Tid upp, tid ner
Uppgiften lyder:
Om du kastar en boll rakt upp i luften, så tar det en viss tid för bollen att nå sin högsta hölj och en viss tid för bollen att sedan återvända till marken. Men vilket tar längst tid, färden upp eller fallet ned? Eller tar färden upp lika lång tid som fallet ned?
1) Utgå från Newtons andra lag. Bortse från luftmotståndet och ställ upp den differentialekvation som beskriver rörelsen hos en boll som du kastar rakt upp i luften. Lös differentialekvationen och visa att det tar ika lång tid för bollen att nå sin högsta punkt, som det tar för bollen att fall tillbaka till utgångspunkten.
2) Antag i stället att luftmotståndet FlFl är en kraft som är proportionell mot bollens hastighet, dvs FL=−kvFL=-kv. Visa med hjälp av Newtons andra lag att bollens rörelse nu kan beskrivas med differentialekvationen
h''(t) + kmh'(t) = −g h''(t) + kmh'(t) = -g
där h(t) är bollens höjd över marken vid tiden t s.
3) Formulera själv lämpliga begynnelsevillkor och värden på de ingående konstanterna. Lös därefter differentialekvationen och beräkna den tid det tar för bollen att nå sin högsta punkt respektive den tid det tar för bollen att från den högsta punkten åter nå sin utgångspunkt.
4)Värdera din lösning noga. Hur påverkas resultatet av bollens utgångshastighet och värdena på konstanterna k och m?
--------------------------------------------------------------------
Jag har svårt att förstå första frågan. Har kollat på andras trådar där de har fått lösningen: h(t) = (-g*t^2)/2 +h'0*t+h0
Jag förstår inte hur de får fram den lösningen. Skulle någon kunna förklara detta?
Har du följt rådet i uppgiften:
Utgå från Newtons andra lag.
Hur lyder den?
Har försökt med den, alltså F=ma och F=-ma, men jag förstår inte riktigt vad det är jag kommer fram till.
Visa hur du har försökt. Vi som svarar här är bra på både matte och fysik, men vi är usla på tankeläsning.
När det står "utgå från newtons andra lag" så tänker jag att man sätter F=F alltså -mg=ma. Men efter det så vet jag inte hur det ska hjälpa mig. Känner inte att jag kommer in i rätt tankebanor för att ens kunna komma igång med uppgiften.
Vilken kraft är det som verkar på bollen, när du har kastat upp den?