Fysik

Hvad er snorkræften mens spanden falder?

05. april 2021 af Amalie1234324 - Niveau: A-niveau

Hej og godmorgen,

Opgaven er vedhæftet.

Mit forslag: Hvis newtons 2 lov gælder for trisse og spand fås

I_Trisse=1/2*M*a

og for spanden: m*g-T=m*a

Skal jeg først finde accelerationen og såå bruge et af de to ovenstående formler i opg a?

b)Hvad er spandens hastighed idet den rammer vandet ?

Hvordan løser jeg b? Hvordan finder jeg et udtryk for hastighed?

c)Hvor lang tid tager spandens tur fra toppen af brønden til vandeoverfladen ?

Ligeledes ved jeg ikke hvordan c skal løses. Skal jeg bruge en formel for

v = g * t og s = ½ * g * t2, hvor v er farten nedad, g er tyngdeaccelerationen se ovenfor, t er den tid der går fra start, til hvor vi er nu, s er strækningen målt fra startstedet ned til, hvor vi er nu

Nogen der kan hjælpe? Jeg har prøvet mig frem, men er ikke sikker. Herudover har jeg brug for et resultet for de forskellige opgaver, så jeg ved om jeg får det gjort rigtigt :)

På forhånd tak :)

Vedhæftet fil: HJÆLP.PNG

Brugbart svar (0)

Svar #1
05. april 2021 af Soeffi

#0. a) Se evt. https://www.studieportalen.dk/forums/thread.aspx?id=2005623.

b-c) Der er tale om retlinet bevægelse med konstant acceleration.

Svar #2
05. april 2021 af Amalie1234324

i a i det link du sendte, skulle massen findes ikke snorkræften. Jeg er kommet frem til de formler skrevet i svar 0 er det rigtigt?. Er det rigtigt metoden som jeg har tænkt mig at bruge.

b) I mine noter har jeg formlerne v_x^2=v_0x^2+2a_x(x-x0), hvor vx^2 er sluthastighed og Vo er startahastigheden, a konstantaccelreation, og x slutsted og x0 startsted.

jeg ha rogså V_x=V_0x+a_x*t, hvor vx er sluthastigheden, t iden og ax er konstant acceleration

Brugbart svar (1)

Svar #3
05. april 2021 af Sveppalyf

Newtons 2. lov på spanden:

M_spanda = M_spandg - T

Newtons 2. lov på rotationel form for trissen:

τ = Iα

For kraftmomentet har vi

τ = rT

Inertimomentet er

I = ½M_trisser²

og for vinkelaccelerationen gælder

α = a/r

Dette indsat giver os

rT = ½M_trisser²*a/r <=>

T = ½M_trissea

Vi har nu to formler med to ubekendte: a og T.

a) Vi skal finde T, så vi isolerer a i den ene formel og indsætter i den anden.

T = ½M_trissea <=>

a = 2T/M_trisse

som vi indsætter i den anden formel

M_spand* 2T/M_trisse = M_spandg - T <=>

T(2M_spand/M_trisse + 1) = M_spandg <=>

T = M_spandg/(2M_spand/M_trisse + 1)

b) Vi skal finde a, så vi isolerer T i den ene formel og indsætter i den anden.

M_spanda = M_spandg - ½M_trissea <=>

a(M_spand + ½M_trisse) = M_spandg <=>

a = M_spandg / (M_spand + ½M_trisse)

Vi kan så finde sluthastigheden vha. bevægelsesligningen

2aΔs = v² - v₀

v₀ er 0, så vi har

v = √(2aΔs)

(Sæt selv lige udtrykket for a ind i formlen.)

c) Vi har bevægelsesligningen

v = at + v₀

v₀ er 0, så vi har

t = v/a

(Så kan du selv indsætte v og a fra spørgsmål b). )

Brugbart svar (1)

Svar #4
05. april 2021 af Soeffi

#2.

a) I dette tilfælde, skal du finde accelerationen, men det er samme formel.

