Den store fysikkassistansetråden

[Madde97]

Snerk skrev (2 timer siden):

Det er oppgitt tid også. Så etter du har funnet bølgelengde kan du finne tidsforskjellen mellom to like faser slik du gjorde. Har du tid og lengde kan du finne farten med v=s/t.

Har du bølgelengde og bølgefart kan du f.eks bruke formelen v = f * λ til å finne frekvensen f,  der λ = bølgelengde.

Så fasen mellom t=0.16 og 0.48 er lik? Men hvorfor må differansen ganges med 2?, hvordan ser jeg forskjell på en hel og en halv svingning? 

[Snerk]

Madde97 skrev (1 time siden):

Så fasen mellom t=0.16 og 0.48 er lik? Men hvorfor må differansen ganges med 2?, hvordan ser jeg forskjell på en hel og en halv svingning? 

Husk at pendelen er i samme fase når den både har samme posisjon og beveger seg i samme retning. Når den den har samme posisjon men beveger seg i motsatt retning har den kun foretatt en halv svingning.

[Madde97]

Snerk skrev (24 minutter siden):

Husk at pendelen er i samme fase når den både har samme posisjon og beveger seg i samme retning. Når den den har samme posisjon men beveger seg i motsatt retning har den kun foretatt en halv svingning.

Ja, det gir mening. Men når jeg ser på figuren, så ser det ut som at alle rekkene med tidspunkt fra 0-48 s inneholder halve svingninger, men fasiten sier at det kun er fra 0.16 til 0.48.. blir ikke helt klok på det.. 

[Madde97]

Hei igjen. Sitter med en fysikk innlevering, og har løst oppgavene, men det er ikke noe fasit som følger med, og er svært usikker på om jeg har gjort det riktig. Er det noen som vi se på løsningene mine?

Oppgaven: Marie står fortsatt på verandaen og kaster baller i luften. Denne gangen klarer hun å kaste ballen slik at den kommer 5,0 meter opp fra hånden hennes. Ballen har masse lik 150 g.

a) Hva er den potensielle energien til ballen når den er i toppunktet av kastebanen?

b) Hva er den kinetiske energien til ballen akkurat i det forlater hånden hennes?

c) Hvor stor fart har ballen i det den forlater hånden hennes?

d) Hvor stort arbeid gjør Marie på ballen i det hun kaster den?

e) Strekningen Marie bruker på å akselerere ballen i kastet er 0,20 meter. Hvor stor kraft bruker hun på ballen?

f)  Så kan vi ta hensyn til luftmotstanden på ballen. Da viser det seg at ballen bare kommer 4,0 meter opp fra hånden til Marie. Hvor stort arbeid har luftmotstanden gjort på ballen?

 

Løsnningsforslag: 

a)     Formel for potensiell energi er: m*g*h. Vi vet at h=5m, g=9.81, og m=150 g eller 0.15 kg. Bruker formelen og får: 0.15*9.81*5=7.3575 runder dette opp til 7.4 J.

b)a)     Formel for kinetisk energi er: ½*m*v^2. Her går jeg ut ifra at v0=ukjent, h0=0, h=5, og v= 0. Må først finne v0: ½*m*v0^2=mgh. Deler på 2 og m på begge sider av likhetstegnet, og får: v0^2=2*g*h. v0^2=2*9.81*5= 98.1, så tar jeg kvadratroten av 98.1 som blir 9.90 m/s runder det opptil 10 m/s. Så den kinetiske energien bli da lik ½*m*v0^2= ½*0.15*10^2= 7.5 J.

C)   10 m/s

d)Jeg finner arbeidet ved å ta i bruk formelen W=E-E0. I dette tilfellet er ½*m*v^2 lik null, og ½*m*v0^2 lik 7.5. Endring i kinetisk energi er lik arbeidet på gjenstanden i det den beveger seg opp fra nullnivået. Det blir lik -7.5 J.

e) For å finne kraft gjør jeg om formelen for arbeid til F=w/s, som blir 7.5/0.2= 37.5N. Dette er kraften hun bruker for å kaste ballen opp.

f) Den potensielle energien uten luftmotstand er 7.4 J, men når vi regner med luftmotstand kommer ballen bare 4 meter opp. Her kan vi si at h0=5 og h=4. Endring i den potensielle energien er lik arbeidet til luftmotstanden.  Mgh-mgh0= 0.15*9.81*4-0.15*9.81*5= -1.4715 rundes opp til -1.5 J. Minustegnet betyr at luftmotstanden utfører negativt arbeid på gjenstanden, fordi den går i motsatt retning av kastekraften

 

[N o r e n g]

Madde97 skrev (2 timer siden):

Hei igjen. Sitter med en fysikk innlevering, og har løst oppgavene, men det er ikke noe fasit som følger med, og er svært usikker på om jeg har gjort det riktig. Er det noen som vi se på løsningene mine?

