En dum fråga angående spänningskraft
Hej, jag söker lite tips över hur jag ska tänka vid spännigskrafter. Finns det någon regel som man kan följa? (likt newtonslagar, att en kraft har en lika stor motkraft). Sedan undrar jag också hur man ska tänka då ett föremål exempelvis accelereras åt ena hållet med ett annat bundet till sig, hur tänker jag då med spännnigskraft på repet?
Skulle även hjälpa ifall ni har någon källa där jag kan läsa på mer om hur man ska tänka.
Mitt tips är som vanligt: Rita!
Smaragdalena skrev:Mitt tips är som vanligt: Rita!
Ja, exakt det är ju självklart. Men det går inte riktigt ihop för mig, som i gubben jag ritade som hängde, hans Fg fördelar sig över båda sidorna, hur fungerar det? Spänningskraften i min hjärna blir lika stor som hans vikt.
Vilken gubbe menar du?
Smaragdalena skrev:Vilken gubbe menar du?
https://www.pluggakuten.se/trad/en-person-som-hanger-i-ett-rep/
Vad skulle hända om gubben inte drog med samma kraft i båda linorna?
Smaragdalena skrev:Vad skulle hända om gubben inte drog med samma kraft i båda linorna?
Är det ens möjligt? Skulle han inte få väldigt ont i skulderbladen och axlarna? :)
Vad skulle hända om han bara höll i den ena linan?
Smaragdalena skrev:Vad skulle hända om han bara höll i den ena linan?
Spänningskraften skulle vara noll
OlafJohansson21 skrev:Smaragdalena skrev:Vad skulle hända om han bara höll i den ena linan?
Spänningskraften skulle vara noll
Hur tänker du nu?
Föreställ dig att du lägger ett rep över t ex en trädgren och håller i repet med båda händerna, en i varje ände. Krök på knäna så att du inte har kontakt med marken. Släpp sedan med ena handen. Vad händer?
Smaragdalena skrev:OlafJohansson21 skrev:Smaragdalena skrev:Vad skulle hända om han bara höll i den ena linan?
Spänningskraften skulle vara noll
Hur tänker du nu?
Föreställ dig att du lägger ett rep över t ex en trädgren och håller i repet med båda händerna, en i varje ände. Krök på knäna så att du inte har kontakt med marken. Släpp sedan med ena handen. Vad händer?
Linan slungas bort från grenen och du får ont i knäna? Därför borde ju spänningskraften bli noll. Ifall man greppar med en hand blir det Fg tänker jag. Jag ser problemet ifall man ritar, det kommer ju bli mer kraft uppåt än neråt, men för någon anledning accepterar min hjärna inte detta. :-(
Försöker få ett nytt perspektiv på hela situationen. : )
Linan glider över grenen och det är möjligt att rep-änden får sån fart att den slungas i en båge över grenen. Så länge linan glider över grenen kommer friktionen att bromsa den en del, så det är möjligt att knäna klarar sig ;-). Och en liten detalj - det heter spännkraft, inte spänningskraft.
Om man är stilla (eller fortsätter åt samma håll med konstant hastighet) så är summan av alla krafter 0.
Smaragdalena skrev:Linan glider över grenen och det är möjligt att rep-änden får sån fart att den slungas i en båge över grenen. Så länge linan glider över grenen kommer friktionen att bromsa den en del, så det är möjligt att knäna klarar sig ;-). Och en liten detalj - det heter spännkraft, inte spänningskraft.
Om man är stilla (eller fortsätter åt samma håll med konstant hastighet) så är summan av alla krafter 0.
Men hur blir det då, låt säga att en låda med 2 kg hänger över en kant och en låda med 2kg står på ett bord. Friktionskraften är 2N. Vad är spännkraten?
Hur blir det i denna situation? Den kommer ju accelerera mot den lådan som händer över kanten det borde ju ändra kraft situationen. Dessutom hur tänker man med friktion. Jag antar att det jag försöker få fram är hur ska jag börja att tänka?
Jag vet inte om du blir hjälpt av en kommentar angående gubben, men jag ger dig en ändå.
Har ni lärt er om vridmoment? Att vridmomentsumman måste vara noll för att inte föremålet ska rotera. I detta fall trissan.
Motsvarigheten till F=ma.
JohanF skrev:Jag vet inte om du blir hjälpt av en kommentar angående gubben, men jag ger dig en ändå.
