Beräkna den mekaniska energin högst upp i backen
En bil med massan 1200 kg kör uppför en rak backe som är 100 m lång. Då kommer bilen 8,4 m högre upp i terrängen. Förutom tyngden är det två krafter som utför arbete på bilen: en dragkraft framåt på 1500 N och friktionskrafter bakåt på 800 N. Längst ner i backen är hastigheten 14 m/s.
Här vet jag följande:
Då bilen åker upp så kommer dess kinetiska energi öka (eftersom vi har en nettokraft på 1500 N och därav acceleration), potentiell energi då höjden ökar samt friktionsarbete (friktionskrafter är involverade).
Total mekanisk energi = Ek + Ep + Ef = 367 764 J.
Detta är däremot fel svar. Enligt facit: 187 000 joule. Vad är det jag missar?
Från början har bilen enbart rörelseenergi.
Sen tillförs energi genom det arbete som krafterna utför på bilen, hur stort är det?
Hej. Jag har insett en del saker nu och lyckats lösa uppgiften både genom energitänk och rörelse- kraft tänk. Men jag har några frågor:
- Visst är det så att dragkraften i detta fall inte är nettokraften i x - led utan den kraft som motorn utvecklar för att driven bilen framåt? I sådana fall bör också accelerationen vara negativ och bilens kinetiska energi vid toppen minskar? Jag tror också jag missförstod friktionskraftens storlek. Jag tänkte att tyngdkraftens x - komposant ingick i denna men det gör den inte? Den får "läggas på" friktionen för att få den totala kraft som verkar i motsatt riktning från bilens rörelseriktning?
- Med mekanisk energi menas summan av kinetisk och potentiell energi? Om friktionsarbete är involverat ska denna subtraheras från den totala mekaniska energin eftersom framförallt värme går förlorat ur systemet? Dvs. energin lagras inte?
- Som du ser i bilden nedan krävs inte att jag tar hänsyn till friktionskraftens arbete då jag löser den med rörelse - energitänk? Varför inte det?
- Om en liknande fråga dyker upp, skulle du rekommendera att jag löser med energitänk eller rörelse - krafttänk?
Energitänk ger oftast den enklaste lösningen:
mv2/2 + Fnetto*sträcka = 1200*14*14/2+(1500-800)*100 = 187 600 som lämpligen avrundas till 187 kJ.
Dragkraften framåt är den kraft som hjulen utövar på marken, friktionskraften motverkar dragkraften så nettokraften framåt blir 1500-800 = 700 N
Friktionskraft genererar värme så mekanisk energin minskar i motsvarande grad.
Din andra lösning har jag inte granskat i detalj,
Om du beräknar vilken hastighet bilen har när den kommer till backens topp så blir totala energin Lägesenergi på toppen + Rörelseenergi på toppen. Man göra så, men varför krångla till det?
Hur tänker du kring energilösningen?
Jag löste den genom: Edrag+ Ek0-Efriktion=Emek tot. Tänker vi på samma sätt?
- Med mekanisk energi menas summan av rörelse - och lägesenergi? Om friktionskraft är involverat ska denna subtraheras?
Anonym_15 skrev:Hur tänker du kring energilösningen?
Jag löste den genom: Edrag+ Ek0-Efriktion=Emek tot. Tänker vi på samma sätt?
Min lösning utgår från den befintliga mekaniska energin dvs rörelseenergin, till den adderar jag tillförd mekanisk energi, som utgörs av nettokraften (1500-800 N) * sträckan som kraften har verkat.
Jag tror att du gör likadant men du väljer att räkna ut två arbeten, dels dragkraftens 1500*100 och dels friktionskraftens -800*100. Svaret blir detsamma
Med mekanisk energi menas summan av rörelse - och lägesenergi? Om friktionskraft är involverat ska denna subtraheras?
Mekanisk energi är exempelvis rörelse och lägesenergi, kan också utgöra energi lagrad i en komprimerad fjäder, i komprimerade gaser...
Friktionskrafter kan utföra ett arbete, detta arbete alstrar värme och mekanisk energi förs därför bort ur systemet.