Oppgaven: Marie står fortsatt på verandaen og kaster baller i luften. Denne gangen klarer hun å kaste ballen slik at den kommer 5,0 meter opp fra hånden hennes. Ballen har masse lik 150 g.

a) Hva er den potensielle energien til ballen når den er i toppunktet av kastebanen?

b) Hva er den kinetiske energien til ballen akkurat i det forlater hånden hennes?

c) Hvor stor fart har ballen i det den forlater hånden hennes?

d) Hvor stort arbeid gjør Marie på ballen i det hun kaster den?

e) Strekningen Marie bruker på å akselerere ballen i kastet er 0,20 meter. Hvor stor kraft bruker hun på ballen?

f)  Så kan vi ta hensyn til luftmotstanden på ballen. Da viser det seg at ballen bare kommer 4,0 meter opp fra hånden til Marie. Hvor stort arbeid har luftmotstanden gjort på ballen?

 

Løsnningsforslag: 

a)     Formel for potensiell energi er: m*g*h. Vi vet at h=5m, g=9.81, og m=150 g eller 0.15 kg. Bruker formelen og får: 0.15*9.81*5=7.3575 runder dette opp til 7.4 J.

b)a)     Formel for kinetisk energi er: ½*m*v^2. Her går jeg ut ifra at v0=ukjent, h0=0, h=5, og v= 0. Må først finne v0: ½*m*v0^2=mgh. Deler på 2 og m på begge sider av likhetstegnet, og får: v0^2=2*g*h. v0^2=2*9.81*5= 98.1, så tar jeg kvadratroten av 98.1 som blir 9.90 m/s runder det opptil 10 m/s. Så den kinetiske energien bli da lik ½*m*v0^2= ½*0.15*10^2= 7.5 J.

C)   10 m/s

d)Jeg finner arbeidet ved å ta i bruk formelen W=E-E0. I dette tilfellet er ½*m*v^2 lik null, og ½*m*v0^2 lik 7.5. Endring i kinetisk energi er lik arbeidet på gjenstanden i det den beveger seg opp fra nullnivået. Det blir lik -7.5 J.

e) For å finne kraft gjør jeg om formelen for arbeid til F=w/s, som blir 7.5/0.2= 37.5N. Dette er kraften hun bruker for å kaste ballen opp.

f) Den potensielle energien uten luftmotstand er 7.4 J, men når vi regner med luftmotstand kommer ballen bare 4 meter opp. Her kan vi si at h0=5 og h=4. Endring i den potensielle energien er lik arbeidet til luftmotstanden.  Mgh-mgh0= 0.15*9.81*4-0.15*9.81*5= -1.4715 rundes opp til -1.5 J. Minustegnet betyr at luftmotstanden utfører negativt arbeid på gjenstanden, fordi den går i motsatt retning av kastekraften

I det store og hele ville jeg sagt dette er innenfor, men litt småpirk

 

Siden det står i oppgaven at Marie står på en veranda (til forskjell fra en terrasse) er hun kanskje en gitt høyde over bakken? Hva sier det deg om den potensielle energien?

Du trenger ikke regne om til hastighet i oppgave b), og du har forøvrig avrundet hastigheten feil (se gjeldende sifre). Husk at energi ikke kan oppstå eller forsvinne av seg selv, når du sier at potensiell energi i toppen av kastet er 7.4 J og kinetisk energi i begynnelsen av kastet er 7.5 J må jo 0.1 J ha "forsvunnet"

c) 9.9 m/s (igjen, se gjeldende sifre)

Hvis du skal være superkranglete i oppgave d) kan du påpeke at for å tilføre en vertikal hastighet må ballen akselereres i vertikal retning, og du trenger derfor informasjon fra oppgave e) for å gi et fullstendig svar Ellers bra svart.

Ingenting å si på e), bra svar

Jeg ville personlig startet med å sammenligne ballens total energi (kinetisk og potensiell) rett etter kastet mot ballens total energi i topppunktet, men du ender opp med riktig svar. Merk at luftmotstanden virker i motsatt retning av bevegelsen, og ikke kastet.

