Fysik

Hvor stor er kraften på hendes skosåler?

25. december 2018 af Minniei - Niveau: C-niveau

Jeg har vedhæftet en opgave, jeg bruger til at øve mig på at bruge Newtons love. vil høre, om jeg har forstået/regnet den rigtigt:

Sprg.: 1 Fra gulvet påvirkes kvindens skosåler af normalkraften og tyngdekraften. De kan regnes med m*g og så får jeg 589,2 N. Jeg skal ikke lægge normalkraften sammen med tyngdekraften vel?

Sprg. 2: Kraften er fra elevatorens gulv til kvindens skosåler kan beskrives vha. den resulterende kraft (?). Så jeg siger F_res=m*a=90 N

Sprg. 3: Da hastigheden er konstant må accelerationen være a=1. Så kan jeg sige at F_res=a*m=60kg*1 m/s^2 = 60N

Vedhæftet fil: newton og skosåler.JPG

Brugbart svar (0)

Svar #1
25. december 2018 af Sveppalyf

Opgaven er en øvelse i at bruge Newtons 2. lov.

Fres = m*a

Den resulterende kraft findes som summen af de kræfter der virker  det betragtede legeme. (Med "sum" skal forstås at man tager højde for hvilken retning kraften virker i.)

Spm. 1

Der virker to kræfter  kvinden: Tyngdekraften m*g der virker nedad og kraften på skosålerne fra gulvet (det vi normalt kalder normalkraften) som virker opad. Accelerationen er 0. Hvis vi lægger en akse som er positiv opad, så bliver Fskosål positiv og m*g negativ. Newtons 2. lov giver så

Fskosål - m*g= m*0  <=>

Fskosål = m*g

Fskosål = 60 kg * 9,82 m/s2 = 5,9*102 N

Spm. 2

Der virker igen to kræfter på kvinden: Tyngdekraften er som før m*g. Der virker stadig en kraft på skosålerne, men den har nu en anden værdi som vi skal finde. Accelerationen er nu ikke længere 0 men derimod 1,5 m/s2, og den skal regnes positiv da elevatoren accelererer i vores akses positive retning (opad).

Fskosål - m*g = m*a  <=>

Fskosål = m*g + m*a  <=>

Fskosål = m(g + a)

Fskosål = 60kg(9,82 m/s2 + 1,5 m/s2) = 6,8*102 N

Spm 3

Det er det samme som i spm. 1 da accelerationen igen er 0.

Fskosål = 5,9*102 N


Brugbart svar (0)

Svar #2
25. december 2018 af ringstedLC

Sprg.: 1 Fra gulvet påvirkes kvindens skosåler af normalkraften og tyngdekraften. De kan regnes med m*g og så får jeg 589,2 N. Jeg skal ikke lægge normalkraften sammen med tyngdekraften vel?

Nej. Da de to krafter er modsatrettede; der er ikke noget, der flytter sig i forhold til noget andet og systemet er i ro:

\begin{align*} F_{gulv} &= m\cdot g \\ F_{gulv} &= 60\cdot 9.82\;\left ( \frac{kg\cdot m}{s^2}=N \right ) = 589.2\;N \\ \end{align*}

Sprg. 2: Kraften er fra elevatorens gulv til kvindens skosåler kan beskrives vha. den resulterende kraft (?). Så jeg siger F_res=m*a=90 N

Nej, du glemmer Fgulv:

\begin{align*} F_{res} &= F_{gulv}+F_{acc.} \\ F_{res} &= 589.2+\left ( 60\cdot 1.5 \right )\; \left ( \frac{N+kg\cdot m}{s^2}=N \right ) = 679.2\;N \\ \end{align*}

Sprg. 3: Da hastigheden er konstant må accelerationen være a=1. Så kan jeg sige at F_res=a*m=60kg*1 m/s^2 = 60N

Nej. Når hastigheden er konstant, er acc. lig 0. Det brugte du også inddirekte i spørgsmål 1, hvor hastigheden bare var 0. Derfor er svaret det samme.

Du har sikkert prøvet det; man mærker kun når elevatoren sætter i gang og bremser. Og denne følelse er netop skabt af den resulterende kraft som er forskellen på Fgulv og tyngdekraften. Når denne forskel er 0 , er hastigheden konstant og 0 er også en konstant.


Svar #3
01. januar kl. 13:42 af Minniei

Hvorfor siger du i #1 "Fskosål - m*g= m*0". Hvordan ved man at tyngdekraften skal trækkes fra Fskosål?


Brugbart svar (0)

Svar #4
01. januar kl. 14:40 af ringstedLC

I #1 regnes der med retning og størrelse af produktet af m og g. Da der ikke er nogen bevægelse, må summen af krafterne være 0 (m · 0 = 0). Hvis kraften (opad) på skosålerne er en positiv størrelse, er tyngdekraften (nedad) derfor en negativ størrelse.


Svar #5
01. januar kl. 17:06 af Minniei

Så resultatkraften er Fres=Ft+Fskosål

men Ft har negativt fortegn og Fskosål har positivt fortegn, så det bliver: Fres=Fskosål-Ft

Vi vil gerne finde Fskosål, så den isoleres: Fskosål=Fres+Ft

Har jeg forstået det rigtigt?


Brugbart svar (1)

Svar #6
01. januar kl. 17:13 af ringstedLC

Ja.


Skriv et svar til: Hvor stor er kraften på hendes skosåler?

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.