Fysik

Rotationel bevægelse - Fysik

21. juni 2015 af xLaila - Niveau: Universitet/Videregående

Hej

Jeg har brug for hjælp med følgende delopgaver (opgaven kan ses i vedhæftet fil):

Et bestemt pottemagerhjul har form af en uniform disk med masse M = 5,0kg, radius R = 25cm. På hjulet sidder en klump ler i en afstand d=17cm fra hjulets centrum. Leret har massen m=1kg.

a) Hvor stort er inertimomentet af pottemagerhjulet og hvor stort er inertimomentet af det samlede system: pottemagerhjul plus ler, omkring aksen gennem hjulets midte vinkeltret på hjulet?

- Jeg har bestemt I_pottemagerhjul.
I_system er jeg lidt usikker på.. skal jeg bare lægge m_ler =1,kg, til massen af hjulet, også beregne inertimomentet af det samlede system som før?

b) Hvor stor vil vinkelhastigheden af rotationen være 2 sekunder efter at motoren er begyndt at accelerere systemets rotation ved fuld effekt? (Hint: energibevarelse):

- Jeg ved at ifølge energibevarelse er arbejde udført = ændring i rotationel kinetisk energi. Hvordan kan jeg bruge dette til at bestemme w ved t=2s?


Brugbart svar (1)

Svar #1
21. juni 2015 af GalVidenskabsmand (Slettet)

Du skal bare lægge hjulets inertimoment sammen med lerklumpens inertimoment:

Isystem = ½MR2 + md2

b) Der bliver tilført energien 1,5W * 2s = 3,0 J. Du kan så finde vinkelhastigheden af

Erotation = ½*Isystem2


Svar #2
21. juni 2015 af xLaila

Okay, tak skal du have! :-)

Hvad med opg C. Den kan jeg ikke umiddelbart regne ud :S

Brugbart svar (1)

Svar #3
21. juni 2015 af GalVidenskabsmand (Slettet)

c)

70 omdrejninger pr. minut = 70 * 2π radianer pr. minut = 70*2π / 60 radianer pr. sekund

Så vinkelhastigheden er ω = 70*2π/60 radianer/s

Et punkt på skiven i afstanden r har accelerationen

acentripetal = ω2*r

Lerklumpen bliver altså påvirket af en kraft på

F = m*a  <=>

F = mler * ω2*d

F = 1 kg * (70*2π/60)2 * 0,17 m = 9,13 N

Dette er altså den kraft, hvormed pottemagerhjulet hiver i lerklumpen for at få den til at bevæge sig i en cirkel.

Den maksimale kraft man kan hive i et legeme med, før det begynder at glide, er

Fgnid,max = N*μs

hvor N er normalkraften.

I vores tilfælde har vi

Fgnid,max = mgμs 

Fgnid,max = 1kg * 9,81 m/s2 * 1 = 9,81 N

Lerklumpen bliver altså hængende.


Svar #4
22. juni 2015 af xLaila

Tak skal du have! Det hjalp rigtigt meget :)

Skriv et svar til: Rotationel bevægelse - Fysik

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.