[Madde97]

Takk for svar

Er det ikke slik at når hun står på en veranda, som er x cm over bakken, så øker den potensielle energien? Jo høyere opp man kommer i fra bakken jo høyere blir vel den potensielle energien?. Marie løfter/ holder ballen i hånden mens hun står på verandaen, og utfører et positivt arbeid på gjenstanden, slik at den får en høyere potensiell energi enn det den ville hatt om den lå på gulvet eller på bakken. Men det kommer vel an på hva man velger som null nivå. Da jeg løste oppgaven antok jeg at hånda til Marie var nullnivået, men man burde vel kanskje tatt utgangspunkt i verandaen?  Regnet feil på oppgave A forresten når jeg fikk en potensiell energi på 7,4 J?

På oppgave B skulle man regne ut kinetisk energi, og da tenkte at det var lurt å regne på hastigheten først, siden den ikke stod oppgitt. Forstår ikke helt hvordan man ellers skulle ha løst denne oppgaven. Er kinetisk energi på 7.5 J feil?  Energien kan ikke forsvinne, men kvaliteten på den kan vel reduseres hvis man tenker seg at luftmotstand virker inn? (man skulle egt se bort i fra luftmotstand i denne oppgaven, men tenker bare på i virkeligheten)

Oppgave H synes jeg også var krevende. Her tenkte jeg på differansen mellom den potensielle energien før og etter luftmotstanden virker inn var den letteste måten å komme frem til svaret på. Forstod ikke helt hva du mente, men tolker det som at total energien tilsvarer den mekaniske energien ballen har etter kastet, og i toppunktet. Blir det riktig å regne slik: Kinetisk energi: 1/2*0.15*9.9^2=7.35 J, og potensiell energi: 0.15*9.81*5=7.3575. Også legge sammen: 7.3575+7.35= 14.7075 J. Så regne ut kinetisk og potensiell energi ved en høyde på 4 m.. Kinetisk energi: 1/2*0.15*9.9^2=7.35J, og potensiell energi: 0.15*9.81*4=5.886J. Så legge disse verdiene sammen: 13.236 J. Til slutt ta differansen mellom sluttproduktene: 13.236-14.7075= -1.4715 runde det opp til -1.5 J. Ble det riktig?

[N o r e n g]

Madde97 skrev (48 minutter siden):

Takk for svar

Er det ikke slik at når hun står på en veranda, som er x cm over bakken, så øker den potensielle energien? Jo høyere opp man kommer i fra bakken jo høyere blir vel den potensielle energien?. Marie løfter/ holder ballen i hånden mens hun står på verandaen, og utfører et positivt arbeid på gjenstanden, slik at den får en høyere potensiell energi enn det den ville hatt om den lå på gulvet eller på bakken. Men det kommer vel an på hva man velger som null nivå. Da jeg løste oppgaven antok jeg at hånda til Marie var nullnivået, men man burde vel kanskje tatt utgangspunkt i verandaen?  Regnet feil på oppgave A forresten når jeg fikk en potensiell energi på 7,4 J?

På oppgave B skulle man regne ut kinetisk energi, og da tenkte at det var lurt å regne på hastigheten først, siden den ikke stod oppgitt. Forstår ikke helt hvordan man ellers skulle ha løst denne oppgaven. Er kinetisk energi på 7.5 J feil?  Energien kan ikke forsvinne, men kvaliteten på den kan vel reduseres hvis man tenker seg at luftmotstand virker inn? (man skulle egt se bort i fra luftmotstand i denne oppgaven, men tenker bare på i virkeligheten)

Oppgave H synes jeg også var krevende. Her tenkte jeg på differansen mellom den potensielle energien før og etter luftmotstanden virker inn var den letteste måten å komme frem til svaret på. Forstod ikke helt hva du mente, men tolker det som at total energien tilsvarer den mekaniske energien ballen har etter kastet, og i toppunktet. Blir det riktig å regne slik: Kinetisk energi: 1/2*0.15*9.9^2=7.35 J, og potensiell energi: 0.15*9.81*5=7.3575. Også legge sammen: 7.3575+7.35= 14.7075 J. Så regne ut kinetisk og potensiell energi ved en høyde på 4 m.. Kinetisk energi: 1/2*0.15*9.9^2=7.35J, og potensiell energi: 0.15*9.81*4=5.886J. Så legge disse verdiene sammen: 13.236 J. Til slutt ta differansen mellom sluttproduktene: 13.236-14.7075= -1.4715 runde det opp til -1.5 J. Ble det riktig?

