Vagn förlorar hastighet med högre massa men inte tvärt om? (Ergo fysik 1 kapitel 6, uppgift 24)
"En vagn med massan 100 kg rör sig rätlinjigt utan friktion på ett vågrätt järnvägsspår. Hastigheten är 0,77 m/s. Medans vagnen passerar en sandsilo fylls den med 40 kg sand.
a. Beräkna hastigheten för den sandlastade vagnen
b. Medan vagnen har den hastighet du beräknade i a-uppgiften, börjar sanden att läcka ut genom bottnen. Hur stor hastighet har vagnen när den till slut är tömd på sand?"
a. Var inget problem, v = 0,55 m/s men b. förvirrar mig. Svaret på b. är att hastigheten är fortfarande 0,55 m/S. Vad är det för logisk som argument som kan förklara varför hastigheten minskar när massan ökar men den ökar inte igen när massan minskar tillbaks? Om man ser det från en kraft perspektiv så finns det inga extra krafter i x-led oavsett hur mycket sand är vagnen. Om man ser det från ett rörelsemängd perspektiv så borde man har bevarande av rörelsemängden och då är det samma rörelse mängd hela tiden det är bara att den fördelas över olika mängd massa. Om massan minskar konstant medför det att rörelsemängden minskar konstant men varför skulle den göra det? Om man ser det från en energi perspektiv och man antar att själva kollisonen mellan sanden och vagnen var elastisk så måste rörelse energin också minska om massan minskar och vart går den energin åt.
Den enda förklaringen som verkar logisk är att rörelse mängden stannar hos sanden och att sanden fortsätter att åka i samma hastighet som vagnen när den är utanför vagnen och eftersom det inte finns någon friktion så kommer den fortsätta göra det i all evighet.
TUMREGEL skrev:Den enda förklaringen som verkar logisk är att rörelse mängden stannar hos sanden och att sanden fortsätter att åka i samma hastighet som vagnen när den är utanför vagnen och eftersom det inte finns någon friktion så kommer den fortsätta göra det i all evighet.
Där har du det!
Sanden fortsätter med samma fart i x-led när den lämnar vagnen. Om den är i vagnen eller utanför spelar ingen roll (för vagnen).
Sedan får man väl utgå ifrån att sanden träffar marken och stannar (efter att ha gett marken en försumbar impuls).
sictransit skrev:TUMREGEL skrev:Den enda förklaringen som verkar logisk är att rörelse mängden stannar hos sanden och att sanden fortsätter att åka i samma hastighet som vagnen när den är utanför vagnen och eftersom det inte finns någon friktion så kommer den fortsätta göra det i all evighet.
Där har du det!
Sanden fortsätter med samma fart i x-led när den lämnar vagnen. Om den är i vagnen eller utanför spelar ingen roll (för vagnen).
Sedan får man väl utgå ifrån att sanden träffar marken och stannar (efter att ha gett marken en försumbar impuls).
Vad bra, tack så mycket. Det som gjorde mig så osäker var att min fysik lärare inte kunde förklara varför utan sa bara "det beror på att det inte finns friktion" vilket jag inte köpte. Betyder det här också att om vi skulle skjuta in sanden in i vagnen (istället för att släppa ner det) i hastigheten 0,77 m/s i x-led (samma hastighet som vagnen) så skulle vagnen varken förlora hastighet när den får sanden och när den tappar bort sanden?
Ja. Tänk dig ett dubbelspår, så att två vagnar rullar fram i bredd.
Om du och jag står på varsin vagn och skyfflar sand mellan oss ändras inga hastigheter.
Smart tänkt, tack!
