8 svar
307 visningar
Arminhashmati är nöjd med hjälpen
Arminhashmati 381
Postad: 4 jun 2021 18:49

Energi och arbete - Cyklisten

Hej! jag stötte på den här uppgiften och tyckte den verkade intressant men jag vet inte om jag har fått ett korrekt svar (har inget facit). Uppgiften lyder som följande:

En cyklist tar sig uppför en backe, som är 25 m lång och har en lutningsvinkel
på 10o. Han cyklar med en medelhastighet på 6,0 m/s. Beräkna den effekt som
cyklisten utvecklar när han tar sig uppför backen. Cyklisten (inklusive cykel) väger
med utrustning 97 kg. Bromsande krafter uppskattas till 10% av cyklistens tyngd
(inklusive cykel).

Mina beräkningar: 

Macilaci 2107
Postad: 4 jun 2021 20:12 Redigerad: 4 jun 2021 20:14

1. Från dessa data kan du bara beräkna medeleffekten.
2. Varför subtraherar du Fμ från Fgx? De pekar på samma riktning.
3. Du får inte anta att det finns en konstant acceleration (eller någon acceleration alls). Egentligen vet du inget om accelerationen.

Arminhashmati 381
Postad: 4 jun 2021 21:40

Hmm, ok. Då vet jag inte riktigt hur jag ska räkna ut kraften F som får cykeln att färdas uppför backen. Jag tänker ju att jag behöver veta vad kraften är för att kunna beräkna arbetet som utförs.  Samtidigt påverkar ju den hur snabbt cyklisten tar sig uppför backen men om vi inte vet nåt om accelerationen blir det jobbigt. Hur ska jag fortsätta från där det började bli fel i beräkningarna? :)

Macilaci 2107
Postad: 4 jun 2021 22:10

Ja du har rätt. Kraften är ett stort problem eftersom den inte nödvändigtvis var konstant. Men du kan dela det totala arbetet i två delar:
1. arbetet som används för att öka den potentiella energin
2. det arbete som utförts för att övervinna bromsande kraften

Arminhashmati 381
Postad: 4 jun 2021 23:12

1. Jag antar att nollnivån ligger vid botten av backen och där är Ep= 0. Sedan för att öka den så blir det, mgh = 97 * 9.82 * 25sin10 = 4135 J. 

2. W = F * 25 men jag vet ju som sagt inte storleken på kraften F.  För att övervinna den bromsande kraften måste F>Fμ, alltså F > 95,254 N. Jag tänker att Friktionsarbetet kanske kan hjälpa på något sätt men vet inte hur :/, Wμ=95,254 * 25 = 2381,35 J.

Macilaci 2107
Postad: 4 jun 2021 23:26

I 2) behöver du bara räkna med Fμ. Allt annat har du redan tagit hänsyn till i 1).

Det totala arbete blir 6516,35 J

Och tiden kommer från distansen och medelhastigheten.

Arminhashmati 381
Postad: 4 jun 2021 23:44

Ok så den totala energin blir 6516,35 J och tiden blir då t = 25/6 = ca 4,2 s. 

Så effekten blir p=6516,354,21552W = 1,552 kW. 

Jag undrar bara, när jag beräknar tiden (t=s/v) tar det hänsyn till den bromsande kraften eftersom den givetvis kan påverka tiden det tar att cykla upp för backen?

Macilaci 2107
Postad: 5 jun 2021 07:51

Om du vet distansen och medelhastigheten, inget annat kan påverka tiden.

Arminhashmati 381
Postad: 5 jun 2021 11:53

Ok, tack så mycket! :)

Svara Avbryt
Close