Fysik B Rörelseenergi
Hej exemplet är hämtat ur Heureka B utg 2005.
uppg. 4,26
En "lättrullad" vagn med vikten 2.5 kg på ett vågrätt bord, är uppspänd mellan två väggar med hjälp av ett snöre och en dynamometer, i varsin ände på vagnen. Dynamometern är utdragen 12 cm och visar styrkan 10N (FD),
Snöret klipps av och vagnen rusar de 12 centimetrarna innan den slår emot dynamometern.
Vilken rörelseenergi erhåller vagnen innan den slår emot dynamometern ?
Eget försök till lösning
Om vi antar att lättrullad är det samma som att- vagnen har försumbar friktion,, så gäller ;
Ep = Ek och då är Etot= Ep + Ek dvs då blir ju Ek =( Etot / 2 )
Enligt beskrivningen så är 10N den enda kraft som tillförs vagnen, alltså borde då ;
Etot = Fs --> 10N * 0,12m = 1.2 J och det ger att Ek då blir 0.6 J.
Vilket också stämmer med facit,, MEN all den lagrade energin borde(?) väl ge att ;
Etot = Ep = Ek = 1.2J (?) eftersom all den lagrade energin är den som tillförs då ingen friktion verkar och den TOTALA energin Etot som tillförs är just 1.2J ? ,,
Jag räknar mest och försöker lite på egen hand och saknar nån att fråga ..
Ser fram emot trevliga tips (*vink*) (*vink*)
Jag ser ju att jag glömt ta med vagnens vikt i beräkningarna också**
Stämmer det att Ep = mgh--> 2,5 * 9.82 * 0.12 = 2.946 ?
Då den potentiella "höjden" ersätts med de 12 centimetrarna som spänns upp av dynamometern. ( Osäker på om isf också g borde ändras till den tillagda kraften istället = 10N ? som då istället förs in i mgh-formen)
I så fall blir ju inte Ep = Ek (0.6 J ) trots att vagnen inte verkar ha nån angiven friktionskraft
att räkna med ,, dvs att det utan friktion väl borde blivit att : Ep = Ek ?
Vilket arbete uför dynamometern på vagnen? Är kraften 10N hela vägen? Vad är kraften från dynamometern när vagnen slår in i den?
Nej jag gissar att kraftpåverkan successivt avtar under sträckan mot dynamometern ?
Ja den lagrade energin omvandlas väl till rörelse energi när snöret klipps, så de 10N omvandlas till rörelse istället.
men är som sagt lite lost här
Om kraften avtar linjärt från 10N till 0N på sträckan, vad blir medelkraften under sträckan?
(Varför räknar du med mgh? Gravitationen g utför ju inget arbete på vagnen)
Nej precis så jag tänkte istället byta ut g mot de 10N som tillförs vagnen istället och lägga in i mgh så att : 2.5 * 10 * 0.12 = 3 J ? stämmer detta ? osäker på om man kan ersätta g med en enhet i Newton....
ja medelkraften blir 5N isf ?
Räknar man nu med medelvärdet av den tillförda kraften så får man just
Etot = Fs = 5N*0.12m = Ep = Ek = 0.6 J ,, ?? är detta rätt uträknat,
Greppar nog inte riktigt det här med att kraften skulle avta linjärt då den mer eller mindre kraschar in i dynamometern väl ? men visst blir ju medelvärdet av den tillförda kraften 5N likväl, eftersom 10.0N tillsätts vid starten och 0.0N återstår hos vagnen precis vid kraschen, där då all kraft övergår i krocken som friktion antar jag.
man har ju heller inte använt sig av vagnens vikt i beräkningarna , behöver man inte det ?
tack för alla tips och hjälp !!!!
Ja det är rätt.
du kan se fjäderns arbete som potentiell energi i systemet, men skriv inte att potentiella energin är mgh. Och i den formeln skulle du isåfall ersätta ”mg” med kraften ”F”.
Dvs, som du upptäckte, massan har ingen betydelse för svaret.
STORT TACK Johan !!!!
Kul det blev rätt ))
så man använder sig av ett medelvärde för att få fram rörelseenergin ? greppar nog inte helt ändå (??)
och varför spelar massan ingen roll ?? vore intressant att få veta ifall att iaf....
vagnens tröghet påverkas ju av hur mycket den väger ,vilket i sin tur väl även "kan" påverka rörelseenergin ?,, --- men visst,, iom att vagnen anses lättrullad här så bortser man helt från vagnens friktion eller eventuella tröghet och då är kanske massan dvs vikten är av "ringa vikt" i detta sammanhang ?? eller inte *S*))
Allt gott !
Massan påverkar inte rörelseenergin. Enbart det arbete som fjädern utför påverkar rörelseenergin. Däremot påverkar massan hastigheten som vagnen får av sin vunna energi.
Anledningen till att du tar medelvärdet av kraften är eftersom arbetet är arean under kraft-väg-grafen. Om kraften minskar linjärt från maxF till noll, så blir arean en triangel med arean sträckan*maxF/2.
Jättebra förklarat !!
Tack )