Har ni lärt er om vridmoment? Att vridmomentsumman måste vara noll för att inte föremålet ska rotera. I detta fall trissan.Motsvarigheten till F=ma.
vi har inte riktigt gått igenom vridmoment i detalj, men tror jag hört något sådant tidigare i mitt liv.
Förstår inte riktigt, är det då möjligt att kraften uppåt från vardera rep är 5g var ? blir Fres=0, eller missar jag något?
OlafJohansson21 skrev:JohanF skrev:Jag vet inte om du blir hjälpt av en kommentar angående gubben, men jag ger dig en ändå.
Har ni lärt er om vridmoment? Att vridmomentsumman måste vara noll för att inte föremålet ska rotera. I detta fall trissan.Motsvarigheten till F=ma.
vi har inte riktigt gått igenom vridmoment i detalj, men tror jag hört något sådant tidigare i mitt liv.
Förstår inte riktigt, är det då möjligt att kraften uppåt från vardera rep är 5g var ? blir Fres=0, eller missar jag något?
Ok. Det ger iallafall förklaring till varför spännkraften måste vara lika stor i båda repändar som hänger över trissan. För om INTE kraften i båda repen varit lika så hade trissan börjat rotera, och gubben hade inte kunnat hålla sig kvar.
Detta gäller om trissan är friktionsfri. Om det fanns friktion i trissan som kunde uttryckas som ett vridmoment, så kan man tillåta olika spännkrafter i de två repen. (Men kraftsummevillkoret är fortfarande att summan av de två spännkrafterna är mg)
JohanF skrev:OlafJohansson21 skrev:JohanF skrev:Jag vet inte om du blir hjälpt av en kommentar angående gubben, men jag ger dig en ändå.
Har ni lärt er om vridmoment? Att vridmomentsumman måste vara noll för att inte föremålet ska rotera. I detta fall trissan.Motsvarigheten till F=ma.
vi har inte riktigt gått igenom vridmoment i detalj, men tror jag hört något sådant tidigare i mitt liv.
Förstår inte riktigt, är det då möjligt att kraften uppåt från vardera rep är 5g var ? blir Fres=0, eller missar jag något?
Ok. Det ger iallafall förklaring till varför spännkraften måste vara lika stor i båda repändar som hänger över trissan. För om INTE kraften i båda repen varit lika så hade trissan börjat rotera, och gubben hade inte kunnat hålla sig kvar.
Detta gäller om trissan är friktionsfri. Om det fanns friktion i trissan som kunde uttryckas som ett vridmoment, så kan man tillåta olika spännkrafter i de två repen. (Men kraftsummevillkoret är fortfarande att summan av de två spännkrafterna är mg)
Kan du ge något exempel på där det skulle vara friktion i trissan?
Läste även igenom den här https://www.pluggakuten.se/trad/spannkraften-4/ men förstår inte riktigt förklaringarna.
1. Jag ser det som att vikterna på trissan kommer röra sig mot den riktningen som har störst fg.
2. Man kan beräkna deras acceleration genom kraftekvationen.
3.Man lägger därefter in den vikt som rör sig uppåt i kraft ekvationen och får spänningkraften mellan båda sidorna.
Har jag tänkt rätt?
När man beräknar spänningskraften på vikterna på höger sida hur gör man då?
OlafJohansson21 skrev:JohanF skrev:OlafJohansson21 skrev:JohanF skrev:Jag vet inte om du blir hjälpt av en kommentar angående gubben, men jag ger dig en ändå.
Har ni lärt er om vridmoment? Att vridmomentsumman måste vara noll för att inte föremålet ska rotera. I detta fall trissan.Motsvarigheten till F=ma.
vi har inte riktigt gått igenom vridmoment i detalj, men tror jag hört något sådant tidigare i mitt liv.
Förstår inte riktigt, är det då möjligt att kraften uppåt från vardera rep är 5g var ? blir Fres=0, eller missar jag något?
Ok. Det ger iallafall förklaring till varför spännkraften måste vara lika stor i båda repändar som hänger över trissan. För om INTE kraften i båda repen varit lika så hade trissan börjat rotera, och gubben hade inte kunnat hålla sig kvar.
