Fysik
Fysik A
På en bestemt bil er tyngdekraften 14,5 kN. Nu parkeres bilen på en bakke med hældningen "15 grader" med vandret. Bilens massemidtpunkt er 0.8 m over vejen, og afstand mellem for- og baghjul er 3.0 m.
Bestem størrelsen af den samlede normalkraft på forhjulene.
M = r*F_t*sin(15) = 6.379889462 m*kN
M=r*F_N*sin(90)=3.75 kN
Er svaret derfor 3.75 kN?
Svar #1
28. november 2023 af Eksperimentalfysikeren
Du har regnet kraften parallelt med vejen ud i stedet for normalkraften.
Svar #2
28. november 2023 af NightHelper
Du har regnet kraften parallelt med vejen ud i stedet for normalkraften.
Skal jeg så sæt vinkler til 15 og ikke 90 til at finde normalkraft?
Svar #3
28. november 2023 af Eksperimentalfysikeren
Du skal bruge cosinus i stedet for sinus.
Tegn bakken med bilen og kræfterne. Så kan du se, at normalkraften er næsten lige så stor som tyngdekraften.
Svar #4
29. november 2023 af M2023
#0. Brug eventuelt nedenstående figur. A er baghjul, B er massemidtpunkt og C er forhjul.
Svar #5
29. november 2023 af M2023
#4. Ved nærmere eftertanke: Prøv nedenstående tegning i stedet:
Svar #6
29. november 2023 af M2023
#5. Man skal finde |FC|.
Man har, at |FA| + |FC| = 14,5 kN (resulterende kraft på bilen) og |AB'|·|FA| = |B'C'|·|FC| (kraftmoment om massemidtpunkt).
|AC'| = (3 m)·cos(15°) = 2,90 m.
|AB'| = |AB|·cos(B'AB). |AB|2 = √[(3/2)2 + 0,82] m = 1,7 m.
Vinkel B'AB = 15° + tan-1(0,8/(3/2)) = 15° + 28,07° = 43,07°.
Det vil sige, at |AB'| = (1,7 m)·cos(43,07°) = 1,24 m.
|B'C'| = |AC'| - |AB'| = 2,90 m - 1,24 m = 1,66 m.
|FC| = |AB'|·|FA|/|B'C'| = |AB'|·(14,5 kN - |FC|)/|B'C'| ⇒
|FC| = (14,5 kN)·(|AB'|/|B'C'|)/(1 + |AB'|/|B'C'|) ⇒
|FC| = (14,5 kN)·(1,24/1,66)/(1 + 1,24/1,66) ⇒
|FC| = 6,20 kN
Svar #7
29. november 2023 af Eksperimentalfysikeren
Opgaven kan ikke løses. Der mangler oplysning om tyngdepunktets placering i kørselsretningen. Desuden mangler der oplysning om, hvordan de 0,8m er målt. Er det lodret eller vinkelret på vejbanen? Hvilken ende er forenden? Øverst eller nederst.
Svar #8
30. november 2023 af NightHelper
#6#5. Man skal finde |FC|.
Man har, at |FA| + |FC| = 14,5 kN (resulterende kraft på bilen) og |AB'|·|FA| = |B'C'|·|FC| (kraftmoment om massemidtpunkt).
|AC'| = (3 m)·cos(15°) = 2,90 m.
|AB'| = |AB|·cos(B'AB). |AB|2 = √[(3/2)2 + 0,82] m = 1,7 m.
Vinkel B'AB = 15° + tan-1(0,8/(3/2)) = 15° + 28,07° = 43,07°.
Det vil sige, at |AB'| = (1,7 m)·cos(43,07°) = 1,24 m.|B'C'| = |AC'| - |AB'| = 2,90 m - 1,24 m = 1,66 m.
|FC| = |AB'|·|FA|/|B'C'| = |AB'|·(14,5 kN - |FC|)/|B'C'| ⇒
|FC| = (14,5 kN)·(|AB'|/|B'C'|)/(1 + |AB'|/|B'C'|) ⇒
|FC| = (14,5 kN)·(1,24/1,66)/(1 + 1,24/1,66) ⇒
|FC| = 6,20 kN
Hej,
|AB'|·|FA| = |B'C'|·|FC|
Vi skal jo finde normalkraft ved forhjul, som ligger 90 grader til bakken som har 15 grader haldning.
Svar #9
30. november 2023 af M2023
#8. Det er ren trigonometri: |FC⊥| = |FC|·cos(15°) = 6,20·0,966 kN = 5,99 kN
Kender du facit?
Svar #10
30. november 2023 af NightHelper
#9#8. Det er ren trigonometri: |FC⊥| = |FC|·cos(15°) = 6,20·0,966 kN = 5,99 kN
Kender du facit?
Nej, kender desværre ikke facit. Jeg har dog prøvede at beregne på det.
M_1 (momentkraft af AB = 16.83327221 m*kN)
M_1 = M_2
M_2 = momentkraft for forhjulerne.
16.83327221 = r * cos(x) * F_N
16.83327221 = 1.7 * cos (x) * F_N
Vinkel x er vinkel mellem F_N og F_N projektion som er: 28.07
Det giver F_N på 11.19974074 kN
Skriv et svar til: Fysik A
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.