28 svar
90 visningar
Somm 160
Postad: 9 okt 17:58

Hur ska jag beräkna kraften när jag även har densitet?

Har funderat på denna fråga i flera timmars men allt har bara stoppats i hjärnan nu, skulle uppskatta om någon kunde förklara hur jag ska ta med allt för att beräkna kraften som dras åt sidan:

 

En luftballong med volymen 4500m3 drar en styrlina efter sig. Luftens densitet vid tillfället är 1,2 kg/m3. Densiteten hos den varma luften i ballongen är 0,94 kg/m3. Korgens massa, inklusive gasflaskor och resenärer, uppgår samtidigt till 950 kg. Hur stor är kraften snett nedåt i styrlinan?

 

Är osäker hur jag ska beräkna när det finns densitet både för luften och ballongen.

Ebola 2626
Postad: 9 okt 18:06

Arkimedes princip ger dig lyftkraften baserad på omgivningens densitet. Tyngden ger dig sedan vad kraften i snöret då måste vara.

Rita vilka krafter som verkar på ballongen.

Somm 160
Postad: 9 okt 18:26

Det verkar fg=mg kraft nedåt och normalkraft uppåt som också är lika med Fg nedåt.

Ebola 2626
Postad: 9 okt 22:36

Erhm, nej, var skulle normalkraften komma ifrån? Vad hände med trådkraften? Vad hände med lyftkraften enligt Arkimedes princip?

Somm 160
Postad: 11 okt 11:54

 

Jag räknade och fick 89,9kN som svar, är det rätt gjort?

Somm 160
Postad: 11 okt 16:02

Är metoden som användes fel eller har jag utfört det rätt?

1) Det ser lite tokigt ut att du lägger ihop densiteterna. Låt säga att det vore samma densitet inuti ballongen som utanför, skulle du verkligen få en lyftkraft som motsvarar 2 * den undanträngda luften då ? Hur borde det bli? 

Ett annat sätt att tänka för att få det rätt är att du skall räkna med luften inuti ballongen i ballongens vikt. Om luften inne i ballongen hade vägt noll så hade du fått hela den undanträngda massan som nettolyftkraft.

2) Rita upp krafterna, du har inte visat vad du menar med S, det står x och y i figuren ser det ut som.

Somm 160
Postad: 11 okt 18:31

1) ska jag då beräkna lyftkraften separat för ballongen i luften och utanför?

Vet inte exakt hur du menar. Jag menar att lyftkraften (som bestäms av den undanträngda vikten) måste lyfta både den inneslutna luften i ballongen och ballongens vikt.

Somm 160
Postad: 11 okt 18:45

Men man använder väl arikemedes principen för att beräkna ut lyftkraften? Eller, jag förstår ingenting..

Somm 160
Postad: 11 okt 18:47

Det går en lyftkraft från korgen uppåt och mg från linan nedåt, visst? 

Ballongen tränger undan 4500 m3 * 1.2 kg/m3. Det ger dig en lyftkraft (hur stor?).

Lyftkraften skall lyfta korgen på 950 kg + den inneslutna luften, dvs. tyngden av 4500 m3 * 0.94 kg/m3.

Detta borde ge dig en nettolyftkraft som balanseras av linan.

Somm 160
Postad: 11 okt 18:55

Nej, nu vet jag! Vi behöver beräkna lyftkraften för ballongen eftersom vi vet endast massan för ballongen, korgen m.m och då används Arkimedes principen;

 

Flyft=PgV= 0,94*9,82*4500=41538,6N. Och denna lyftkran är lika stor som tyngden av den vätska(varm luft) som tränger undan ballongen. Men det vägde ju 950kg? Hur kan ballongen väga mer än allt tillsammans..?

Matsmats 125 – Live-hjälpare
Postad: 11 okt 19:06 Redigerad: 11 okt 19:06

I det senaste inlägget använde du tyngden av luften inuti ballongen för att beräkna lyftkraften. Är det korrekt? Kolla mitt förra svar.

Somm 160
Postad: 11 okt 19:13

Som ni skrev så får jag det till 5400N (Ballongen som tränger undan och ger lyftkraft) och 5180 N(950 + tyngden av ballongen inne). Sammanlagt blir det en lyftkraft på 10580N. Trycket vid linan borde ju vara mer än lyftkraften för ballongen för att hålla de i plats. Det får man väl räknad ut genom F=mg.. Med jag måste inkludera 30° också men vet inte hur?

 

Lyftkraften har ju formel F=pVg, inkluderar ni inte g eftersom ballongen är riktad uppåt?

