Fysik

Fjeder og arbejde

02. november 2024 af Mus25 - Niveau: B-niveau

Hej er der nogle der kan hjælpe mig igang med denne opgave jeg har fået for i fysik? I det første spørgsmål, er det så en fjederkonstant eller en gennemsnitlig fjederkonstant der regnes for dem alle? jeg skal nok os have hjælp til de næste par spørgsmål

Vedhæftet fil: Regneopgaver til eksamen - Fjederkræfter og arbejde.pdf

Brugbart svar (1)

Svar #1
02. november 2024 af ringstedLC

Vedhæft billedfiler af dine opgaver fremover, tak!

Vedhæftet fil:ScreenShot_20241102094217.png

Brugbart svar (1)

Svar #2
02. november 2024 af mathon

Teori:

$\begin{array}{llllll}\textbf{a)} \\&\textbf{TEORI}\\\\&\textup{Vektorligning:}\\&&\mathbf{F}=m\cdot (\mathbf{-g})=-k\cdot\Delta \mathbf{x}\\ &\textup{og}\\&&F=m\cdot g=k\cdot \Delta x \\\\\\ &\textbf{PRAKTISK FORS\O GSM\AE SSIGT:}\\\\&& \Delta x=\left(\frac{g}{k} \right )\cdot m \\\\\\& \textup{Line\ae r regression}\\& \textup{p\aa \ dine data giver:}\\&&\Delta x \approx \left (0.646\;\mathrm{\frac{m}{kg}}\right)\cdot m\\\\&& \frac{g}{k}=0.646\;\mathrm{\frac{m}{kg}}\\\\&& k=\frac{g}{0.646\;\mathrm{\frac{m}{kg}}}=\frac{9.82\;\mathrm{\frac{N}{kg}}}{0.646\;\mathrm{\frac{m}{kg}}}=15.20(12)\;\mathrm{\frac{N}{m}} \end{}$

Brugbart svar (1)

Svar #3
02. november 2024 af ringstedLC

a) Du skal bruge alle forsøgets data. Derfor foretager #2 regression.

b) Brug at arbejde er kraft gange strækning.

c) Kom med dit eget bud!

d) Loddet er af hånden løftet en strækning. Men fjederkraften har "hjulpet" hånden.

e) Tænk over hvad tyngdeacc. gør ved loddets position, når det slippes.

Brugbart svar (0)

Svar #4
02. november 2024 af mathon

$\begin{array}{lllllll} \textbf{b)}\\&\textup{Udf\o rt arbejde:}\\&& A=F_{fj}\cdot x=\left(k\cdot x \right )\cdot x=k\cdot x^2=\left(15.2012\;\mathrm{\frac{N}{m}} \right )\cdot (0.194\;\mathrm{m})^2=\\\\&& \quad \quad0.572(112)\;\mathrm{J}\\\\&& \end{}$

Brugbart svar (0)

Svar #5
02. november 2024 af mathon

Korrektion af # b)

$\begin{array}{lllllll} \textup{Udf\o rt arbejde:}\\&& A=\frac{1}{2}\cdot k \cdot (\Delta x)^2=\frac{1}{2}\cdot \left(15.2012\;\mathrm{\frac{N}{m}} \right )\cdot\left(0.194\;\mathrm{m} \right )^2=\\\\&& \quad \quad 0.2860(56)\;\mathrm{J} \end{}$

Brugbart svar (0)

Svar #6
02. november 2024 af ringstedLC

Bemærk iøvrigt at denne figur ikke passer med tabellens (100, 6.5):

Vedhæftet fil:ScreenShot_100.png

Brugbart svar (0)

Svar #7
02. november 2024 af ringstedLC

Denne figur passer ligeledes heller ikke med tabellens (300, 19.4):

Vedhæftet fil:ScreenShot_300.png

Brugbart svar (0)

Svar #8
02. november 2024 af ringstedLC

b) Arbejdet på fjederen udføres af tyngdekraften:

$\begin{align*}A &= F_t\cdot s \\ &= m\cdot g\cdot s \\ A &= 0.3\,\textup{kg}\cdot 9.82\,\tfrac{\textup{N}}{\textup{kg}}\cdot 0.194\,\textup{m} \\ A &= 0.572\,\textup{J} &&= 15.2012\,\tfrac{\textup{N}}{\textup{m}}\cdot(0.194\,\textup{m})^2 \\ &&&= k\cdot s^2 &&=F_{fj}\cdot s &&,\;k\cdot s=F_{fj} \end{}$

Svar #9
03. november 2024 af Mus25

Mange takk til jer begge, jeg har forstået opgave a) nu og skrevet den ned, dog gider min maple ikke at give mig den rigtige enhed N/m. ved i hvorfor, om jeg skal skrive på en anden måde?

