Fysik - friktion

[H4]

En fråga som jag ställer mig själv:

Om vi säger att en cyklist har hastigheten 10m/s och cyklisten slutar trampa. Den sammanlagda friktionen är 25 N. Vad blir den nya hastigheten efter 14 meter? Ekipaget väger 60 kg.

Enligt kraftekvationen: a = F/M

a = 25N/60kg

a = 0,41667 m/s^2

Sträckan är 14 meter. Med hjälp av formeln s=at^2/2 blir tiden:

t^2 = 28/0,41667 = 67,2

t = 8,2 sek.

V = a*t

0,41667 * 8,2 = 3,4166 m/s.

Eftersom den här accelerationen är retarderande blir det 10m/s (hastigheten från början) - 3,4166 m/s.

Alltså blir den nya hastigheten cirka 6,6 m/s.

Stämmer den här uträkningen eller har jag gjort något fel? Kom nämligen en sådan fråga på provet och där fick folk att den nya hastigheten blev 3,4166 m/s vilket enligt mina beräkningar inte stämmer eftersom kraften bromsar upp cyklisten.

 

[ah17]

En fråga som jag ställer mig själv:

Om vi säger att en cyklist har hastigheten 10m/s och cyklisten slutar trampa. Den sammanlagda friktionen är 25 N. Vad blir den nya hastigheten efter 14 meter?

Enligt kraftekvationen: a = F/M

a = 25N/60kg

a = 0,41667 m/s^2

Sträckan är 14 meter. Med hjälp av formeln s=at^2/2 blir tiden:

t^2 = 28/0,41667 = 67,2

t = 8,2 sek.

V = a*t

0,41667 * 8,2 = 3,4166 m/s.

Eftersom den här accelerationen är retarderande blir det 10m/s (hastigheten från början) - 3,4166 m/s.

Alltså blir den nya hastigheten cirka 6,6 m/s.

Stämmer den här uträkningen eller har jag gjort något fel? Kom nämligen en sådan fråga på provet och där fick folk att den nya hastigheten blev 3,4166 m/s vilket enligt mina beräkningar inte stämmer eftersom kraften bromsar upp cyklisten.

Spontant ser det ut som om de andra missat det sista momentet i problemet.

 

[H4]

Spontant ser det ut som om de andra missat det sista momentet i problemet.

Håller med

Får väl hoppas att det blir så då.

 

[Paco]

Sträckan är 14 meter. Med hjälp av formeln s=at^2/2 blir tiden:
t^2 = 28/0,41667 = 67,2

t = 8,2 sek.

V = a*t

Är det inte såhär: s=Vot+(at^2)/2


//paco

 

[snowball]

Är det inte såhär: s=Vot+(at^2)/2


//paco

Jo, precis så är det. Om nu inte begynnelsehastigheten (V0) är =0, då försvinner ju den termen. Men i detta fall är ju begynnelsehastigheten 10 m/s.

 

[H4]

Men det verkar vara rätt då? Eller har någon att invända?

 

[snowball]

Men det verkar vara rätt då? Eller har någon att invända?

Kan du lägga upp hur problemet var formulerat och vilka data som var givna?

 

[H4]

Kan du lägga upp hur problemet var formulerat och vilka data som var givna?

Om vi säger att en cyklist har hastigheten 10m/s och cyklisten slutar trampa. Den sammanlagda friktionen är 25 N. Vad blir den nya hastigheten efter 14 meter? Ekipaget väger 60 kg.

 

[snowball]

Om vi säger att en cyklist har hastigheten 10m/s och cyklisten slutar trampa. Den sammanlagda friktionen är 25 N. Vad blir den nya hastigheten efter 14 meter? Ekipaget väger 60 kg.

Antar att det handlar om likformig accelererad rörelse, d.v.s att denna är konstant.

Det du ej räknat med är att ekipaget redan är i rörelse, du har alltså försummat begynnelsehastigheten.

Om du räknar med den fås följande.

Newtons andra lag ger a=-0,417

sätt in i ekvationen v^2-v0^2=2as detta ger
v= "roten ur" ((2*(-0,417)*14)+(10^2))=9,4 m/s

ett annat sätt at räkna ut det på är med hjälp av ekvationen
S=V0*t + (at^2)/2

med numeriska värden: 14=10t+5/24t^2 eller t^2 +48t-336/2 vilket ger två
rötter; t1=-49,36 och t2=1,36

t1 är ointressant, därför används roten t2=1,36s

insatt i ekvationen v=v0+at, numeriskt v=10 +(-0,41667*1,36)=9,4 m/s


Lite svårt att redovisa detta på ett lättförståligt sätt men jag hoppas att du kan tolka detta.

Påstår inte att detta är helt rätt, då du kanske räknar förenklade uppgifter som inte tar hänsyn till parametrar som jag tagit med.
Ekvationerna jag använt mig är dock "stadard" fysikekvationer som är tillämpbara på problem där accelerationen kan antas vara konstant.