Detta gäller om trissan är friktionsfri. Om det fanns friktion i trissan som kunde uttryckas som ett vridmoment, så kan man tillåta olika spännkrafter i de två repen. (Men kraftsummevillkoret är fortfarande att summan av de två spännkrafterna är mg)
Kan du ge något exempel på där det skulle vara friktion i trissan?
Läste även igenom den här https://www.pluggakuten.se/trad/spannkraften-4/ men förstår inte riktigt förklaringarna.
1. Jag ser det som att vikterna på trissan kommer röra sig mot den riktningen som har störst fg.
2. Man kan beräkna deras acceleration genom kraftekvationen.
3.Man lägger därefter in den vikt som rör sig uppåt i kraft ekvationen och får spänningkraften mellan båda sidorna.
Har jag tänkt rätt?
När man beräknar spänningskraften på vikterna på höger sida hur gör man då?
Nja, det låter riskabelt att först beräkna acceleration hos ett system, och i efterhand lägga in ytterligare vikt i systemet. Eftersom den ytterligare vikten kommer ju att påverka systements acceleration.
Det exempel som du hänvisar till är jättebra. Jag skulle ha gjort såhär:
1. Rita ut alla krafterna som verkar på var och en av massorna. De krafter som verkar är naturligtvis mg, sedan tillkommer okänd snörkraft från snöret som drar i respektive vikt. En vikt har ju t.o.m snören fästa i båda ändar.
2. Sätt kraftsumman på respektive vikt =ma (dvs anta att det finns en acceleration, om det inte finns någon acceleration kommer det att visa sig från beräkningarna om accelerationen blir noll).
3. Utnyttja att alla vikterna hänger ihop med snören, dvs alla vikterna måste få samma acceleration.
4. Utnyttja att snörena anses vara masslösa, dvs den kraft som finns i en ände på snöre återfinns också i den andra änden (dvs snörena har ingen tröghet)
5. Du kommer att få tre kraftekvationer F=ma, en för vardera vikt. Du kommer också att få två okända snörkrafter och en okänd acceleration. (Tre obekanta och tre ekvationer, känns bra!)
Räkna på det. Viktigt att rita bra figur så att du sätter rätt tecken på accelerationen på respektive sida av trissan (det som accelererar nedåt på en sida måste accelerera uppåt på andra sidan). Och så att du ser vilka snörkrafter som är lika stora.
Man kan tänka sig att friktion i trissan kan utgöras av ifall trissan inte har kullager, eller om kullagret ät rostigt eller dåligt, då kommer ju axeln att utföra ett moment på trissan som gör det trögt att vrida trissan som då gör att snörkraften på vardera sida om trissan kommer att vara olika. Men den friktionen bortses från i uppgiften.
Det kommer faktiskt även att vara så att snörkraften blir lite olika i båda ändar av det snöre som hänger över friktionsfri trissa pgr av tröghetsmomentet i trissan, motsvarigheten till acceleration hos ett roterande föremål. Men jag tror att det är först på mekanikkurser ovanför gymnasienivå som man läser om tröghetsmoment, men jag kommer inte riktigt ihåg. Du kan tänka dig fenomenet om trissan hade haft väldigt stor massa. Tex ett svänghul utnyttjar detta genom att lagra energi i sin rotation. Du får helt enkelt utföra ett arbete för att sätta svänghjulet i rotation.
Det borde alltså ha stått i uppgiften att också trissans massa bortses ifrån.
Nä nu har jag redan skrivit alldeles för mycket om en annan fråga än den som tråden startade med. Start gärna en ny tråd om denna uppgift. Jag tror säkert att det finns många som är sugna att diskutera den. Jag är iallafall det...
För att återvända till gubben:
Du har en kraft nedåt som du konstaterar och du har en lika stor kraft F3 som håller i trissan så den inte ramlar ner.
Spänningen i repen fördelar sig jämt på F1 och F2 så länge du bara hänger stilla, men vi antar att du är stark och duktig på gymnastik så du omväxlande belastar vänster och höger arm olika. Dvs. växlar mellan att belasta höger och vänster arm.
Då kommer F1 och F2 att inte vara lika stora, men summan kommer alltid att vara F1 + F2 = F3
Det känns som jag gräver en djupare grop varje gång jag gör en uppgift. Vi forsätter på spänningkraft, varför blir kraften mellan på dyanamometern 1? Jag inser att hela systemet är statiskt med det går inte ihop i mitt huvud. Jag tycker attt det borde vara 2N. 
