Kulbana loop
Hej!
Jag har haft svårt att lösa den här uppgiften som var en del av en labb:
Jag ska förklara varför kulan inte tar sig runt loopen från läge B och jag ska förklara varför kulan tar sig runt loopen från läge A.
Jag anar att det har att göra med luftmotstånd och rullmotstånd, och att energi förloras den vägen, men jag är inte helt säker och det känns som att det inte är helt rätt svar ändå.
Om det är rätt, skulle det betyda att kulan tar sig runt loopen ifall det inte fanns friktion alls?
Vilken hastighet har kulan i punkt C, om man har släppt den i punkt B och det inte finns några förluster alls?
0, eftersom lägesenergin är återställd. Så den borde falla där. Men det jag såg när jag jag genomförde experimentet och släppte kulan från B var att kulan slutade rulla framåt i ungefär denna punkt redan:
Notera hur texten även bekräftar detta: "Trots att kulan som släpps vid B är på samma höjd som en kula i toppen av loopen (dvs de har samma lägesenergi i de två lägena), så kommer kulan aldrig dit".
I verkligheten är inte förlusterna 0, så kulan får hastigheten o (d v s vänder) "för tidigt".
Alltså beror det på friktionen?
Ja, och att en del energi blir till rotationsenergi hos kulan, och möjligen även luftmotstånd.
Inte enbart friktion och luftmotstånd. För att kulan inte ska ramla ned när den är på topp måste hastigheten vara så stor att centrifugalkraftens är större än mg. När farten blir för låg tappar kulan kontakt med skenan och faller ned.
Så även i det ideala fallet, inga förluster, ramlar kulan.
Smaragdalena skrev:Ja, och att en del energi blir till rotationsenergi hos kulan, och möjligen även luftmotstånd.
Jag blir lite förvirrad när du nämner rotationsenergi. Hur kan det påverka att kulen inte når ända upp? Det spelar väl ingen roll vilken energiform kulan har, så länge energin är innesluten i systemet, per energiprincipen?
Ture skrev:Inte enbart friktion och luftmotstånd. För att kulan inte ska ramla ned när den är på topp måste hastigheten vara så stor att centrifugalkraftens är större än mg. När farten blir för låg tappar kulan kontakt med skenan och faller ned.
Så även i det ideala fallet, inga förluster, ramlar kulan.
Jag funderade på detta tidigare själv men var osäker.
Stenenbert skrev:Smaragdalena skrev:Ja, och att en del energi blir till rotationsenergi hos kulan, och möjligen även luftmotstånd.
Jag blir lite förvirrad när du nämner rotationsenergi. Hur kan det påverka att kulen inte når ända upp? Det spelar väl ingen roll vilken energiform kulan har, så länge energin är innesluten i systemet, per energiprincipen?
Så länge kulan snurrar är rotationsenergin relevant eftersom hastigheten och därmed cent.kraften blir lägre. Däremot har du helt rätt i att systemets totala energi är samma, rotationsenergin återgår till lägesenergi vartefter kulan bromsar in.
Rotationenrrgi räknade man inte med på gymnasienivp på 60 talet. Gör man det numera?
Ture skrev:Stenenbert skrev:Smaragdalena skrev:Ja, och att en del energi blir till rotationsenergi hos kulan, och möjligen även luftmotstånd.
Jag blir lite förvirrad när du nämner rotationsenergi. Hur kan det påverka att kulen inte når ända upp? Det spelar väl ingen roll vilken energiform kulan har, så länge energin är innesluten i systemet, per energiprincipen?
Så länge kulan snurrar är rotationsenergin relevant eftersom hastigheten och därmed cent.kraften blir lägre. Däremot har du helt rätt i att systemets totala energi är samma, rotationsenergin återgår till lägesenergi vartefter kulan bromsar in.
Rotationenrrgi räknade man inte med på gymnasienivp på 60 talet. Gör man det numera?
Nej, än så länge har vi inte räknat på det. Jag vet inte hur det blir i kommande kurser dock.
Min killgissning är att du kan glömma rotationsenergi till dess att du ev läser fasta kroppars mekanik på universitetet.
