krafter

Är det här Fysik2?

Det känns som att man skulle behöva räkna på rörelsemängdmoment.

Yes det är fysik 2 hur ska jag lösa frågan?

Skirtt skrev:

Yes det är fysik 2 hur ska jag lösa frågan?

Bestäm friktionskraften, bestäm dess vridmoment, bestäm vinkelaccelerationen, bestäm tiden tills bollen roterar tillräckligt snabbt.

Skirtt skrev:

Yes det är fysik 2 hur ska jag lösa frågan?

Jag tänker inte ta gift på det, men jag tror att tröghetsmoment ingår först i Fysik 3. Men det spelar ingen roll.

Kommer du vidare med Pieters ledtrådar?

Försökte men lyckades inte finns det nått mer jag kan tänka på

Jag tycker att du ska börja att göra en figur, och rita ut alla krafter på pingisbollen. Vilket kraftmoment är det som sätter rotation på bollen?

JohanF skrev:

Jag tycker att du ska börja att göra en figur, och rita ut alla krafter på pingisbollen. Vilket kraftmoment är det som sätter rotation på bollen?

För att kunna lösa uppgiften måste du veta hur, och varför, man kan räkna med en kropps tröghetsmoment.

Har ni gått igenom begreppet tröghetsmoment? Till exempel, vet du hur stort pingisbollens tröghetsmoment är? (Anta att pingisbollen har massan m och radien r)

Har försökt lösa den i flera dagar kan ni skicka lösningen då jag kanske får en förståelse på hur man ska tänka 

Skirtt skrev:

Har försökt lösa den i flera dagar kan ni skicka lösningen då jag kanske får en förståelse på hur man ska tänka 

Det skulle också vara jobb för mig, och inte särskilt roligt.

Och jag tror inte att det skulle hjälpa dig någonting.

Du kan väl börja med att kasta lite pingisbollar eller andra kulor (eventuellt cylindrar, läskburkar), observera vad som händer, och reflektera över det.

Förstår vad du säger men tror det skulle hjälpa mig enormt mycket denna uppgift i min bok har bara svar och jag brukar få en djupare förståelse på hur man tänker ifall jag ser hur man löser det och vad jag själv gjort fel 

Skirtt skrev:
min bok har bara svar  

Du kan använda det och räkna tillbaka. Bestäm först vad rotationshastigheten är vid den tiden som ges i facit.

Att försumma luftmotståndet som man gör i uppgiften verkar inte realistiskt med pingisbollar. Tennisbollar kanske går, men jag tror de börjar rulla nästan omedelbart. Tennisbollar på is kanske.

Skirtt skrev:

Förstår vad du säger men tror det skulle hjälpa mig enormt mycket denna uppgift i min bok har bara svar och jag brukar få en djupare förståelse på hur man tänker ifall jag ser hur man löser det och vad jag själv gjort fel 

Det var ett tag sen jag räknade med tröghetsmoment så vi får väl försöka tillsammans och se var det slutar, tänker jag. Det kan ju inte bli mer än fel.

Uppgiften söker en tid, och det är krafter och hastigheter inblandade. Jag skulle börja prova räkna på impuls (kraft*tid)

Hur resonerar du själv kring uppgiften?

JohanF skrev:

Uppgiften söker en tid, och det är krafter och hastigheter inblandade. Jag skulle börja prova räkna på impuls (kraft*tid)

Ja, så går det nog att lösa utan vridmoment osv. 
 

JohanF skrev:

Skirtt skrev:

Förstår vad du säger men tror det skulle hjälpa mig enormt mycket denna uppgift i min bok har bara svar och jag brukar få en djupare förståelse på hur man tänker ifall jag ser hur man löser det och vad jag själv gjort fel 

Det var ett tag sen jag räknade med tröghetsmoment så vi får väl försöka tillsammans och se var det slutar, tänker jag. Det kan ju inte bli mer än fel.

Uppgiften söker en tid, och det är krafter och hastigheter inblandade. Jag skulle börja prova räkna på impuls (kraft*tid)

Hur resonerar du själv kring uppgiften?

...och fortsätta att räkna på impulsmomentet (kraft*momentarm*tid)

JohanF skrev:

...och fortsätta att räkna på impulsmomentet (kraft*momentarm*tid)

Jag tror att man kommer långt med att bara först bestämma hastigheten vid den sökta tiden.

Friktionskraften $F_f=\mu mg$ kommer att verka på pingisbollen tills den börjar rulla vid tiden $t$. Under tiden $t$ kommer alltså dess rotation att tillföras impulsmomentet $F_f·r·t=\mu mgrt$ 

Pingisbollens massa är $m$, dess radie är $r$. Dess tröghetsmoment blir då $I=m{r}^2$.

Pingisbollens hastighet i början är $v_0$, hastigheten när den börjar rulla är $v_1$. Motsvarande vinkelhastigheter är $0$ och ${\omega }_1$. Rullvillkoret är $r·{\omega }_1=v_1$.

Impulsmomentet är skillnaden mellan rörelsemängdsmoment i början jämfört med när den börjar rulla:

$$\begin{gathered} \mu mgrt=I·{\omega }_1-I·0=m{r}^2·{\omega }_1=m{r}^2·\frac{v_1}{r} \\ t=\frac{v_1}{\mu g} \end{gathered}$$

Tyvärr så lär det inte gå att svara så eftersom $v_1$ inte är känd. 

Hur kan man räkna fram $v_1?$

JohanF skrev:

Pingisbollens massa är $m$, dess radie är $r$. Dess tröghetsmoment blir då $I=m{r}^2$.

Tröghetsmoment av en ihålig sfär är $I = \dfrac{2}{3} m r^2$, men det hjälper oss inte vidare med att hitta $v_1,$ tyvärr.

Man kan nog ställa upp ekvationer för vinkelaccelerationen. Men någonstans tror jag att det borde finnas en enklare lösning. Jag funderade lite på att göra det med arbete och energi, men även det blir jobbigt.

Pieter Kuiper skrev:

JohanF skrev:

Pingisbollens massa är $m$, dess radie är $r$. Dess tröghetsmoment blir då $I=m{r}^2$.

Tröghetsmoment av en ihålig sfär är $I = \dfrac{2}{3} m r^2$, men det hjälper oss inte vidare med att hitta $v_1,$ tyvärr.

Man kan nog ställa upp ekvationer för vinkelaccelerationen. Men någonstans tror jag att det borde finnas en enklare lösning. Jag funderade lite på att göra det med arbete och energi, men även det blir jobbigt.

Det var ju lite slarvigt om tröghetsmomentet, tittade snett i tabellen... eller nåt ;-)

Angående sambandet mellan $v_1$och $v_0$, skillnaden i pingisbollens rörelsemängd.

$F_f·t=m{v}_0-m{v}_1$