Dimensionsanalys sandhög
Hej! Skulle uppskatta lite hjälp med att lösa ett problem med dimensionsanalys.
Första delen av uppgiften var att bestämma ett uttryck för en maximal vinkel theta av en sandhög för att sandkorn som tillsattes inte skulle rulla ner för högen.
Jag gjorde ett partikelfriläggningsdiagram, där de tre krafter jag har som verkar på sandkornet är f, N och mg. Se bild.
Ifall sandkornet ska vara i vila och inte ramla nerför sandhögen måste summan av vektorerna vara 0. Jag inför ett koordinatsystem med y-axel i riktning N och x-axel i riktning f
x: f-sin(theta)mg =0
y: N-cos(theta)mg=0
då f=N*u (u= statistiska friktionskonstanten) kan vi skriva om första uttrycket och sedan ersätta N mha andra uttrycket
x: (N*u)-sin(theta)mg=0
(cos(theta)mg)*u-sin(theta)mg=0
u=sin(theta)/cos(theta)
u=tan(theta) --> arctan(u)=theta
Så jag har detta uttryck för den maximala vinkeln för sandhögen. Nu ska jag genomföra en dimensionsanalys för att kontrollera resultatet.
Jag har prövat några varianter men är lite osäker på vilka faktorer jag bör ha med i lösningen för att få ett bra svar. Vinkeln theta är dimensionslös, alltså ska mitt svar också vara det men jag blir alltid kvar med potenser jag inte kan lösa ut. Skulle behöva lite tips på vad man kan tänka sig använda.
Jag har prövat att göra en dim.analys med: sandhögens höjd, friktionskraften, friktionskonstant, normalkraft, massan, tyngdacceleration, sandhögens vinkeln theta... Har då fortarande 2 potenser som jag inte lyckas lösa ut i slutet, och de är de för friktionskraften och normalkraften.
Tacksam för svar
Välkommen till Pluggakuten!
Om du visar steg för steg hur du har försökt göra din dimensionsanalys så finns det en god chans att någon kan hjälpa dig att hitta var det har gått fel alternativt hjälpa dig vidare. Som det är nu finns det inte tillräckligt mycket att ta på för att någon skall kunna veta hur du har tänkt.
civingstud skrev:Hej! Skulle uppskatta lite hjälp...
Uttrycket du ska komma fram till är:
Någon vidare dimensionsanalys behövs ej då du vet direkt att argumentet för en invers trigonometrisk funktion är dimensionslöst, dess resultat är dimensionslöst och en vinkel är dimensionslös:
Detta betyder att vilket läses som dimensionen av vänsterledet är lika med dimensionen av högerledet.