12 svar
154 visningar
kattskrället är nöjd med hjälpen!
kattskrället 12
Postad: 10 feb 2019 Redigerad: 10 feb 2019

Vad är gränshastigheten för ett ihopknögglat papper i fall?

Hej,

Vi fick häromdagen frågan "Vad är gränshastigheten för ett ihopknögglat papper i fall? ". Vår lärare har inte riktigt lärt oss hur man kan räkna ut det. Vi ska snart ha ett labb prov på något liknande och det skulle vara väldigt uppskattat om det fanns någon här som kanske vet hur man kan få fram ett rimligt resultat med en bra labb och smidigt uträkning.

 

Tack på förhand!

På vilken nivå läser du fysik? 

SeriousCephalopod 1280
Postad: 10 feb 2019 Redigerad: 10 feb 2019

Beror på vilken utrustning man har men de minst matematiska metoderna kommer helt enkellt att utgå från att man ihopknögglat papper från en tillräckligt hög höjd och på något vis uppskattar hur långt den fallit 

Det som kräver minst teknik är att släppa pappret från en bro eller väldigt hög höjd i vilket fall man bara kan klocka totala falltiden då detta ger en grov uppskattning på gränshastigheten under antagandet att den hade konstant hastighet under merparten av falltiden.

För kortare fallsträckor kan det vara bra att antingen filma fallet eller använda en realtidsavståndsmätning och sedan kolla på datan för att avgöra hastigheter.

Rent matematisk kommer man dock i de flesta metoder att utgå från 

v=ΔsΔtv = \cfrac{\Delta s}{\Delta t} 

på något vis men hur sträckor och tider mäts kan variera.

Sedan kan man såklart utforska gränshastigheter med med avancerad utrustning såsom en vindtunnel men det beror på vad man har. 

kattskrället 12
Postad: 10 feb 2019

Tror bara vi har tillgång till ett vanligt tidtagarur, och några super höga höjder tror jag inte vi kommer kunna få heller. Tänker om det finns något lätt sätt. Jag läser fysik i 9:an

kattskrället 12
Postad: 10 feb 2019

Om det finns en formel för att räkna ut hur lång tid det tar för en kropp att nå sin gränshastighet kan man då använda sig av den för att räkna ut det men verkar ej finns någon sådan.

Nu har jag flyttat din tråd till rätt nivå. Gör det själv i fortsättningen! Det underlättar för oss som svarar. Man skulle kunna ha precis samma frågeställning på universitetsnivå, men våra svar skulle bli väldigt annorlunda. /moderator

Laguna 3301
Postad: 10 feb 2019
EdvinHag skrev:

Om det finns en formel för att räkna ut hur lång tid det tar för en kropp att nå sin gränshastighet kan man då använda sig av den för att räkna ut det men verkar ej finns någon sådan.

Beroende om det går att lösa den differentialekvation man får när man tar med luftmotståndet så kan det finnas formler, men det beror på formen på föremålet hur luftmotståndet är beroende av farten. En modell är att det är proportionellt mot v, en annan att det är proportionellt mot v2. Jag vet inte vad som passar bäst för  ett hopknycklat papper. Det är minst en konstant med i bilden också som avgör hur stort inflytande luftmotståndet har, och den vet vi inte värdet på. Luftmotståndet är förresten beroende av föremålets tyngd också.

SeriousCephalopod 1280
Postad: 10 feb 2019 Redigerad: 10 feb 2019
EdvinHag skrev:

Tror bara vi har tillgång till ett vanligt tidtagarur, och några super höga höjder tror jag inte vi kommer kunna få heller. Tänker om det finns något lätt sätt. Jag läser fysik i 9:an

Jag förslår i så fall att du filmar några fall med din mobilkamera mot en bakgrund där du kan uppskatta avstånd exempelvis med en vägg bakom med metersträckor utmarkerade och försöker uppskatta hastigheter från filmen.

När man filmar, och därmed kan sakta ner saker, så kan man lättare att uppskatta hur lång tid det tog för kroppen att nå gränshastigheten samt med vilka hastigheter den föll.

Se på följande gif på hur det skulle kunna se ut kvalitativt:

Röda kroppen faller med luftmotstånd och får en stabil hastighet vilket yttrar sig genom att avståndet den rör sig per blixtintervall tillslut blir konstant medan en blå kroppen som faller utan luftmotstånd hela tiden rör sig längre och längre under en och samma tidsperioder. 

När du filmar en fallrörelse kan du se denna regelbundenhet i hur långt pappersbollen  faller (sträacka) per tid även om jag ska varna för att du bara lär få 4-5 faktiska bilder med en mobilkamera men det är ändå något. 

Laguna 3301
Postad: 10 feb 2019

Man kan sätta upp tidtagaruret på väggen så det kommer med på filmen. Det kanske du menade, men du sa det inte.

Iridiumjon 120
Postad: 10 feb 2019

Tror väl bara att man ska räkna maxhastigheten för att föremål som faller i luftmotstånd eller?

SeriousCephalopod 1280
Postad: 10 feb 2019 Redigerad: 10 feb 2019
Laguna skrev:

Man kan sätta upp tidtagaruret på väggen så det kommer med på filmen. Det kanske du menade, men du sa det inte.

 Det kan vara kul att komma på några saker själv.

Men man kan ju inte komma på allt själv vilket är varför jag också är ganska explicit med att filma och mäta i filmen är en standardmetod elever i grundskolan bör vara bekanta med. Samt även att slow motion just exponerar för ögat vad variation i hastighet faktiskt är kvantitativt vilket våra ögon är för långsamma för. 

(Ingen klocka på väggen dock, då man då hade kunnat uppskatta hastigheten från bilden, utan det får man rigga själv)

EDIT: Men detta är som sagt endast en möjlig metod och ett av de bättre sätten att undersöka saker när man har tid är att testa olika metoder och se om de ger olika resultat eller om de stämmer överens. 

woozah 1078
Postad: 10 feb 2019
SeriousCephalopod skrev:
Laguna skrev:

Man kan sätta upp tidtagaruret på väggen så det kommer med på filmen. Det kanske du menade, men du sa det inte.

 Det kan vara kul att komma på några saker själv.

Men man kan ju inte komma på allt själv vilket är varför jag också är ganska explicit med att filma och mäta i filmen är en standardmetod elever i grundskolan bör vara bekanta med. Samt även att slow motion just exponerar för ögat vad variation i hastighet faktiskt är kvantitativt vilket våra ögon är för långsamma för. 

(Ingen klocka på väggen dock, då man då hade kunnat uppskatta hastigheten från bilden, utan det får man rigga själv)

EDIT: Men detta är som sagt endast en möjlig metod och ett av de bättre sätten att undersöka saker när man har tid är att testa olika metoder och se om de ger olika resultat eller om de stämmer överens. 

 

Fungerar väl utmärkt att spela in i vanlig hastighet och sedan gå igenom bild för bild. Då vet man att det är 1/30 för varje bild. 

Laguna 3301
Postad: 10 feb 2019

Jag föreslår att man jämför inte bara med fritt fall utan luftmotstånd utan också med en maximalt ihoptryckt pappersbit - den faller troligen också långsammare än fritt fall.

Svara Avbryt
Close