Fysik

Vinkel

31. maj 2014 af Lillyn (Slettet) - Niveau: A-niveau

Jeg har denne opgave, som jeg har siddet med i et stykke tid, og jeg ved ikke, hvordan jeg skal gribe opgaven an. Jeg har søgt på tidligere tråde på studieportalen, men jeg forstår ikke de givne svar. Opgaven er

Under normale vejrforhold er der et konstant elektrisk felt mellem jordoverfladen og den øvre del af atmosfæren. Dette kan udnyttes til at bestemme krængningen af et fly ved at måle spændingsfaldet mellem flyets vingespidser.

Et lille sportsfly flyver i konstant højde i et elektrisk felt med feltstyrken 150 V/m. 

Spændingsfaldet mellem to elektroder, der er anbragt i hver sin vingespids, er 1,10 kV. Afstanden mellem elektroderne er 11,3 m.

a)  Bestem den vinkel, flyets vinger danner med vandret.

Hvilke formel skal jeg anvende?


Brugbart svar (3)

Svar #1
31. maj 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Du starter med at finde højdeforskellen mellem de to vingespidser:

E = U/d  <=>

d = U/E

d = 1,10*103V/(150 V/m) = 7,33 m

Du skal nu finde vinklen i en retvinklet trekant, hvor den modstående katete er 7,33m og hypotenusen er 11,3m:

sin(v) = 7,33m/11,3m  <=>

v = 40,4º

Forstod du det, eller skal jeg lave en tegning?


Svar #2
31. maj 2014 af Lillyn (Slettet)

Tak, det gav god mening. :)


Svar #3
31. maj 2014 af Lillyn (Slettet)

Jeg har også denne opgave, som jeg har prøvet at give et svar:

Under en flyvning fra Nordamerika til Europa flyves der på et tidspunkt stik øst. Jordens magnetfelt danner på dette tidspunkt en vinkel på 70° med vandret og har størrelsen 1,7*10-4T.

Flyvemaskinens fart er 270 m/s.

a) Bestem størrelse og retning af kraften fra Jordens magnetfelt på en elektron i vingen. 

Jeg indsætter de kendte størrelser i formlen:

F=q*v*B*sin(v)

For at bestemme retningen af den magnetiske kraft, anvendes gribereglen. Højre hånd placeres således, at vektoren q*v peger i pegefingerens retning, som er mod vest, da q er negativ, er q*v modsatrettet v, som peger mod øst. Og da jordens magnetfelt er nedadrettet, skal langefingeren, som angiver vektor B's retning, pege nedad. Da vil tommelfingeren, som angiver retningen af den magnetiske kraft, pege mod syd. 

Er det korrekt? :)

Og til opgave b, får vi oplyst at afstanden mellem de to vingespidser på flyvemaskinen er 60 m. 

b)Vurdér størrelsen af den inducerede spændingsforskel mellem vingespidserne.

Hvordan beregner jeg denne opgave?


Brugbart svar (1)

Svar #4
31. maj 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Jeg bruger højrehåndsreglen: Tommelfingeren i flyveretningen og pegefingeren i magnetfeltets retning giver langefingeren skråt op mod nord. Da q er negativ, bliver kraftens retning skråt ned (20º med vandret) mod syd.

b)

Uind = v*B*l*sin(v)


Svar #5
31. maj 2014 af Lillyn (Slettet)

Undskyld, men i min bog, står der at q*v skal pege i pegefingeren retning, magnetfeltet peger i langefingerens retning, og kraftens retning er repræsenteret ved tommelfingeren.


Brugbart svar (0)

Svar #6
31. maj 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Jeg tror, vi bare har lært højrehåndsreglen på to forskellige måder.

Hvis man har et vektorprodukt

c = a × b

så har jeg lært højrehåndsreglen på denne her måde: Tommelfingeren i a's retning og pegefingeren i b's retning giver langefingeren i c's retning.

Du har tilsyneladende lært den på denne måde: Pegefingeren i a's retning og langefingeren i b's retning giver tommelfingeren i c's retning.

Men så vidt jeg kan se, kommer man frem til samme resultat, ligegyldigt hvilken version af højrehåndsreglen man bruger.


Svar #7
31. maj 2014 af Lillyn (Slettet)

Okay, så forstår jeg det bedre.

Jeg forstår godt, at fordi at q er negativ, er kraften modsatrettet, men kan du forklare mig hvordan kraftens retning bliver 20º med vandret?

Jeg skal bare være helt sikker, flyveretningen, det er mod øst, ikke? Og magnetfeltets retning er 70 grader med vandret?


Brugbart svar (1)

Svar #8
31. maj 2014 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Jeg fandt opgaven her

http://www.uvm.dk/Uddannelser-og-dagtilbud/Gymnasiale-uddannelser/Studieretninger-og-fag/Studentereksamen-(stx)/Fag-paa-stx/~/media/UVM/Filer/Udd/Gym/PDF12/Vejledninger/121015%20Elektriske%20og%20magnetiske%20felter%20vejledende%20opgaver.ashx

Kraften er bestemt ved

F = qv×B

Hvis du betragter tegningen i opgaven og bruger højrehåndsreglen(din version): Pegefingeren i retning af v (det vil sige ud af papiret) og langefingeren i retning med pilene. Din tommelfinger skulle nu gerne pege skråt op mod højre (nord) og danne en vinkel på 20º over vandret (tommelfingeren står vinkelret på pilene, der danner vinklen 70º med vandret). MEN vi skal huske, at q er negativ, så kraften F peger altså i den modsatte retning af tommelfingeren. Det vil sige skråt ned mod syd i en vinkel på 20º under vandret.


Svar #9
31. maj 2014 af Lillyn (Slettet)

Tusind tak for hjælpen!


Skriv et svar til: Vinkel

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.