodstand og den slags irriterende ting, så nej. Det vil den ikke. Den vil dog være afhængig af stenens inertimoment.


Svar #3
28. oktober 2009 af halkjer (Slettet)

 #1 Altså i dette tilfælde vil Ekin jo øges efterhånden som stenens Epot falder, og vi har Ekin=Epot hvilket betyder masse udgår.

#2 Har du nogle gode online kilder der kan forklare det? :)


Brugbart svar (0)

Svar #4
28. oktober 2009 af Jerslev (Slettet)

#3: Hvorfor ikke blot udlede det selv? I dette tilfælde lad os betragte en cylinder i stedet for en sten.

Ud fra N2 haves:

∑F = mgsinθ - f, hvor θ er vinklen planen danner med vandret. Lille f er friktionskraften. Vi ved desuden, at den resulterende kraft er givet ved ∑F = macm, hvor acm er accelerationen af center-of-mass - altså massemidtpunktet.

Hvis vi dermed omskriver ovenstående fås:

macm = mgsinθ - f  <=> f = mgsinθ - macm

Denne ligning beskriver den translatoriske bevægelse ned af skråplanet. Lad os betragte rotationel bevægelse.

Vi ved at det totale kraftmoment er givet ved produktet mellem inertimomentet og vinkelaccelerationen:

∑ Γ = I α, hvor Γ er kraftmomentet, I er inertimomentet og α er vinkelaccelerationen. Dette omskrives til:

Iα = fR, hvor R er radius af cylindren og f igen er friktionskraften fra før. Bruges sammenhængen, at acm = Rα og α dermed elimineres samtidig med, at vi eliminerer f mellem ligningen for rotation og translationel bevægelse, fås da:

mgsinθ - macm = Iacm/R2

Inertimomentet er givet ved: I = cmR2, hvor c er en konstant, der afhænger af cylindrens form.

Hvis vi dermed isolerer acm fås da:

acm = (gsinθ)/(1+c)


Svar #5
29. oktober 2009 af halkjer (Slettet)

Hvis jeg tolker den fundne ligning ret, vil det så ikke sige at accelerationen blot afhænger af hældningen og ikke massen? Det vil jo så betyde at masse ikke har nogen betydning af farten af accelerationeb?


Brugbart svar (0)

Svar #6
29. oktober 2009 af Jerslev (Slettet)

#5: Det har du også ret i.


Skriv et svar til: Acceleration afhængig af masse?

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.