1) Den undanträngda luften ger precis som du skriver lyftkraften ρVg, vilket blir 1.2 kg/m3 * 4500 m3 * 9,82 N/kg . Men det blir inte 5400 N.

2) Det jag försöker säga är att tyngden av luften inuti ballongen ger en kraft som verkar nedåt, tillsammans med korgens tyngd.

Vad blir den kraften?

Hur stor blir nu nettokraften uppåt? Vi kan ta de 30 graderna sist :)

Somm 160
Postad: 11 okt 19:30

1) Okej, den undanträngda luften pVg= 53028N. 

2) Det är här jag inte förstår, hur ska jag beräkna tyngden inuti ballongen? Trodde först att tyngden var samma sak som den undanträngda luften men de gäller ju väl inte här? Då är det väl F=mg jag ska använda mig av?

Ebola 2626
Postad: 11 okt 20:07 Redigerad: 11 okt 20:09

Totala tyngden hos ballongen är som Mats skriver den varma luften inuti plus korgen (med flaskor oxh resenärer):

Wvarm luft=ρvarm luftVballongg=W_{varm \ luft} = \rho_{varm \ luft} V_{ballong} g=

=0,94·4500·9,82=?= 0,94 \cdot 4500 \cdot 9,82=?

Wkorg=mgW_{korg} = mg

Somm 160
Postad: 11 okt 20:48

Kraften som verkar neråt är 50867,6N. Detta fick jag genom att beräkna tyngden av luften i ballongen+korgens massa( 41538,6N+9329=50867,6N).

Så det är en lyftkraft som verkar uppåt med 53028N uppåt och 50867,6 N neråt. Ska man beräkna ut skillnaden mellan kraften upp och ner?

Japp, sedan får du en kraftbalans mellan denna uppåtriktade kraft och den del av snörets kraft som verkar nedåt.

Somm 160
Postad: 11 okt 21:05

Kraften för linan beräknar man väl kraften som verkar uppåt minus mg?

F=l-mg, men hur tar jag med 30°C?

Du har ju precis räknat ut din uppåtriktade nettokraft (skillnaden mellan uppåt- och nedåtkraften i ditt förra inlägg).

Den kraften balanseras av linan, annars åker ballongen uppåt eller nedåt.

Eller närmare bestämt balanseras den av den delen av linans kraft som är vertikalt nedåtriktad. Den totala kraften i linan kommer att vara större. Rita upp hur det ser ut så ser du nog hur du skall använda vinkeln 30 grader som du har med i din figur.

Tips: Rita alltid så mycket som möjligt när du löser dina tal. I det här fallet, både kraftbalansen upp/ner och den sista delen  där du behöver använda lite trigonometri.

Somm 160
Postad: 11 okt 21:27

Vi har en kraft uppåt som är då 2160,4 N och en större kraft på linan håller fast ballongen, men hur använder jag mig av trigonometri, ska figuren vara såhär’? Det var ett tag sen jag höll på med sånt

Jättesnygg bild va :). Men du bör kunna ta det nu, kika i fysikboken annars, det är ju samma sak som uppdelning av kraft i komposanter.

Somm 160
Postad: 11 okt 21:53

OHHH, haha väldigt fint :) Men en sista fråga,, ska inte kraften vara uppåt så det är större där???

Somm 160
Postad: 11 okt 21:56

Och jag fick det till 4320,8N genom omformulering av sinusvinkel,

Den som jag ritat neråt balanserar den som går uppåt, jag ritade aldrig den uppåtriktade i min fantastiska figur.

Men som du ser är F större än 2160 N, eftersom den inte går rakt nedåt utan lite snett nedåt. Gäller bara att räkna ut hur mycket större.

Tror du har blandat ihop trigonometrin lite... vilken är motstående och vilken är intilliggande av cosinus och sinus?

Sen skall du inte svara med fem värdesiffror. Lycka till

Somm 160
Postad: 11 okt 22:04

Från figuren ni hade ritat så var den ena kateten 2160,4N, den sneda linan som man skulle beräkna satte jag som x och den andra kateten visste man inte. Då blev det såhär.

 

sin30=2160,4/x=> x*sin30=2160,4

x=2160,4/sin30=4320,8 vilket blir 4321N. Det där är väl rätta svaret för hur stor kraft det är på linan som drar ballongen? Cosinus skulle inte passa här?

Somm 160
Postad: 11 okt 22:05

Nej, kärra någon det är ju cosinus som man ska använda, jag glömde bort att man skulle utgå från vinkel och då blir kraften 2494,6=2495N istället. Detta låter mer rimligt

Svara Avbryt
Close