Fysik

fysik

08. oktober 2018 af rikke0227 - Niveau: A-niveau

Hej. Jeg ved ikke helt hvordan man løser denne opgave. Jeg tænker at man skal multiplicere de to oplyste værdier sammen, men er ikke sikker på om det er rigtigt.

Vedhæftet fil: Udklip.PNG

Brugbart svar (0)

Svar #1
08. oktober 2018 af peter lind

Brugbart svar (0)

Svar #2
08. oktober 2018 af peter lind

Modstanden uden blokering er 0,5*m*g hvor m er bilens masse og g er tyngdeaccellerationen

Brugbart svar (0)

Svar #3
09. oktober 2018 af swpply (Slettet)

For at give dig lidt intuition for opgaven skal du huske på tommelfingerreglen der siger at den statiske friktionskoefficient $\mu_S$ oftest er større end den dynamiske friktionskoefficient $\mu_D$ , dvs.

$\mu_S\geq\mu_D$

Når en bil bremser ved at blokkere hjulene er der tale om en dynamiske friktion imellem hjul og vej. Hvorimod, når en bil bremser uden at blokkere hjulene er der her tale om en statiske friktion imellem hjul og vej. Du bør derfor forvente at bremselængden uden at blokere hjulene er mindre end de 100 m.

–– NB. Du mangler at gengive vigtige oplysninger fra opgaveformuleringen (det kunne f.eks. være en fart af bilen inden den begynder på at bremse eller en værdi for den dynamiske friktionskoefficient). Uden denne manglende information kan opgaven ikke besvares tilfredsstillende.

Svar #4
09. oktober 2018 af rikke0227

Den har en hastighed på 25 m/s og en konstant accelerationen på 2.2. Hvis man blokerer hjulene får man en bremselængde på 95 m. Jeg forstår godt det du skriver, men er i tvivl hvordan formlen helt vil se ud

Brugbart svar (0)

Svar #5
09. oktober 2018 af Eksperimentalfysikeren

Du kan benytte, at bilen under opbremsningen omdannes den kinetiske energi til arbejde.

Du har så, at ½mv² = s*m*a, hvor s er bremselængden og a er accelerationen.

Brugbart svar (1)

Svar #6
09. oktober 2018 af swpply (Slettet)

Den kinetiske energi af bilen inden den begynder at bremse er bestem ved

$\begin{align*}E_{\text{kin},f} = \frac{1}{2}mv^2 \end{align*}$

og den kinetiske energi af bilen, når den holder stille efter opbremsning er bestemt ved

$\begin{align*}E_{\text{kin},e} = 0\end{align*}$

Hvorfor ændringen af den totale energi er

$\begin{align*}\Delta E &= E_{\text{kin},e} - E_{\text{kin},f} \\ &= -\frac{1}{2}mv^2\end{align*}$

Bremsekraftens arbejde (uden at blokere hjulene) er besemt ved (kraft x strækning):

$\begin{align*}A = \underbrace{-\mu_Smg}_\text{static friction}\cdot\Delta s \end{align*}$

Men eftersom at tabet/ændringen i energi er givet ved bremsekraftens arbejde (arbejdssætningen) har du at

$\begin{align*}A = \Delta E &\quad\Leftrightarrow\quad \cancel{-}\mu_S\cancel{m}g\Delta s = \cancel{-}\frac{1}{2}\cancel{m}v^2 \\ &\quad\Leftrightarrow\quad \Delta s = \frac{v^2}{2\mu_s g} \end{align*}$

Brug nu at det er oplyst at $\mu_S = 0.5$ og at $v = 25\tfrac{m}{s}$ . Du finder dermed at bilen har en bremselængde på

$\Delta s = 63.6\,\text{m}$

hvis den bremser uden at blokkere hjulene.

Brugbart svar (1)

Svar #7
09. oktober 2018 af swpply (Slettet)

Vær opmerksom på at du har givet modstridende inforamtion.

1. Du har i #0 givet at bremselængden er 100 m hvis man blokere hjulene. I #4 er denne bremselængde
pludselig blevet til 95 m.

2. Bilen kan ikke både havde en statiske friktionskoefficient på 0.5 imellem hjul (#0) og vej og samtidig
havde en konstant deacceleration på 2.2 m/s under opbremsning (uden blokkering af hjul) (#4).

Af kontekst formoder jeg at acceleartionen du nævner i #4 ikke har at gøre med deacceleration af bilen under opbremsning. Eftersom hvis dette var tilfældet ville bremselængden (uden blokkering) blive 142 m. Altså skulle er bremselængden (uden blokering af hjul) være længere en bremselængden ved blokring af hjulene. Dette strider åbenlyst imod vores intuation fra svar #3.

–– Gør dig selv en tjeneste og brug lidt tid på at læse og forstå informationen givet i opgaven.
–– Jeg vil mene at det korrekte svar (samt udregninger) er givet i #6.

Brugbart svar (1)

Svar #8
09. oktober 2018 af swpply (Slettet)

I forlængelse af #3 og #6 så er dette foresten også derfor at biler idag kommer udstyret med ABS-bremser.

Skriv et svar til: 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.