6 svar
99 visningar
asiwol 42
Postad: 15 mar 2019 Redigerad: 15 mar 2019

maximala horisontella kraften?

Uppgift: Ett föremål med massan 0,60 kg utför horisontella harmoniska svängningar på ett friktionsfritt underlag. Amplituden är 10 cm och svängningstiden 2,0 s. 

b) beräkna den maximala horisontella kraft som verkar på föremålet fysik 2

c) Hur stor är accelerationen när elongationen är 5cm?

på b) Behöver hjälp med att förstå varför man inte ska addera föremålets kraft? jag skulle själv räkna ut fjäderkraften genom att ta F = k*x och sedan addera 0,6*9,82 eftersom fjädern måste "skjuta ut " det också. Varför ska man inte addera den kraften? HJÄLP

på c) Varför kan man inte räkna ut andra-derivatan som blir y''= -0,1*pi^2*sin(pi*t), och sedan räkna ut att det har gått 0,25 sekunder när elongationen är 5 cm? (2/8)s? VARFÖR GÅR DET INTE?

Tack för hjälpen på förhand

SeriousCephalopod 1735
Postad: 15 mar 2019 Redigerad: 15 mar 2019

Man adderar bara krafter när de är parallella och riktade i samma riktning men i grund och botten är matematiken här mer komplicerad än man kanske får intryck av då 10cm inte är samma sak som x i formeln så man kan inte använda den rakt av. 

Hookes lag

F=kxF = kx

beskriver den tillbakadragande kraften som en fjäder verkar med när den är utdragen en längd x utöver dess naturliga längd L MEN amplituden är inte totala utdragningen av fjärden utan bara en del av den.

Tänk dig att du hänger en vikt i fjädern och låter den ligga stilla. Då är fjädern utdragen en initial okänd sträcka x0x_0. När vikten sedan dras ner ytterligare A = 10cm så blir totala töjningen av fjädern:

x=x0+Ax = x_0 + A

I detta läge är fjäderkraften maximal men det går inte att veta hur stor den är exakt då den initiala töjningen är okänd. Däremot kan man beräkna den totala kraften på massan i detta läge (fjäderkraften uppåt - tyngkraften nedåt)

F=k(x0+A)-mgF = k(x_0 + A) - mg

på grund av en egenhet i hur fjädrar beter sig. Det råkar ju vara så att när vikten är vid jämviktsläget (uttöjning x0x_0) så är tyngkraften precis lika stor som fjäderkraften

kx0=mgkx_0 = mg

Så två av termerna i uttrycket för totala kraften tar ut varandra 

F=k(x0+A)-mg=kA+(kx0-mg)=kA+0=kAF = k(x_0 + A) - mg = kA + (kx_0 - mg) = kA + 0 = kA

Så maximala nettokraftenkraften som verkar på massan kan beräknas från amplituden och fjäderns fjäderkonstant

F=kAF = kA

Men anmärk på att detta alltså inte är den totala utdragningen av fjädern utan bara den extra delen av utdragningen som ger en kraftresultant. Effekten av detta är dock något överaskande att en massa i en fjäder kommer att svänga på samma sätt på jorden som på månytan där tyngkkraften är lägre då massa och g endast påverkar jämviktsuttöjningen x0x_0.

Laguna 4775
Postad: 15 mar 2019

Det står att föremålet gör horisontella svängningar. Det finns inte heller någon friktionskraft så normalkraften är inte användbar, så 9,82 kommer aldrig in. 

asiwol 42
Postad: 15 mar 2019 Redigerad: 15 mar 2019
Laguna skrev:

Det står att föremålet gör horisontella svängningar. Det finns inte heller någon friktionskraft så normalkraften är inte användbar, så 9,82 kommer aldrig in. 

Jaaa, nu för står jag b). Tack!

Kan du förklara c) uppgiften som jag lade till också? :)

Laguna 4775
Postad: 15 mar 2019
asiwol skrev:
Laguna skrev:

Det står att föremålet gör horisontella svängningar. Det finns inte heller någon friktionskraft så normalkraften är inte användbar, så 9,82 kommer aldrig in. 

Jaaa, nu för står jag a). Tack!

Kan du förklara b) uppgiften som jag lade till också? :)

Menar du c? Vill du ha svängningstiden delat med fyra helt enkelt? Varför tar du andraderivatan? 

asiwol 42
Postad: 15 mar 2019 Redigerad: 15 mar 2019
Laguna skrev:
asiwol skrev:
Laguna skrev:

Det står att föremålet gör horisontella svängningar. Det finns inte heller någon friktionskraft så normalkraften är inte användbar, så 9,82 kommer aldrig in. 

Jaaa, nu för står jag a). Tack!

Kan du förklara b) uppgiften som jag lade till också? :)

Menar du c? Vill du ha svängningstiden delat med fyra helt enkelt? Varför tar du andraderivatan? 

ja c), men det blev lite fel när jag skrev, nu finns hela uppgiften.

Är det inte så att man får ut hastigheten genom att derivera funktionen, och sedan får man ut accelerationen genom att ta andraderivatan?

asiwol, det står i Pluggakutens regler att man inte får redigera ett onlägg som har blivit besvarat. Det står också att varje tråd bara skall handla om en uppgift, men eftersom det handlar om deluppgifter till samma fråga är det OK att ta upp den andra delfrågan här. /moderator

Svara Avbryt
Close