Akkurat nå er 4 pålogget.

Fysikk

Mekanisk energi ikke bevart

22. november 2015 av jj - Nivå: Vgs

Hei, kan noen hjelpe meg med oppg. 3.28 i boka Ergo Fysikk 1

Fra en høyde 8,5 m over bakken slipper vi en ball på 0,20 kg. Ballen treffer bakken med farten 11m/s.

a) Hvor stort arbeid har luftmotstanden gjort på ballen? Forklar fortegnet.

b) Hvor stor hadde luftmotstanden vært hvis den var konstant når ballen falt?

Tusen takk på forhånd :)


Brukbart svar (0)

Svar #1
22. november 2015 av Sigurd

Hva er den totale mekaniske energien på toppen (null fart gir null kinetisk, men hva er potensiell?).
Hva er den totale mekaniske energien på bakken (null høyde gir null potensiell, men hva er kinetisk?)

Hadde det ikke vært luftmotstand ville disse to vært like. Men det er en forskjell. Denne forskjellen skyldes luftmotstanden. Kan du finne denne forskjellen (som er arbeidet fra lufta)?

Anta at en kraft L (luftmotstanden) virker på hele strekningen s (8,5 m) og gjør et arbeid W som funnet i a). Bruk definisjonen av arbeid til å finne L!

Spør hvis du står fast! Vis gjerne hva du har gjort!

Svar #2
22. november 2015 av jj

Klarte å finne svaret på A men får ikke til B. Svaret ble -4,6 J og grunnen for at det ble mius vet jeg ikke helt.


Brukbart svar (0)

Svar #3
22. november 2015 av Sigurd

Riktig! Grunnen til at det blir minus, er rett og slett fordi luftmotstanden virker motsatt veg av bevegelsen til ballen. Lufta bremser ballen, slik at den mister mekanisk energi i fallet. Det blir et tap av mekanisk energi, som hovedsakelig overføres som varme til lufta.

Svaret på B kan vi nå finne ved at arbeidet gjort fra lufta er W = -4,6 J. Det er gjort på en strekning s = 8,5 m.
Definisjonen av arbeid er W = F s. Så da blir kraften F = W/s = -0,54 N

Minustegnet her betyr "motsatt veg av bevegelsen". Dvs, oppover. Vi kan altså si at luftmotstanden er 0,54 N (rettet oppover), dersom vi antar at den er konstant i hele fallet

Svar #4
22. november 2015 av jj

Tusen takk :)


Svar #5
22. november 2015 av jj

Jeg tror jeg har gjort noe  feil, fordi
Em= 16,7 J

Em0 = 12,1 J

Em = Em0 + W

W= Em - Em0 = 16,7 J - 12,1 J = 4,6 J

Og ikke -4,J


Brukbart svar (0)

Svar #6
22. november 2015 av Sigurd

Joda, du har nok regnet rett. Lufta kan ikke gi et positivt arbeid (dvs. den kan ikke øke den mekaniske energien, slik at ballen går fortere enn hvis det ikke var luftmotstand der). Det er en grunn til at det heter luftmotstand ;)

Årsaken er at du må se på hva du velger som start og hva du velger som slutt. Her starter vi på toppen, der ballen er i ro og har potensiell energi. Dvs. Emmå være på toppen, 16,7 J. Vi slutter nede på bakkenivå. Derfor må Em være 12,1 J. Og da blir differansen negativ. Luftmotstanden er et friksjonsarbeid.


Skriv et svar til: Mekanisk energi ikke bevart

Du må være pålogget for å skrive et svar til dette spørsmålet. Klikk her for å logge inn.
Har du ikke en bruker på Skolediskusjon.no? Klikk her for å registrere deg.