Hur stor effekt utövar cyklisten?, Acceleration?

Hejhej! skrev:

vet inte hur jag ska göra för att få fram accelerationen:(  

Accelerationen är noll (cyklistens fart är konstant, riktningen ändras inte).

P= Fv, som du skrev, v är given, hur stor är F när v är konstant? 

Om V är konstant så har vi ingen acceleration och eftersom F = ma så blir F = m*0 = 0. Men få skulle det innebära att P = F*v = 0*v = 0 och det finns inte något sådant alternativ så detta kan inte stämma:(

Det är rätt att summa krafter i färdriktningen är 0. Men du har en kraft som verkar uppför backen, cyklisten står för den, och en kraft som försöker dra cyklisten nerför backen.

Som alltid: Rita figur, sätt ut krafter, komposantuppdela! 

Hejhej! skrev:

skulle det innebära att P = F*v = 0*v = 0 och det finns inte något sådant alternativ så detta kan inte stämma :(

Man ska också tänka sig in i situationen, hur det är att cykla uppför, hur det känns att ta sig uppför en backe. Att lutningen spelar en roll, osv.  Som Ture säger, det är bra att rita ett diagram, också för att man då tänker på hur det är.

Det är tyvärr inte ovanligt att elever har lärt sig att lita på formler när de ska räkna fysikuppgifter.

Men här, om ens formel säger att svaret är noll, kan det inte vara rätt. Även om det hade funnits med i svarsalternativen.

tänk dig scenariot att du står högst upp i en backe med din cykel, om du släpper bromsen, vad händer? Varför?

Försöker sätta ut krafter men det är inte många krafter jag finner:( de säger att man sak borde från friktion och luftmotstånd så då ser jag bara tyngdkraft, normalkraft och kraften som människan skapar när han trampar för att cykla uppför. 

Jo det är nog sant, man bör rita🙈

Om jag skulle vara högst upp på backen och släppa bromsen skulle jag åka nedåt igen på grund av tyngdkraften? 

Så hör tänker jag mig situationen:

Man kan tänka så här: hur mycket högre kommer cyklisten på 1 s? Hur stor ökning i potentiell energi innebär det?

Du har hittat tre krafter och kraftjämvikt utmed backen ger $F-mg_x=0$ enligt din figur ($mg_x=mg\sin(\theta)$)

$F\cdot v=?$

Jag vet inte hur högt han kommer på 1 sekund eller hur stor potentiell energi det innebär:(

Jag håller med om uträkningen av F! Men får fel svar på effekten:(

Så här blir mina beräkningar:

Vinkeln är 6 grader, inte 60 grader, hallå!? :)

(och glöm inte g=9.82m/s² och v är 5m/s inte 0.5m/s)

Oj! Ja det är sant:D tack! Nu tror jag det blev rätt, för nu blev det 44W:)

Tack för hjälpen!

Är fortfarande nyfiken på hur man ska tänka dock om man vill lösa det på ditt sätt Laguna?:) Tänker det är bra att lära sig båda:D

Nä, 44W kan det inte bli. Du har förmodligen fortfarande räknat med 0.5 m/s istället för 5m/s som hastighet.

Apropå det här med lutningar och backar, vanligtvis anger man en backes lutning i stigning. En stigning på 10% innebär att man stiger 10 meter i y-led på 100 meter i x-led. Så här ser varningsskylten ut för en sådan backe:

10% stigning motsvarar ungefär $\theta=6^\circ$ lutning.

En av världens längsta och brantaste preparerade skidbackar är Harakiri som har en stigning på 78% vilket motsvarar en lutning på $\theta=38^\circ$

Så här ser det ut när man åker skidor där: https://www.youtube.com/watch?v=7Vu89yTRRGU

Var alltså väldigt misstänksam om det skulle dyka upp en dubbelt så stor lutningsvinkel $\theta$ för en cykelbacke!

Jo det är sant nu när jag multiplicerade med 5 istället för 0,5 så fick jag fram 0,44kW:) 

Hur får man fram att en 10% stigning motsvarar 6 grader?

Hejhej! skrev:

Är fortfarande nyfiken på hur man ska tänka dock om man vill lösa det på ditt sätt Laguna?:) Tänker det är bra att lära sig båda:D

Först är det ren geometri. Rita en rätvinklig triangel med en vinkel 6 grader och med hypotenusan så lång som cyklisten kommer på en sekund.

Ah okej! Nu har jag kommit hit:) :

Dock får jag inte samma svar som innan:( 

Det där är en ganska brant backe.

Ja🙈 men var det inte 6 graders vinkel?

Jo men inte där! 

Vinkeln som anger backens lutning är mellan horisontalplanet och backen. 

Ahh okej! Så ni menar så här:

Do använde jag ju 6° i andra hörnet när jag räknade på andra sättet:( 

Det borde du inte ha gjort. Tänk på hur backen kan se ut i verkligheten.

Men då borde det vara mgcos(6) och inte mgsin(6)? För ovan enligt min ritning blir F och mgx mgsin6 men då hade jag det andra hörnet som 6°:

Om jag använder cos6 istället får jag:

85*9,807*cos(6)*5= 4,1 kW och det finns inte med som svarsalternativ:(

Det är bra att göra en rimlighetskontroll av sina tankegångar/beräkningar.

Tänk dig extremfallet att lutningen är 0°. Vad borde effekten då bli (med tanke på att friktion och luftmotstånd försummas)? Stämmer det med din formel?

Tänk dig nu att lutningen ökar från 0° till 6°.

Borde effekten då öka eller minska? Stämmer det med din formel?

Om lutningen vore 0 skulle sin0 göra att effekten blir 0 vilket kanske kan stämma med tanke på att det varken finns friktion eller luftmotstånd?

Om graderna skulle öka så skulle effekten öka vilket stämmer med formeln

Hejhej! skrev:

Om lutningen vore 0 skulle sin0 göra att effekten blir 0 vilket kanske kan stämma med tanke på att det varken finns friktion eller luftmotstånd?

Ja, det stämmer 

Om graderna skulle öka så skulle effekten öka vilket stämmer med formeln

Vilken av dina formler? Den i svar #25 eller den i svar #24?

Den i svar 24, den i svar 25 skulle istället effekten minska eftersom

85*9,807*cos0*5 = 4167,975...W

och

85*9,807*cos6*5 = 4145,142...W

OK bra.

Försök till förklaring av resonemanget kring hur mycket cyklisten lyfter ekipaget på 1 sekund;

På 1 sekund tar sig cyklisten 5 meter framåt och 5•sin(6°) uppåt, eftersom backens lutning är 6°.

Kraften som krävs för detta lyft är 85g.

Arbetet som utförs på 1 sekund är alltså 85g•5•sin(6°) $\approx$ 436 J.

Effekten är alltså ungefär 440 W, dvs 0,44 kW.

Ah okej är effekten arbete/sekund?

Ja,

Effekt = Arbete / Tid

Jag betraktar det som själva definitionen av effekt.

Okej tack!:)