Friktionskraft och friktionsarbete

mirou skrev :

Hej,
Skulle behöva lite råd i en uppgift. En person som åker rutschkana väger 22 kg. Kanan är 2,5 meter hög och 3,7 meter lång. När personen är nere är hastigheten 18 km/h.

1. Hur mycket mekanisk energi har gått förlorad under åkturen?

2. Hur stort är friktionsarbetet?

3. Hur stor är friktionskraften?

---

För uppgift 1 har jag beräknat dels lägesenergin (Ep) och dels rörelseenergin (Ek) och därefter beräknat skillnaden mellan energierna för att avgöra energiförluster i ex. värme.

Ep = mgh

massan, m = 22 kg
gravitationen, g = 9,82 N
höjden, h = 2,5 m

22 * 9,82 * 2,5 = 540,1 J i lägesenergi

$E_k=\frac{m{v}^2}{2}$

18 km/h = 5 m/s

$\frac{22 ·\hspace{0.17em}{5}^2}{2}$ = 275 J i rörelsenergi

 

540,1 - 275 = 265 J

 

 

Men sen kommer det som problematiserar det hela. Har väldigt svårt att fatta hur jag ska beräkna friktionsarbetet, som enligt facit ska få samma värde som rörelseenergin.

Arbetet W beräknas ju genom formeln kraften gånger sträckan

W = F * s

Så antar att det i detta fall blir $W_{\mu }=F_{\mu }· s$

Sträckan är ju känd, 3,7 m, men friktionskraften i fråga saknas, vilket även är svaret på fråga 3.

 

Börjat räkna enligt hur man beräknar friktionskraften i lutning. Bifogar bild nedan.

 

Men får då friktionskraften till 146 N. I facit anges kraften till 72 N, alltså nästan hälften av mitt svar.

Nånting är galet, kan tyvärr inte utröna mig om vad, så ber om råd i hur jag ska gå vidare.

---

Friktionsarbetet är inte samma sak som rörelseenergin, men väl samma sak som energiförlusten orsakad av friktion. Under förutsättning att hela energiförlusten skett genom friktion. Dvs 265J

Arbetet är också mycket riktigt kraft*väg därför kan vi lätt räkna ut friktionskraften när vi känner väg och friktionsarbetet.

265/3,7 = 72 N

Hej, Tack för svar.

Då är det ute och cyklar med bilden och uträkningarna möjligen?

Har både Ergo Fysik 1 och Heureka 1 hemlånat. Finns det någon som är bättre  att ha och göra med tro? Eller är det en smaksak? Tänkte försöka få lite mer begrepp om detta med energiförluster osv och koppling till friktionsarbetet...

Så när ex. en bil bromsar sker en energiförlust framförallt genom värme av friktionen som då avses med friktionsarbetet? Är jag inne på rätt spår då?

Sedan energiförlusten i samband med detta div med bromssträckan borde alltså ge friktionskraften?

När ska resonemanget med min bild upp i för sammanhang? Är det när man vill beräkna krafterna enbart i jämvikt? Alltså sedan kunna avgöra hur mycket kraft som skulle krävas för att flytta föremålet i lutning åt något håll?

Din bild med uppdelning av krafter i komposanter är mycket användbar i många sammanhang när man ska beräkna krafter, acceleration eller vad man än frågar om. Den fungerar både i statiska och dynamiska förlopp, men i detta fall fanns det en enklare väg.