Var gör jag fel?
Man hänger upp en 200 grams vikt i en 2.5 m lång sytråd i taket. Vikten dras ut i sidled med vinkeln α och släpps sedan. Vikten får pendla fram och tillbaka. Vilken är den maximala vinkeln α man kan ha utan att tråden går av? Tråden tål kraften 2.6 N.
Jag började med att konstatera att det är läget längst ned, alltså när tråden hänger helt rakt igen, som kraften i tråden kommer vara störst. Detta eftersom hastigheten då är högst. Situationen ser då ut på fäljande vis:Detta är inte en cirkelrörelse med konstant hastighet, men jag tänkte att man kunde betrakta endast det nedre läget som en del av en cirkelrörelse och då borde väl uttrycket fungera? Alltså för den "momentana" accelerationen inåt mitten.
Då får man följande uttryck: . Nu är kruxet den obekanta hastigheten. Farten kommer från lägesenergin från när man drog upp vikten. Kalla höjdskillnaden för :
Eftersom den översta triangeln är likbent kan vi dra en bisektris och då få uttrycket:
. Detta ger att .
Detta kan vi sedan använda för att beräkna h: , vilket i sin tur ger att .
När jag gör så här blir det dock väldigt fel; antingen stämmer inte mina beräknar för höjden eller så kan man inte anta att det nedre läget är en "del" av en cirkelrörelse med konstant v. Hur som helst är jag väldigt förvirrad över hur man ska lösa uppgiften. Sådana här uppgifter är banne mig mer geometri än fysik...
Du gör nog nåt fel men jag vet inte vad.
Avståndet från taket är 2,5sin(90-alpha). Det kan du använda.
Jag hittade ett fel och det var att jag hade skrivit mg-S istället för S-mg. Men det blir ändå fel för då får jag att sin2(α/2)>1 vilket är omöjligt.
Så här gör jag för övrigt efteråt:
Men enligt facit ska vinkeln vara 33 grader. Jag fattar inte var felet ligger...
Jag får samma som du. Triangelberäkningen du gör är nog rätt, för det går att skriva om sin2 till sin.
Men jag lovar inte att jag tänker rätt.
Ah, nu fïck jag rätt svar! Jag hade missat en liten två på ett ställe när jag använde Ep = Ek.
Ha, det gjorde jag också.