Fysik

Hjælp vedrørende torsion i forhold til katapulter.

15. december 2018 af ImmaDopeBrownie (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej, jeg er i gang med at skrive en SRP omkring katapulter og blider, men er stødt på en tabel som jeg ikke forstår. Tabbelen omhandler torsion af fjedre, dvs. forskellige materialers egenskaber til at lagre energi. Jeg er dog usikker på hvad de mener med kJ/m^3 og kJ/kg. Jeg forstår godt enhederne, men ikke deres sammenhæng med torsionsfjedrene. Her er et citat vedrørende tabellen.

"Et materiales egenskab til at lagre og afgive energi ved drejning/torsion er bestemt ud fra en materialeparameter kaldet ”forskydningsmodul”(G) og kan omregnes til materialekonstanter for energilagring per volumen eller per vægt. Tabel 2 viser energilagringskapaciteten per volumen og per vægt for en række forskellige materialer."

Kilden: "Den antikke katapults udvikling" Kasper Mayntz Paasch, Tidsskrift for historie årgang 41 nr. 1, 2011

(Jeg har vedhæftet tabellen som billede)

Vedhæftet fil: yNjVYCk.png

Brugbart svar (0)

Svar #1
15. december 2018 af Eksperimentalfysikeren

Hvis man limer en plade på hver side af et viskelæder og trækker dem hver sin vej parallelt med pladerne, vil viskelæderets ene side forskydes i forhold til den anden. Ved små forskydninger vil viskelæderet være i stand til at vende tilbage til sin oprindelige form, når man slipper pladerne. trækker man for hårdt, går viskelæderet i stykker. Det viser sig, at den energi, man tilføre viskelæderet inden det går i stykker, afhænger af en materialekonstant og rumfanget. Det er denne konstant, der står i venstre del af tabellen for en serie materialer (dog ikke for viskelæder!). Senne størrelse er interessant, hvis man vil lagre elastisk energi i materialet, fordi man så kan regne ud, hvor stårt et rumfang man behøver, for at kunne opbevare en bestemt energimængde. Man kan også være interesseret i at vide, hvor stor massen af lageret vil være. Derfor har man regnet ud, hvor stor en energimængde, der kan være i 1 kg.

Der er en sammenhæng mellem de kræfter, der optræder ved forskydningen og de, der optræder ved bøjning. Så vidt jeg kan se bevirker det, at det er den samme energigrænse, der optræder.


Svar #2
15. december 2018 af ImmaDopeBrownie (Slettet)

"Man kan også være interesseret i at vide, hvor stor massen af lageret vil være."

Hvad mener du med dette? Jeg forstår godt hvad du mener med rumfanget, men hvad mener du med massen af lageret? og hvad mener du med at man har udregnet hvor stor en energimængde der kan være i 1 kg? ét kg hvad?


Brugbart svar (0)

Svar #3
15. december 2018 af Eksperimentalfysikeren

Det er faktisk vægten, men den er jo massen gange tyngdeaccelerationen. Der er jo en græse for, hvor stor en vægt, man kan slæbe rundt på. Hvis man vil bruge lageret i en personbil, skal man holde den samlede masse under 3500kg, ellers overholder den ikke loven.


Svar #4
16. december 2018 af ImmaDopeBrownie (Slettet)

Jeg forstår stadigvæk ikke hvad du mener med vægten. Kan du ikke lave et eksempel med torsion i stedet for biler? Måske endda et eksempel med en katapult?


Brugbart svar (0)

Svar #5
16. december 2018 af Eksperimentalfysikeren

I biler har man brug for et energilager. I din katapult har du brug for et energilager. Det har bilen og katapulten fælles. Man kan bruge en fjeder i begge tilfælde, men til biler er der andre lagringsmuligheder, der er bedre.

Fælles for alle energilagre er, at der er en grænse for, hvor meget energi, der kan opmagasineres i 1 kubikmeter af lageret. Det betyder, at hvis man skal opmagasinere en bestemt energimængde i en bestemt lagertype, skal man have en vis plads til rådighed. Det er ikke blot lagerets konstruktion, der er afgørende, men også materialevalget. Det er det sidste, venstre tabel handler om. Det er heller ikke ligegyldigt, hvad den færdige konstruktion kommer til at veje. Den skulle jo nok gerne kunne flyttes. Derfor er det interessant, hvor stor energimængde, man kan gemme pr kg. Kan man gemme 8000kJ i 1 kg og man skal gemme 160000kJ, så skal man have et lager på 20kg.

Hvis man vrider en stang om sin længderetning, sker der forskydning mellem forskellige tværsnit i stangen. Derfor er det  tabeller over forskydning.


Svar #6
16. december 2018 af ImmaDopeBrownie (Slettet)

Jeg har fået det forklaret nu. Det der forvirrede mig var tabelværdierne, da det ikke giver mening at f.eks en kubikmeter gummi kan lagre 10000kJ energi, og et kg kan lagre 8000. Jeg går ud fra at det er en fejl, og der skulle stå J/kg, hvis det var tilfældet ville skemaet give meget mere mening.


Skriv et svar til: Hjælp vedrørende torsion i forhold til katapulter.

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.