OlafJohansson21 skrev:Det känns som jag gräver en djupare grop varje gång jag gör en uppgift.
Förlåt att jag frågar, men var det svårt att förstå "gubben" och krafterna som jag satt ut i din figur? En djupare grop skriver du?
OlafJohansson21 skrev:Det känns som jag gräver en djupare grop varje gång jag gör en uppgift. Vi forsätter på spänningkraft, varför blir kraften mellan på dyanamometern 1? Jag inser att hela systemet är statiskt med det går inte ihop i mitt huvud. Jag tycker attt det borde vara 2N.
Är mg = 1N för vardera vikten?
Smaragdalena skrev:OlafJohansson21 skrev:Det känns som jag gräver en djupare grop varje gång jag gör en uppgift. Vi forsätter på spänningkraft, varför blir kraften mellan på dyanamometern 1? Jag inser att hela systemet är statiskt med det går inte ihop i mitt huvud. Jag tycker attt det borde vara 2N.
Är mg = 1N för vardera vikten?
ja
OlafJohansson21 skrev:Smaragdalena skrev:OlafJohansson21 skrev:Det känns som jag gräver en djupare grop varje gång jag gör en uppgift. Vi forsätter på spänningkraft, varför blir kraften mellan på dyanamometern 1? Jag inser att hela systemet är statiskt med det går inte ihop i mitt huvud. Jag tycker attt det borde vara 2N.
Är mg = 1N för vardera vikten?
ja
Alltså, generellt med snörkrafter så är det nog inget annat att göra än att summera krafterna på varje ”massa” och sätta dom lika med F=ma.
Jag tror det som förvirrar mest är att man sätter upp kraftsummor ”inuti” ett system. Och inte, som du kanske hittills är van vid, tittar på systemet som en ”black box” som det verkar yttre krafter på. Men såklart gäller Newtons lagar oavsett hur man väljer att se på systemet (villkoret är bara att man väljer ett inertialkoordinatsystem som du vet). Sedan förenklar man att snöret inte har någon massa, utan det bara tjänstgör att hålla samman de olika systemdelarna som har massa, utan att snöret själv riktigt ingår i systemet.
För att få en känsla för det så kanske man blir hjälpt, åtminstone i det statiska fallet (a=0), att ”dela” på systemet där man ska beräkna spännkraften. Tex i ditt senaste exempel så är ju kraften som drar i snöret, samma kraft som du skulle behöva hålla fast ena snörändan med om du klippte av det. Så kan man ju tänka i det dynamiska fallet också, men det är inte lika intuitivt, eftersom man måste accelerera greppet om den snörände man håller fast.
Tack så ofantligt mycket allihop, ska läsa igenom hela tråden några gånger till och se så att det verkligen fäster sig i huvudet.
ConnyN skrev:För att återvända till gubben:
Du har en kraft nedåt som du konstaterar och du har en lika stor kraft F3 som håller i trissan så den inte ramlar ner.
Spänningen i repen fördelar sig jämt på F1 och F2 så länge du bara hänger stilla, men vi antar att du är stark och duktig på gymnastik så du omväxlande belastar vänster och höger arm olika. Dvs. växlar mellan att belasta höger och vänster arm.
Då kommer F1 och F2 att inte vara lika stora, men summan kommer alltid att vara F1 + F2 = F3
Borde inte och vara riktad neråt? :)
Soderstrom skrev:ConnyN skrev:För att återvända till gubben:
Du har en kraft nedåt som du konstaterar och du har en lika stor kraft F3 som håller i trissan så den inte ramlar ner.
Spänningen i repen fördelar sig jämt på F1 och F2 så länge du bara hänger stilla, men vi antar att du är stark och duktig på gymnastik så du omväxlande belastar vänster och höger arm olika. Dvs. växlar mellan att belasta höger och vänster arm.
Då kommer F1 och F2 att inte vara lika stora, men summan kommer alltid att vara F1 + F2 = F3Borde inte och vara riktad neråt? :)
Spänning i rep har alltid två riktningar.
I det här fallet kan du kan välja att betrakta de spänningar som fästet i taket håller emot som uppåt och det är de krafterna jag tittat på.
Sedan kan du också titta på de spänningar som tyngdkraften orsakar i repen och de pekar nedåt, men det blir ganska rörigt, i alla fall i mitt huvud, om man ritar ut alla krafter och riktningar i samma bild.