 

[H4]

snowball:

Jag kan försumma hastigheten om jag kör "omvänt". Att ekipaget startar och dragningskraften är 25 N. Då får jag en sluthastighet på dessa 14 metrar som egentligen minskar farten. Hastigheten i början minus sluthastigheten så får jag vad den nya farten blir. Det är så min lärare har lärt oss, att köra "omvänt" och det fungerar lika bra även om man köra det på ett annat sätt som egentligen är mer lättförståeligt.

 

[snowball]

Okej, kör på det som din lärare sagt då. Vill inte komma och röra till det i onödan för dig.

 

[H4]

Okej, kör på det som din lärare sagt då. Vill inte komma och röra till det i onödan för dig.

Men om man gör så, bör det stämma då?

För jag kan inte förstå hur grabbarna fick 3 m/s. De måste då ha haft fel.

 

[Paco]

Asså det problem du beskriver ingår i Fysik A kursen på gymnasiet. Har själv gått den för två år sedan. Om man löser det på det sätt som snowball tillämpar så blir det rätt. Du måste ta hänsyn till hastigheten från början eftersom att du annars får en annan tid. Tänka dig det hela som ett diagram. Y-axeln är hastighet och x-axeln är tid. Integralen är sträckan. Dvs arean under kurvan. Eftersom hastigheten ändras(acceleration=hastighetsförändring) måste du ta hänsyn till hastigheten från början. Detta gör du som sagt genom att använda formeln S=Vot+(at^2)/2

//paco

PS. kan tillägga att dessa formler som vår vän Isac införde endast gäller upp till ungefär 10 % av ljushastigheten c. Albert kom ju på relativitetsteorin sedan.

 

[Pinky]

Usch, jag var grym i matte när jag var 10 år. Hade egen bok i klassen för jag var så smart . När jag nu kollar på det här blir jag helt snurrig och fattar noll..suck.

Undrar vart det gick fel, måste ha vart när man började öla vid 13 års åldern . Ska dessutom ut och kalasa idag så i morgon kommer jag väl förstå ännu mindre

 

[ah17]

Men om man gör så, bör det stämma då?

För jag kan inte förstå hur grabbarna fick 3 m/s. De måste då ha haft fel.

Du, snowball har rätt.

Att du har fel inser man ganska lätt. Att färdas 10m tar ju bara en sekund med bibehållen hastighet. Med den blygsamma retardationen i fråga så är drygt 8 sekunder orimligt.

 

[H4]

Man kan väl köra på ett annat sätt:

Arbetet under 14 meter = 350 Nm.

Den kinetiska energin = 3000 Joule.

3000 - 350 = 2650 Joule

2650 = 60*v^2/2

5300/60 = v^2

v^2 = 88,333

v = 9,3985...

Det var nog så det var meningen att vi skulle lösa den kommer jag på nu. Då hade jag och även alla mina vänner fel

Typiskt att man ska göra något sådant dumt på prov och sedan lösa det nu. Vi har nämligen inte gått igenom ordentligt om retardering än, dock läste vi inför provet om kinetisk energi.

 

[snowball]

Man kan väl köra på ett annat sätt:

Arbetet under 14 meter = 350 Nm.

Den kinetiska energin = 3000 Joule.

3000 - 350 = 2650 Joule

2650 = 60*v^2/2

5300/60 = v^2

v^2 = 88,333

v = 9,3985...

Det var nog så det var meningen att vi skulle lösa den kommer jag på nu. Då hade jag och även alla mina vänner fel

Typiskt att man ska göra något sådant dumt på prov och sedan lösa det nu. Vi har nämligen inte gått igenom ordentligt om retardering än, dock läste vi inför provet om kinetisk energi.

Precis, du kan även lösa detta med hjälp av mekaniska energisatsen.

(mv1^2)/2 + (-F*S) = (mv2^2)/2

v2= "roten ur" ((v1^2)+(-2F*S/m))=9,4 m/s

Kanske det enklaste sättet attförstå sig på.

 

[Gustav1]

Köp cykeldator och kontrollera så att den visar rätt.
Cykla upp till given hastighet.
Rulla angivet antal meter.
Kontrollera hastigheten.

Klart!

 

[snowball]

När jag nu lagt in 3 korrekta sätt att lösa denna uppgift på, kan vi då inte göra om den här tråden till en tribute till min fantastiska förmåga att lösa fysikuppgifter på gymnasienivå???

 

[ah17]

Man kan väl köra på ett annat sätt:

Arbetet under 14 meter = 350 Nm.

Den kinetiska energin = 3000 Joule.

3000 - 350 = 2650 Joule

2650 = 60*v^2/2

5300/60 = v^2

v^2 = 88,333

v = 9,3985...

Det var nog så det var meningen att vi skulle lösa den kommer jag på nu. Då hade jag och även alla mina vänner fel

Typiskt att man ska göra något sådant dumt på prov och sedan lösa det nu. Vi har nämligen inte gått igenom ordentligt om retardering än, dock läste vi inför provet om kinetisk energi.

Det är nog den mest tilltalade versionen enligt mig. Att applicera energiprincipen är en metod som ofta är bra att ta till.