Fysik

Anvendelse af Newtons love ift. kasser.

17. marts 2023 af Slopemaster - Niveau: Universitet/Videregående

Hej. Jeg knokler med to opgaver under emnet "Anvendelse af Newtons love" på Fysik 1 på DTU.

Jeg har store problemer med at komme frem til samme resultat som facit. 

Jeg tror det har noget at gøre med måden mit koordinatsystem er defineret. Jeg har dog altid fået at vide at man selv kan vælge sit koordinatsystem, bare man tager højde for det i alle udregninger. Lige med disse opgaver kan jeg dog ikke få det til at passe. 

HJÆLP - Hvordan regnes disse opgaver korrekt ?

Vedhæftet fil: nr1.png

Brugbart svar (0)

Svar #1
17. marts 2023 af peter lind


Brugbart svar (0)

Svar #2
17. marts 2023 af peter lind

Det her ligner ikke en opgave på universitetsniveau, snarere en opgave i gymnasiet på begynderniveau. Ret din profil.

Hvad har du gjort ?

a) Kraften er tyngdekraften på den lille kasse altså m*g. Den masse den skal trække er M+m

Kan du selv klare resten?


Svar #3
17. marts 2023 af Slopemaster

Jeg kan desværre ikke gøre så meget ved at det ligner en gymnasieopgave. Det er som jeg siger en universitetsopgave. 

Der undrer mig at jeg får forskelligt svar ift. facit

N2(M,x) = Ma = S

N2(m,y) = ma = S - mg

Ligning 1 indsættes i ligning 2 og løses for a

ma = Ma - mg =>  Ma-ma = mg

a(M-m) = mg

a = mg/M-m)

Facit siger 

a = mg/M+m)


Brugbart svar (0)

Svar #4
17. marts 2023 af peter lind

Det undrer mig hvad du laver.  Hvad er N2 og S ?. Hvis du fulgt mit forslag havde du netop fået facitlistens resultat.


Brugbart svar (0)

Svar #5
17. marts 2023 af Eksperimentalfysikeren

Jeg ved ikke, hvad du bruger N2 til, men første linie viser mig, at S er snorekraften. Denne linie er i så fald korrekt.

I den anden ligning ser det ud til, at du prøver at udtrykke den totale kraft på m ud fra tyngdekraften og snorekraften. Her har du byttet om på ledene på højre side, det skulle have været ma = mg-S. Dermed bliver næste ligning også forkert.


Brugbart svar (0)

Svar #6
18. marts 2023 af MandenMedMangeHatte

#4 N2 er fysik 1s notation for brugen af Newtons 2. lov.

Det er skam et universitetskursus som udbydes på DTU. Det er et forfædeligt kursus, med forfærdelige opgaver og knap så gode undervisere.


Svar #7
18. marts 2023 af Slopemaster

N2 er nemlig notationen som anvendes på kurset som det også nævnes i #6. Generelt anbefales det at man opstiller Newtons anden lov for begge kasser, hvilket jeg har prøvet på. Jeg er med på at det vil være nemmere at opstille a=F/m og indsætte derfra som jeg tror der bliver foreslået i #2 men for mere komplicerede problemer syntes jeg ikke altid det er lige til.

#5 det kan muligvis godt være der min fejl er, men hvis man opstiller ma = mg-S antager man vel at den positive y-akse vender nedad? Det er netop det min oprindelige frustration var rettet mod, for hvorfor skulle man vende det sådan?


Svar #8
18. marts 2023 af Slopemaster

Jeg tror muligvis fejlen er fundet. Hvis man vender koordinatsystem konventionelt med positiv y-akse opad og positiv x-akse mod højre (som i min optik er intuitivt), så vil en positiv acceleration af blokken M svare til en negativ acceleration af blokken m. Så det geometriske bånd bliver a_m = - a_M.

Brugbart svar (1)

Svar #9
18. marts 2023 af Eksperimentalfysikeren

Det har du ret i. Det, der driller er, at snoren går vandrer på et stykke og lodret på et andet stykke. Hvilken retning har snorekraften så? Skal man holde sig til et normalt koordinatsystem, er der to snorekræfter, en lodret og en vandret. De er lige store, men den lodrette går i x-aksens positive retning og den lodrette i y-aksens negative retning. Der er tilsvarende to accelerationer, der igen er lige store og i samme retninger som snorekræfterne. Det bliver hurtigt noget rod, så jeg vil ofte se bort fra koordinatsystemet og regne nummerisk.

Jeg synes, det er godt, at du prøver kræfter med at løse opgaven i et koordinatsystem.

Prøv at regne den igennem med vektorerne repræsenteret på koordinatform:

M\begin{pmatrix} a\\ 0 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} S\\ 0 \end{pmatrix}

m\begin{pmatrix} 0\\ -a \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 0\\ S \end{pmatrix}+m\cdot \begin{pmatrix} 0\\ -g \end{pmatrix}


Skriv et svar til: Anvendelse af Newtons love ift. kasser.

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.