Läges & rörelseenergin
Jag har en uppgift som går ut på att räkna ut vilken hastighet en boll har efter att ha fallit en meter från vila. Jag har vägt bollen och den väger 8 g d.v.s. 8*10^-3 kg i massa.
Hur ska man tänka här? Ska jag anta att rörelseenergin är lika stor som lägesenergin? Kommer inte vidare.
Ja det stämmer.
Det bollen förlorar i lägesenergi vinner den i rörelseenergi.
Alltså
mgh + m*0^2/2 = m*v^2/2
Varför gäller det här sambandet? Kan man illustrera en bild?
Den totala mekaniska energin innan den faller: E0=E0p+E0k. Eftersom den är i vila vid start så är E0k=0, vilket betyder att E0=E0p
Den totala mekaniska energin när den fallit en meter E1=E1p+E1k
Det står ingen om luftmotstånd så vi bortser från det. Det betyder att den mekaniska energin är konstant under hela fallet, dvs att E0=E1.
Det ger dig ekvationen E0p=E1p+E1k, dvs E1k=E0p-E1p.
Med E1k=mv212, E0p=mgh0 och E1p=mgh1 så får vi att
mv212=mgh0-mgh1
mv212=mg(h0-h1)
Eftersom fallhöjden är 1 meter så är h0-h1=1:
mv212=mg·1
Och så vidare.
Blev det tydligare då?
Yngve det blir ganska svårt för mig att förstå vad E0 är, E0p och E0k . Det vore bättre om du skrev ut rörelseenergi istället för E0k , lägesenergi istället för E0p.. Jag upplever att det blir svårare att hänga med uträkningen
-
Jag hänger med på din uträkning framtills de första 2 radena , allt som står under förstår jag inte helt riktigt
Kalla startpunken för A och punkten 1 meter längre ner för B. A har höjden h och B har höjden h-1.
Vid A är bollen i vila och dess mekaniska energi består då enbart av lägesenergi som är mgh.
Vid B består bollens mekaniska energi dels av lägesenergin mg(h-1) och dels av rörelseenergin mv22.
Eftersom den mekaniska energin hela tiden är konstant så gäller det att mgh=mg(h-1)+mv22
Det innebär att mv22=mgh-mg(h-1), dvs mv22=mg, dvs $$v^2=\frac}{g}{2}$$.
Skulle du kunna förklara det med hjälp av en bild? Det skulle vara mycket enklare att förstå?
Jag förstår dina beräkningar men det vore bättre om du kunde förklara med hjälp av en bild :)
vi vet att m=8g
h=?
Vad ska ”v” vara?
Det spelar ingen roll vad h är. Vi kan säga att h = 10 meter. Det som efterfrågas är v, vilket är hastigheten vid punkten B.
Varför är bollen i vila vid punkten A?
Jag har en uppgift som går ut på att räkna ut vilken hastighet en boll har efter att ha fallit en meter från vila.
Okej.
Alltså gäller det att
mgh=mg(h-1) + (1/2*mv^2)
0.08kg*9.82*h=0.08kg*9.82*(h-1) + (1/2*0.08kg*v)
Vi antar att h=10m
isf blir v~4.4m/s
Varför spelar det ingen roll vilken höjd man sätter?
Svaret är rätt, men du råkade skriva v istället för v2 på ett ställe.
I själva verket spelar varken höjden h eller massan m någon roll i just det här fallet.
Bollen får samma hastighet oavsett om den faller ftån 10 till 9 meter eller om den faller från 67 till 66 meter. Prova själv i ekvationen så ser du att det stämmer.
Bollen får samma hastighet oavsett om den väger 8 gram eller om den väger 73 gram. Prova själv i ekvationen så ser du att det stämmer.
====================
Det blir tydligt om du börjar med att lösa ekvationen utan att sätta in siffervärden:
mgh=mg(h-1)+mv22
Multiplicera in mg i parentesen:
mgh=mgh-mg·1+mv22
Subtrahera mgh från båda sidor:
0=-mg+mv22
Addera mg till båda sidor:
mg=mv22
Dividera båda sidor med m:
g=v22
Multiplicera båda sidor med 2:
2g=v2
Dra roten ur båda sidor:
v=√2g
I detta uttryck för hastigheten finns varken h eller m med, alltså beror hastigheten v varken på höjden h eller massan m.