I oppgave a) kommer den endelige potensielle energien til å avhenge av hva som er "null" ja. Du har forstått riktig og regnet riktig med 7.4 J. Om du har fått oppgitt høyden fra bakken opp til verandaen bør du bruke den, hvis ikke noterer du at utgangshøyden er Maries hånd.

I oppgave b) trenger du ikke gjøre ting mer komplisert enn at den kinetiske energien Marie tilførte ballen var nok til å sende den 5 meter høyere. Dermed er kinetisk energi etter kastet ca 7.4 J

 

I oppgave f) ser du på energitap, du hadde tenkt riktig med differansen mellom potensiell energi "før og etter" luftmotstanden virker inn og kommet frem til riktig svar. I ethvert tilfelle her må ballens totale energi (kinetisk og potensiell) være lik eller lavere enn rett etter kastet.

Ballen har: 0.150 * 9.81 * 5.0 ≈ 7.4 J med kinetisk energi rett etter at Marie kastet ballen, samt 0 J potensiell energi. Totalt 7.4 J
Mer energi enn dette kan ikke ballen oppnå uten ytre påvirkning!

Når ballen har kommet til sitt høyeste punkt på 4.0 meter er all kinetisk energi gått over til potensiell energi og luftmotstand. Altså 0 J kinetisk energi og 5.9 J potensiell energi. Totalt har nå ballen 5.9 J

Dermed har luftmotstanden gjort et arbeid på -1.5 J med ballens bevegelsesretning.

 

[Madde97]

Nå gir det litt mer mening. Takk for hjelpen Det var forresten 2 stk grafoppgaver i samme oppgaven som jeg ikke helt skjønner hvordan jeg skal sette opp i et koordinatsystem kunne du forklart meg det? Er det slik at man må lage et funksjonsuttrykk eller kan man bare bruke tusj å tegne streker på koordinatsystemet?

Tegn en graf over den kinetiske energien til ballen fra hun kaster den til den er i toppunktet på banen.- tenkte å bruke y aksen som høyde, og x aksen som kraft, og tegne en rett linje opp til y= 5 ? blir dette riktig? 

Tegn en graf for den potensielle energien til ballen i det samme koordinatsystemet som det du tegnet grafen til den kinetiske energien. Tegn også inn en graf for totalenergien til ballen. Her er jeg mer usikker, men tipper at man kan tegne en rett linje opp til y=5, også en rett linje i motsatt retning fra y=5 til y=0 ?

Endret 20. juli 2021 av Madde97

[N o r e n g]

Madde97 skrev (16 timer siden):

Nå gir det litt mer mening. Takk for hjelpen Det var forresten 2 stk grafoppgaver i samme oppgaven som jeg ikke helt skjønner hvordan jeg skal sette opp i et koordinatsystem kunne du forklart meg det? Er det slik at man må lage et funksjonsuttrykk eller kan man bare bruke tusj å tegne streker på koordinatsystemet?

Tegn en graf over den kinetiske energien til ballen fra hun kaster den til den er i toppunktet på banen.- tenkte å bruke y aksen som høyde, og x aksen som kraft, og tegne en rett linje opp til y= 5 ? blir dette riktig? 

Tegn en graf for den potensielle energien til ballen i det samme koordinatsystemet som det du tegnet grafen til den kinetiske energien. Tegn også inn en graf for totalenergien til ballen. Her er jeg mer usikker, men tipper at man kan tegne en rett linje opp til y=5, også en rett linje i motsatt retning fra y=5 til y=0 ?

Litt sent svar her, men gir noen tips:

Bruk strekning tilbakelagt for x-akse, og energi for y-aksen. Marker når ballen er høyest over bakken.

Potensiell energi er veldig enkelt

Kinetisk energi vil nå være lineær, men vil ikke ha samme størrelse ved 0 m som 8 m tilbakelagt (hvorfor?)

Total energi vil pga luftmotstand gå noe ned etter hvert som ballen reiser. Kanskje enklere å tegne inn denne før kinetisk energi?

[Madde97]

Hei. Jeg har kanskje vært litt dårlig på å forklare..