$a=\frac{m\cdot g}{m+0,5\cdot M}=\frac{16,0\cdot 9,82}{16,0+0,5\cdot 12,0}\;m/s^2=7,14 \;m/s^2$

Positv retning vælges til at være nedad. Man finder snorkraften F_s af følgende formel, hvor F_r er den resulterende kraft, F_t er tyngdekraften og m er spandens masse:

$F_r = F_t-F_s = m\cdot a \Rightarrow F_s = F_t-m\cdot a \Rightarrow F_s=m\cdot (g-a)$

b+c) Du har to formler for retlinet bevægelse med konstant acceleration, hvor startstedet er koordinatsystemets nulpunkt og begyndelsesfarten er 0:

$s(t)=\tfrac{1}{2} \cdot a\cdot t^2\;og\;v(t)=a\cdot t$

For det tidspunkt, t₁, hvor spanden rammer vandoverfladen, gælder:

$s(t_1)=\tfrac{1}{2} \cdot a\cdot t_1^2=10\;m\;og\;v(t_1)=a\cdot t_1$

Heraf får man:

$t_1=\sqrt{\frac{2\cdot 10\;m}{a}}\;og\;v(t_1)=a\cdot \sqrt{\frac{2\cdot 10\;m}{a}}= \sqrt{2\cdot a \cdot 10\;m}$

Svar #5
05. april 2021 af Amalie1234324

Mange tak for hjælpen. Det var virkelig dejligt og brugbart. Kan ikke takke jer nok. Endnu en tak herfra):)

Svar #6
05. april 2021 af Amalie1234324

Hvad står ændring i S for? Er det placering?

Brugbart svar (1)

Svar #7
05. april 2021 af Sveppalyf

Δs er det stykke vej spanden bevæger sig, altså de 10m.

Brugbart svar (1)

Svar #8
05. april 2021 af Soeffi

#6. Hvad står ændring i S for? Er det placering?

Der er en række formaliteter, som du skal kende:

I #4 har du to formler for retlinet bevægelse med konstant acceleration, der ser ud som nedenstående i deres fulde form:

$s(t)=\tfrac{1}{2} \cdot a\cdot t^2+v_0\cdot t+s_0\;og\;v(t)=a\cdot t+v_0$

Du vælger nu et koordinatystem (du kan ikke bruge formlerne uden), hvor der er en lodret s-akse (eller x-akse, hvis du foretrækker det), der peger nedad. Nulpunktet for s-aksen er det sted, hvor spanden starter (dvs. s₀ = 0). Spandens hastighed er 0 i dette punkt (dvs. v₀ = 0).

Da vi ved fra opgaven, at bevægelsen foregår nedad. Da s-aksens positive retning også er nedad, så gælder at spandens fart (v(t)) og acceleration (a) er positive.

Når dette er på plads, så følger resten af #4.

Brugbart svar (1)

Svar #9
05. april 2021 af Eksperimentalfysikeren

En bemærkning om stavning: Det hedder ikke kræft, men kraft. Kræft er en sygdom. Det virker så noget forvirrende, at i flertal hedder kraft kræfter.

Svar #10
05. april 2021 af Amalie1234324

Jeg har fået b) til 142 kgms^2 og opg a 42,85 m/s^2. Er det rigtigt nok mhs til enheder og resultaet

Brugbart svar (1)

Svar #11
05. april 2021 af Sveppalyf

T = 16,0kg * 9,82m/s² / (2*16,0kg/12,0kg + 1) = 42,9 N

a = 16,0kg*9,82m/s² / (16,0kg + ½*12,0kg) = 7,14 m/s²

v = √(2*7,14m/s²*10m) =12 m/s

t = 12m/s / 7,14m/s² = 1,7s

Svar #12
05. april 2021 af Amalie1234324

Mange tak :)

Skriv et svar til: Hvad er snorkræften mens spanden falder?

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.