F1) Gevärskula. Vilken hastighet? Rätta svar
F1) Klassisk mekanik
Jag har löst denna uppgift och undrar om någon kan rätta den. Ge gärna kommentarer.
En gevärskula har massan 15 g och avfyras mot ett övningsobjekt på skjutfältet. Objektet har formen av en sfär och hänger i en lina från ett träd. Totalt har övningsobjektet massan 3,0 kg.
Oscar avfyrar geväret och kulan fastnar i övningsobjektet, som får en pendelrörelse, så att dess tyngdpunkt som högst når 10 cm över dess viloläge.
Beräkna gevärskulans fart precis innan det träffar övningsobjektet.
Min lösning:
1) Kulan (K) och objektet (O) kommer att få en sammanlagd massa mT = 3.015 kg
Vid sitt högsta läge kommer den potentiella energin att vara i. mTgh (där h = 0.1 m)
2) Detta kommer att motsvara rörelseenergin som de två har precis vid kollisionen (där objektet med kulan i sig är i sitt lägsta läge). ii. Ek = 0.5mTvT2. Om i. och ii. sätts i en likhet kommer vT att fås.
3) Enligt rörelsemängdens bevarande kommer rörelsemängden före vara exakt lika med rörelsemängden efter. Detta kan beskrivas med:
mKvK + mOvO = mTvT
Eftersom objektet inte har någon hastighet innan det träffas kommer dess enskilda rörelsemängd vara 0.
Detta ger att vK (som vi söker) kan uttryckas med vK = (mTvT)/mk
4) Om alla värden stoppas in och beräknas fås hastigheten vK ≈ 280 m/s
Svar: vk ≈ 280 m/s. Gevärskulan kommer att ha en hastighet på 280 m/s precis innan den träffar övningsobjektet.
Stämmer detta? Tack för hjälpen!
Ja, det stämmer. Tydligt när du berättar i ord hur du gör och varför du gör det, och inget fel alls. Det jag saknar är beräkningssteget när du sätter in dina numeriska data och får fram ditt svar. För om det hade råkat smyga sig in ett slarvfel någonstans i uträkningen så hade din lärare lättare kunnat skilja det från allvarligare fel, och du eventuellt kunnat komma undan med mindre poängavdrag.
Det är jättebra att du räknar med symboler som du gör och sätter in numeriska värden först på slutet, eftersom ibland så upptäcker man att någonting går att förkorta bort (någon data som inte angavs i uppgiften...). Man brukar också lättare kunna se om det samband man fått fram verkar realistiskt.
Du ska inte överskatta ordens betydelse i resonemanget. Det "matematiska språket" är ofta överlägset, och då kan man istället använda något färre ord. Till exempel beskriver du med ord hur du sätter någonting lika med någonting annat. Sätt istället upp likheten i en ekvation, och beskriv med några få ord _varför_ du kunde göra så, till exempel "energins bevarande ger:", eller " rörelsemängdens bevarande ger:"
Alltså. Balans mellan ord och matematik är bra, försök att motivera matematiken med ord, inte ersätta matematiken med ord. Och ofta säger en figur mycket mer än ord. Men såklart så finns det andra tillfällen i fysik när man ska resonera kring någonting med ord, när det inte ska vara lika exakt.
Hej JohanF,
Tack återigen för din feedback. Uppskattar att du tog dig tid att gå igenom uppgiften.
Jag ska självklart tänka på och ha dina kommentarer i åtanke när jag löser uppgifter i framtiden!
Ha en bra dag.
