Fysik
Hjælp til en fysikopgave haster
Vi regner med, at fra en højde på 100 km, falder et brudstykke fra MIR lodret ned mod Stillehavet. Tyngdeaccelerationen regnes konstant lig med 9.7 m/s2 under faldet. Vi regner endvidere med at brudstykket ikke havde nogen lodret fart inden faldet.
a) Hvor lang tid ville nedturen tage, hvis der ikke var luftmodstand?
b) Med hvilken fart ville brudstykket ramme havoverfladen, hvis der ikke var luftmodstand?
c) Hvis der ikke var luftmodstand kunne den fart brudstykket rammer overfladen med, beregnes ved at se på omdannelsen af potentialenergi i 100 km højde til kinetisk energi ved havoverfladen. Brudstykket af massen er 55 kg.
Beregn denne fart og sammenlign med spørgsmål b.
Hvordan løser jeg opgave c?
På forhånd tak.
Svar #1
14. marts 2018 af Eksperimentalfysikeren
Du finder den potentielle energiændring ΔEpot = mgh. Den omsættes til kinetisk energi Ekin = ½mv2.
Sæt de to udtryk lig hinanden og find v.
Svar #2
14. marts 2018 af annahansen2
#1 Det forstår jeg ikke.
Massen er 55, men hvad med g og h.
Jeg forstår godt formlerne du har skrevet, men hvad skal jeg præcis indsætte?
Svar #4
14. marts 2018 af annahansen2
#3 Okay det forstår jeg slet ikke. Nu skriver du en helt anden formel end i #1. Derfor er jeg virkelig i tvivl hvilken formel jeg skal bruge og hvad skal indsætte i formelen.
Svar #6
14. marts 2018 af annahansen2
#5 Er det rigtigt, hvis jeg beregner dette i opgave c
Jeg synes at det begynder at ligne meget opgave b.
Opgave b: Med hvilken fart ville brudstykket ramme havoverfladen, hvis der ikke var luftmodstand?
Her var min løsning.
Er der ikke nogle, der kan uddybbe opgave c lidt for mig? Undskyld, men jeg er ikke helt med.
På forhånd tak.
Svar #7
14. marts 2018 af Eksperimentalfysikeren
g er den tyngdeacceleration, der er opgivet i opgaven: 9,7m/s2.
h er højden over jorden: 100km. Du skal regne om til meter!
Svar #9
14. marts 2018 af Eksperimentalfysikeren
#8 Dit udtryk for v er korrekt. Hvad er det, der giver 0?
Svar #10
14. marts 2018 af annahansen2
Og jeg forstår heller ikke er det svaret til opgave c, eller skal jeg regne videre?
Svar #13
15. marts 2018 af annahansen2
#12 Det forstår jeg ikke. Jeg fik præcis det samme i opgave b som jeg skrev i #6.
I opgave c står der:
c) Hvis der ikke var luftmodstand kunne den fart brudstykket rammer overfladen med, beregnes ved at se på omdannelsen af potentialenergi i 100 km højde til kinetisk energi ved havoverfladen. Brudstykket af massen er 55 kg.
Så forstår jeg ikke om det er nok, at jeg skriver nedenstående som svar, da det er det samme svar som opgave b og der står sammenlign med opgave b.
Svar #15
15. marts 2018 af annahansen2
#14 Undskyld besværligheden, men jeg bliver nødt til at spørge indtil jeg forstår det.
Er sammenhængen at først bestemmes den potentielle energi, og derefter omsættes den til den kinetiske energi, eller?
Svar #16
15. marts 2018 af Eksperimentalfysikeren
#10 kvadratroden giver ikke 0.
Jeg har lige kigget det hele igennem og kan særdeles godt forstå din forvirring. Da du skulle løse opgave b, var der to metoder at vælge imellem. Du kunne have benyttet, at v=g*t og heri indsat den tid, du har fra opgave a. Du benyttede i stedet energibevarelse og kom frem til den korrekte hastighed. Opgavestilleren havde ikke forestillet sig, at du ville gøre det, og har så i opgave c bedt dig om at benytte energibevarelse, men det har du allerede gjort i b. Du har endda elimineret massen, hvilket er helt rigtigt, man behøver ikke at kende massen.
Det, du mangler, er at regne b igen, men denne gang ved brug af v=g*t, og så sammenligne med det du allerede har.
Svar #17
15. marts 2018 af annahansen2
#16 Mange tak. Det giver meget mere mening nu.
b)
c)
Jeg får næsten det samme resultat, passer det nu? Og hvad skyldes afvigelsen på relativ få decimaler?
Svar #18
15. marts 2018 af mathon
at din tidsberegning skulle være:
solve(0.5*9.7*t^2=10^5,t) | t > 0
Svar #19
15. marts 2018 af annahansen2
#18 Jeg har afrundet til to decimaler, men jeg får også det samme.
Er der ikke en, der vil være sød at besvare mit spørgsmål i #17?
Svar #20
15. marts 2018 af Eksperimentalfysikeren
Forskellen skyldes afrundingen til to decimaler. Jeg har regnet v=g*t ud til 1392,823m/s, når t er rundet af, og 1392,838811m/s, når t ikke er rundet af. Det passer med den afvigelse, du har.
Faktisk bør man slutte af med at afrunde til 2 betydende cifre, da g er opgivet med 2 betydende cifre. 5014km/h bliver så enten til 5,0*103km/h eller 5,0Mm/h efter temperament.