Vedhæftet fil:Skærmbillede 2024-11-03 kl. 13.08.36.png

Svar #10
03. november 2024 af Mus25

#9
Mange takk til jer begge, jeg har forstået opgave a) nu og skrevet den ned, dog gider min maple ikke at give mig den rigtige enhed N/m. ved i hvorfor, om jeg skal skrive på en anden måde?

Ved ikke hvordan det kan uploades som billede

Vedhæftet fil:Skærmbillede 2024-11-03 kl. 13.08.36.png

Brugbart svar (0)

Svar #11
03. november 2024 af ringstedLC

Du skal som tidligere nævnt lave regression på tabellens data og derved få kun én værdi for k.

Enheder: Du skal starte Maple med: "restart with (Units [Standard]", så skulle den være der.

Svar #12
09. november 2024 af Mus25

Nu tror jeg at a) er korrekt, med en fjederkonstant på 15,03 N/m

Vedhæftet fil:Skærmbillede 2024-11-09 kl. 18.03.19.png

Svar #13
09. november 2024 af Mus25

I opgave c) har jeg sagt at det er tyngdekraften og fjederkraften der virker på loddet i den situation. Er det korrekt? eller er der andre / flere kræfter der virker på loddet?

Brugbart svar (1)

Svar #14
09. november 2024 af ringstedLC

#13 Hvis dette skulle være korrekt:

$\begin{align*} \vec{F_t}+\vec{F_{fj}} &= 0 &&\textup{da loddet er i hvile.} \\ \vec{F_{fj}} &= -\vec{F_t} \\ \bigl|F_{fj}\bigr| &= \bigl|F_t\bigr| \\ (0.19-0.05)\,\textup{m}\cdot 15.03\,\tfrac{\textup{N}}{\textup{m}} &= 0.3\,\textup{kg}\cdot 9.82\,\tfrac{\textup{N}}{\textup{kg}} \\ 2.1042\,\textup{N} &\;{\color{Red}\neq}\; 2.946\,\textup{N} \end{}$

Hvorimod:

$\begin{align*} \vec{F_t}+\vec{F_{fj}}+{\color{Red}\vec{F_h}} &= 0 \\ \vec{F_h} &= -\vec{F_t}-\vec{F_{fj}} \\ \vec{F_h} &= \binom{...}{...}\textup{N} \\\Rightarrow \bigl|\vec{F_h}\bigr| &= ...\,\textup{N} \end{}$

Svar #15
09. november 2024 af Mus25

Ifølge opg d, hvilken formel skal jeg så bruge? kan denne bruges A[fjeder] = 1/2*k*x^2 ?
og skal jeg fjerne noget arbejde fra og finde differencen eller hvordan?

Brugbart svar (0)

Svar #16
09. november 2024 af ringstedLC

d) Det er håndens arbejde, der spørges til:

$\begin{align*} A_h &= \big|\vec{F_h}\bigr|\cdot s_h \end{}$

Svar #17
09. november 2024 af Mus25

Skal vi beregne arbejdet ved 19,4 cm og trække arbejdet ved 14,4 cm fra for at finde arbejdet udført over de 5 cm?

arbejdet af 19.4 er fundet fra opg b, mens 14.4 findes ved at bruge samme formel, som den du os siger

Svar #18
09. november 2024 af Mus25

Er opg B lavet korrekt ?

Vedhæftet fil:Skærmbillede 2024-11-09 kl. 23.34.57.png

Brugbart svar (0)

Svar #19
10. november 2024 af ringstedLC

#17

I c) skal du alligevel bestemme vektor F_h og dens størrelse |F_h|

Bestem så A_h som i #16.

#18

Korrekt i forhold til #8!

Brugbart svar (0)

Svar #20
19. november 2024 af mathon

Korrektionen i #5 skal glemmes.

Skriv et svar til: Fjeder og arbejde

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.