Hur långt rullar vagnen innan den stannar
En vagn med massa 650 kg står på ett horisontellt spår. Den sätts i rörelse genom att en person skjuter på vagnen under 8 s med en kraft på 0,27 kn. Vagnen får därigenom hastigheten 2,6 m/s. Den fortsätter därefter rulla till den stannar. Hur lång sträcka har vagnen rullat sedan starten? De krafter som motverkar rörelsen är konstanta.
I ovanstående uppgift har jag tänkt enligt följande:
Vagnens acceleration: V = V0 + at => a = 0,325 m/s^2 (vilket stämmer enligt facit)
Sträckan som tillryggaläggs då vagnen påverkas av en kraft: V ^2 = V0^2 + 2as = > s = 10,4 m.
I andra resan:
Vagnen påverkas inte längre av en kraft och all dess rörelseenergi blir till värme via friktionsarbetet:
mv^2 / 2 = Ff * s. Problemet är att jag inte har friktionskraften. Jag tänker att rörelsemängd och impuls är optimalt för att lösa frågan men jag har ju redan alla värden: dvs. v0, v, kraften (270 N) och tiden (8 s). Vad är det jag missar?
Friktionskraften påverkar även under accelerationen. Kraften som man skjuter på med (0.27kN) ska både övervinna friktionen och resultera i en acceleration på 0.325 m/s2.
Jag förstår ej. Är den spåskjutande kraften också nettokraften? Hur skulle du lösa uppgiften?
Om det var friktionsfritt när man sätter den i rörelse så skulle F=ma ge a≈0,415 ms-2.
Nu har du ju räknat ut att accelerationen blev lägre än så. Alltså måste det ha verkat en kraft (friktionen) i motsatt riktning, så att nettokraften (i rörelseriktningen) ger den acceleration du räknat ut.
Sedan, efter 8 sekunder, slutar man putta och vagnen bromsas in av friktionen.
Hänger du med hur jag tänker?
Hmmm, jag har testat att lösa den igen nu. Jag tror att mitt missförstånd var att kraften (270 N) inte är den resulterande kraften utan kraften riktad framåt (i rörelseriktningen). Kan det vara så? För då får jag nämligen rätt svar.
Min följdfråga är då:
Hur vet jag att denna kraft inte är den resulterande kraften? (Se lösning nedan)
Anonym_15 skrev:Hmmm, jag har testat att lösa den igen nu. Jag tror att mitt missförstånd var att kraften (270 N) inte är den resulterande kraften utan kraften riktad framåt (i rörelseriktningen). Kan det vara så? För då får jag nämligen rätt svar.
Min följdfråga är då:
Hur vet jag att denna kraft inte är den resulterande kraften? (Se lösning nedan)
Bra lösning och snyggt uppställt!
Som försökt till svar på följdfrågan: Ja, i uppgiften står det att en person skjuter på med en kraft om 270 N. Det kan jag bara tolka som att det är bruttokraften i rörelseriktningen som personen utövar på vagnen. Den hade varit lika stor oavsett friktion och är vad personen orkar prestera. Ungefär vad som krävs för att lyfta 27 kg. Inte jättemycket, men rimligt. Sedan kan vi räkna ut vilken acceleration vagnen skulle ha fått om den enbart påverkade av den kraften. Den blir för hög eftersom vi också får veta hastigheten efter 8 sekunder. Det talar också för att det är bruttokraften i rörelseriktningen.
