Fysikkoppgave(3FY) om kraft og bevegelse

[PsychoDevil98]

Sliter litt med denne oppgaven:

 

En leketøysbil med massen 50g kjører inn i en loop med diameter 24cm. Idet bilen kommer inn i loopen, er farten VO=3,1 m/s

 

a) hvor stor er kraften på bilen fra underlaget i det øverste punktet i banen?

b)hvor stor må farten V0 minst være for at bilen ikke skal miste kontakten med banen?

c)i hvilken høyde må vi slippe bilen for at den skal få farten i b)?

 

Fasit:

Klikk for å se/fjerne innholdet nedenfor

a)1,55N nedover

b)2,4m/s

c)0,30m

[PsychoDevil98]

Trenger hjelp fort!

[InLineGirl]

Trenger hjelp fort!

9554776[/snapback]

 

 

Du må bruke loven om bevaring av energi i tyngdefeltet.

Men må øve til fysikk prøve til i morgen, så kan ikke skrive inn hele nå.

(mye regning)

 

 

Gjorde den oppgaven i går,

og delvis spurt om hjelp fra lærer.

[PsychoDevil98]

Hvordan kan du bruke den i a? Enig i b og c..

[aspic]

Du set at kor bilen kommer inn i loopen er høgda 0, då har du altså at v0 og at høgda er null. På toppen er høgda 0,24 meter. Så finn du farten i toppen ved hjelp av bevaring av energi i tyngdefeltet.

 

mgh + 1/2mv^2 = mgh + 1/2mv^2

topp________________botn

 

Du kan kutte vekk massen siden den er i alle ledd:

 

gh + 1/2v^2 = gh + 1/2v^2

 

9,81*0,24 + 1/2*v^2 = 9,81*0 + 1/2*3,1^2

 

2,35 + 1/2v^2 = 0 + 4,805

 

1/2v^2 = 4,8 - 2,35

 

(1/2v^2)/2 = 2,45*2

 

v^2 = 4,9

 

tar kvadratrot av begge sider som gir v

 

v = 2,21 m/s i toppen av loopen.

 

No skal vi kose oss litt med newtons andre lov:

 

Fres = m*a

 

G (tyngdekrafta * masse) + K (krafta frå banen) = m*a

 

Om det er + eller - i Fres ser du når du teikner teikning. Sidan begge pilene peikar nedover legg vi saman vektorane.

 

K = m*a - G

 

For å finne sentripelakselerasjonen (a) inn mot midten av loopen veit du at a = (v^2)/r

 

v er farten vi fann lenger oppe:

 

N = m* (v^2)/r - g*m

 

N = 0,050 * (2,21^2)/0,12 - 9,81*0,050

 

N = 2,04 - 0,49

 

N = 1,55 N

Endret 24. september 2007 av aspic

[PsychoDevil98]

Er med deg når du finner farten i øverste punkt, for så å finne akselerasjonen innover mot sentrum(a=v^2/r). Ser ikke noen feil du har gjort..

[aspic]

Men då får eg K = 0,50 - 0,49 eller noko slikt =/ Eg skal ta det igjen på ark..

 

Eg vil nok tru at å finne det er å finne farten i toppen som er det vanskeligste i oppgava.. =/

Endret 24. september 2007 av aspic

[Ekko]

1/2v^2 = 4,8 - 2,35

 

(1/2v^2)/2 = 2,45/2

 

v^2 = 1,225

 

9564279[/snapback]

 

Hva er det som skjer her? Det ser ut som du deler på 2 når du skulle ganget med 2.

[PsychoDevil98]

Da ser du ut til at det stemte. Fikk 1,56N med ny viten.

 

Hvorfor går det ikke med (rota av)g*r i b)? N=0 minst når bilen skal få kontakt med banen..

Endret 24. september 2007 av PsychoDevil98

[aspic]

1/2v^2 = 4,8 - 2,35

 

(1/2v^2)/2 = 2,45/2

 

v^2 = 1,225

 

9564279[/snapback]

 

Hva er det som skjer her? Det ser ut som du deler på 2 når du skulle ganget med 2.

9566960[/snapback]

Takker! Slik går det når ein skal gjere oppgåva midt i revytida med bare bærbar for hand..

 

Heile utrekninga er retta og stemmer med fasit..

Endret 24. september 2007 av aspic

[aspic]

Hvorfor går det ikke med (rota av)g*r i b)? N=0 minst når bilen skal få kontakt med banen..

9567010[/snapback]

Du tenker på b?

[PsychoDevil98]

ja, det står det i quoten

[aspic]

For du skal finne farten i v0 og ikkje i v. Var det kor stor farten i v måtte vere (altså farten 0,24 m i høgda) kunne du brukt den formelen. No må du jobbe litt bakvendt i forhold til kva vi gjorde tideligare..

 

For å forklare litt nærmare:

 

Først set du N til 0 slik du hadde tenkt,

 

Fres = m*a

 

G + N = m*a (eg kalte N for K tideligare)

 

G + 0 = m*(v^2)/r

 

Etter flytting og bytting finn du den minste farten bilen kan ha i toppen av loopen. Så bruker du formel for bevaring av energi i tyngdefelt for å finne minstefarten i v0 Off, no klarer eg ikkje å leggje oppgåva ifrå meg:

 

G = 0,05*(v^2)/0,12

(9,81*0,05*0,12)/0,05 = v^2

 

kvadratrot (1,18) = v

 

v = 1,1 m/s (Dette er minstefarten i toppen)

 

mgh + 1/2m*v^2 = mgh + 1/2m*v^2

botn__________________topp

 

gh + 1/2v^2 = gh + 1/2v^2

 

0 + 1/2*v^2 = 9,81*0,24 + 1/2*1,1^2

 

1/2*v^2 = 2,40 + 0,61

 

v^2 = 3,01*2

 

v = 2,45 = 2,5 m/s

 

Sikkert nokon avrundingsfeil frå mi side, men er tilnærma likt i alle fall..

Berre sei ifrå om det er nokon bokstavar/tal eller flyttingar du ikkje forstår.. =)

Endret 24. september 2007 av aspic

[PsychoDevil98]

ok, tror jeg har funnet det ut. Du bruker energiloven for bevaring av mekanisk energi.

 

Da får du til slutt at V^2+2gh=V0^2

1,08^2+2*9,81*0,24=V0^2

V0=2,4 m/s

 

Enkel oppgave, hvis man bare hadde husket 2fy-stoff. Evig takk til aspic og Ekko!

Endret 24. september 2007 av PsychoDevil98

[aspic]

Det stemmer! Vi er akkurat ferdige med det kapittelet om kraft og bevegelse.. Får igjen prøven på torsdag.. Du skal vel ha prøve i det snart då sidan du ba om raskt svar? Håper eg har vore litt til hjelp..