Akkurat nå er 70 pålogget.

Fysikk

Fysikk hjelp! omløpstid og tyngdekraft

25. april kl. 11.42 av oppgittstudent - Nivå: Vgs

Jeg sitter virkelig fast på to oppgaver, kan noen hjelpe meg?

Oppgave 1 
En kule med masse 50g henger i en masseløs snor fra taket inne i en bil. Bilen akselerer langs et horisontalt underlag, kula svinger ut og danner vinkelen 18^{\circ} med loddelinja. 
Hva er akselerasjonen til bilen?

Dette har jeg tenkt:
Mener dette er formelen jeg skal bruke:
M=rFsin\varphi        der a = rsin\varphi

og sin\varphi blir sin18^{\circ}

Oppgave 3
Dersom den ytre radien i denne ringen er 60,0 meter hva bør omløpstiden være dersom en astronaut skla oppleve en tyngdekraft lik den på jorda?

(Hint: når vi har føttene plassert på et underlag er det ikke tyngdekraften i seg selv vi opplever, men heller kraften fra underlaget på føttene våre)

Dette har jeg tenkt:
Tyngdekraften på jorda er 9,81N/kg

Mener jeg skal bruke denne formelen:
T=\tfrac{2r\pi }{\sqrt{ar}}

Hvis jeg så langt har tenkt riktig så vet jeg ikke hvordan jeg skal regne ut akselerasjonen når jeg har så lite opplysninger  [:?]


Brukbart svar (0)

Svar #1
25. april kl. 19.01 av tuffla

1. Jeg antar her at vi er på jorda, slik at g=9,8 m/s2, hvis annet er oppgitt
i læreboka di, kan du bruke denne i stedet for 9,8 i utregninga.

Krafta som virker på kula før aksellerasjonen starter vil da bli:

F = m · a, der a er g, så vi får en kraft på
F = 0,050 · 9,8 N = 0,49 N

Vi kan tolke denne krafta som er vektor trekker i snora. 

Når bilen begynner å aksellerere jevnt, vil snora gli ut i en vinkel 
på 18 grader, men fortsatt være like lang. Kreftene som virker på
kula kan da dekomponeres som to vektorer, en som virker horisontalt
(bilens aksellerasjon) og en som virker vertikalt (tyngdens aksellerasjon).

Forholdet mellom de to vektorene kan da brukes til å finne bilens aksellerasjon.

Den horisontale komponenten vil være gitt ved:

r sin φ = 0,49 · sin (18º) = 0,49 · 0,30902 = 0,1515

Den verikale komponenten vil være

 r cos φ = 0,49 cos(18º)  = 0,49 · 0,95106 = 0,4660

Forholdet mellom disse to tallene, er lik forholdet mellom
aksellerasjonen til bilen og tyngdens aksellerasjon:

a : g = 0,1515 : 0,4660, eller:

a = 0,1515 : 0,4660 · 9,8 = 3,186

Bilen aksellererer med ca. 3,2 m/s2


Brukbart svar (0)

Svar #2
25. april kl. 19.13 av tuffla

Vi får 3,188 og fortsatt 3.2 m/s2 hvis g=9,81.

Oppgave 3 virker uklar. Hvilken ring er det snakk om her?


Svar #3
25. april kl. 19.37 av oppgittstudent

F = m · a, der a er g, så vi får en kraft på

F = 0,050 · 9,8 N = 0,49 N

Skjønner tusen takk! bare et spørsmål, hvorfor er det slik at a = g? og i hvordan vet jeg at det skal være slik?

#2

Vi får 3,188 og fortsatt 3.2 m/s2 hvis g=9,81.

Oppgave 3 virker uklar. Hvilken ring er det snakk om her?

Beklager her er hele oppgave 3!

I filmen The Martian med Matt Damon i hovedrollen er Matt Damon på forskerferd på Mars sammen med en rekke andre astronauter. Damon blir under uheldige omstendigheter forlatt på Mars, mens resten av gjengen drar sin kos i romskipet Hermes i den tro om at han er død. Da de får nyss at Matt er i livet, reiser de tilbake for å redde han.

Romskipet Hermes består blant annet av en ringformet struktur som snurrer rundt romskipets lengdeakse, se bildene. (får ikke til å laste opp bilde, men er et ekte bilde at et ringformet romskip, uten noe mer) Hensikten med denne ringen er at astronautene skal kunne oppholde seg der for å oppleve kunstig gravitasjon, siden de ellers er vektløse (vi tenker oss at romskipet har mer eller mindre konstant rettlinjet fart og at det befinner seg langt unna noen planeter som kan påvirke med sin gravitasjonskraft)


Brukbart svar (0)

Svar #4
26. april kl. 19.01 av tuffla

1) OK. Så a = g. Dette er når kula henger rett ned. Jeg bruker først den generelle
formlen for å regne ut krefter F = ma, formulert først av ingen ringere enn
Sir Isaac Newton himself. Når bare tyngdekraften virker, blir a = g

2) Okidoki. Bra film det der, joda jeg synes å huske den greia.

Vel. Dette gjør sanken pinlig enkel. Putt inn g i stedet for a i den formelen
du oppga, og vips, har du funnet omløpsida, T.

Du skal finne at omløpstida er om lag 9,892 sekunder.

Omløpsfarta blir om lag 38,1 m/s, og vinkelhastigheten om lag 36 º/sek.
Farta astronauten har i bane er om lag lik gjennomsnittstida til Usain Bolt
på 100 m flatt.

Håper dette hjalp. Ha en fin kveld.


Skriv et svar til: Fysikk hjelp! omløpstid og tyngdekraft

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.