Oppgaven ser opprinnelig slik ut: 

Marie står fortsatt på verandaen og kaster baller i luften. Denne gangen klarer hun å kaste ballen slik at den kommer 5,0 meter opp fra hånden hennes. Ballen har masse lik 150 g.

a) Hva er den potensielle energien til ballen når den er i toppunktet av kastebanen?

b) Hva er den kinetiske energien til ballen akkurat i det forlater hånden hennes?

c) Hvor stor fart har ballen i det den forlater hånden hennes?

d) Hvor stort arbeid gjør Marie på ballen i det hun kaster den?

e) Strekningen Marie bruker på å akselerere ballen i kastet er 0,20 meter. Hvor stor kraft bruker hun på ballen?

f) Tegn en graf over den kinetiske energien til ballen fra hun kaster den til den er i toppunktet på banen.

g) Tegn en graf for den potensielle energien til ballen i det samme koordinatsystemet som det du tegnet grafen til den kinetiske energien. Tegn også inn en graf for totalenergien til ballen.

h) Så kan vi ta hensyn til luftmotstanden på ballen. Da viser det seg at ballen bare kommer 4,0 meter opp fra hånden til Marie. Hvor stort arbeid har luftmotstanden gjort på ballen

Så graf oppgavene f) og  g) kommer før h). Men forstår ikke helt hvordan jeg skal tegne disse inn i et koordinatsystem.. Den kinetiske energien i oppgave f) blir vel lineær fra null nivået og på veg opp til 5 m, men skjønner ikke hvordan jeg skal tegne inn totalenergien, som de spør etter oppg g)?

[Flin]

Madde97 skrev (10 minutter siden):

 men skjønner ikke hvordan jeg skal tegne inn totalenergien, som de spør etter oppg g)?

Total energi er alltid ....? 

[Madde97]

Forstår ikke så mye jeg nå.. hva mener du?

[Madde97]

Ja den er vel det.. men hvordan ser grafen ut i geogebra.. 

[Flin]

Den er vel hva? Den totale energien er alltid bevart, den er konstant. Hvordan det ser ut i Geogebra kan du enten finne ut av ved å tegne en konstant eller tenke litt over hva det betyr å være konstant.

[Madde97]

Prøvde nå å tegne grafen for både oppgave f) og g) inn i et koordinatsystem, sånn at du kan se hva jeg har tenkt.. synes det virker litt lettere. Har brukt penn, så linjene er litt skjeve.. 

 

[Flin]

Du har tegnet en kurve, oppgaven ber om tre.

1. Kinetisk energi
2. Potensiell energi
3. Totalenergi

Det ser for meg ut som om du har tegna potensiell energi. Noen spørsmål for å hjelpe deg på veg. Hvorfor har du bare tegnet en kurve? Hvor er den kinetiske energien størst? Hvor er den minst? Hva er summen av potensiell energi og kinetisk energi?

[Madde97]

Lagde kun en kurve fordi jeg synes den dekket både kinetisk, potensiell, og total energi. Regnet meg frem til at den kinetiske energien fra nullpunkt og frem til toppunktet er 7.35 J, den forsvinner når ballens posisjon får en potensiell energi på toppen et lite øyeblikk før den snur, og detter ned igjen. Summen av kinetisk og potensiell energi er jeg litt usikker på..

[N o r e n g]

Madde97 skrev (9 minutter siden):

Lagde kun en kurve fordi jeg synes den dekket både kinetisk, potensiell, og total energi. Regnet meg frem til at den kinetiske energien fra nullpunkt og frem til toppunktet er 7.35 J, den forsvinner når ballens posisjon får en potensiell energi på toppen et lite øyeblikk før den snur, og detter ned igjen. Summen av kinetisk og potensiell energi er jeg litt usikker på..

Hvis total energi er konstant, hvordan kan kurven du tegnet passe med det?

[Madde97]

Har nok tenkt feil.. hvis den er konstant så må vel kurven bli en rett linje? Total energi er det samme som mekanisk energi ikke sant? 😅 

Endret 21. juli 2021 av Madde97

[N o r e n g]

Madde97 skrev (9 minutter siden):

Har nok tenkt feil.. hvis den er konstant så må vel kurven bli en rett linje? Jeg aner ikke 😅 kan du vise meg?

Må nesten bli en rett linje for total energi ja. Se på rett etter kastet:

Kinetisk energi er 7.4 J
Potensiell energi er 0
Da er total energi 7.4 J

Så gjør du det samme for toppunktet, og når ballen har nådd samme høyde som den ble kastet fra.

Jeg forventer du klarer å tegne en graf ut fra dette