Luftmotstånd

Visa din figur.

Repet sitter mellan helikoptern och betongblocket.

Repets riktning är 20° från lidlinjen.

Din skiss bör se ut ungefär så här:

Yngve skrev:

Repet sitter mellan helikoptern och betongblocket.

Repets riktning är 20° från lidlinjen.

Din skiss bör se ut ungefär så här:

 

Jaha ok. Det var nästan samma sak, bara det att i min skiss så låtsades jag som att blocket flög längre bak. Påverkar det uträkningarna? 

PlanckH skrev:

Jaha ok. Det var nästan samma sak, bara det att i min skiss så låtsades jag som att blocket flög längre bak. Påverkar det uträkningarna? 

Då förstår jag inte din skiss. Jag ser inte var helikoptern är och i vilken riktning den flyger. Det ser även ut som om betongblocket hänger vertikalt neråt.

Pröva att räkna på båda sätten och se om resultatet blir detsamma.

Yngve skrev:

PlanckH skrev:

Jaha ok. Det var nästan samma sak, bara det att i min skiss så låtsades jag som att blocket flög längre bak. Påverkar det uträkningarna? 

Då förstår jag inte din skiss. Jag ser inte var helikoptern är och i vilken riktning den flyger. Det ser även ut som om betongblocket hänger vertikalt neråt.

Pröva att räkna på båda sätten och se om resultatet blir detsamma.

Helikoptern sitter såklart i änden av repet och behöver inte målas ut för att lösa uppgiften. Att blocket hänger vertikalt var bara för att kunna rita en fyrkant bättre. Skulle kunna vara en hård kedja som hänger där. Huvudsaken är att jag själv förstår min skiss. Men jag ska rita en bild åt er senare.

Jag vet fortfarande inte hur luftmotståndet räknas ut. 

Yngve skrev:

Repet sitter mellan helikoptern och betongblocket.

Repets riktning är 20° från lidlinjen.

Din skiss bör se ut ungefär så här:

Varför är det ett streck över v:et?

PlanckH skrev:

Huvudsaken är att jag själv förstår min skiss. 

Det håller nog inte din lärare med om. Att kunna kommunicera sin lösning så att den är förståelig för andra är ett viktigt betygskriterium.

Jag vet fortfarande inte hur luftmotståndet räknas ut. 

Luftmotståndet kan ses som en kraft som påverkar betongblocket. Kraften är motriktad rörelseriktningen.

För betongblocket så gäller sambandet F_res = m_betong•a_betong, där F_res är konstant eftersom accelerationen är konstant.

Du kan alltså beräkna F_res.

Kommer du vidare då?

PlanckH skrev:

Varför är det ett streck över v:et?

Eftersom hastigheten är en vektor.

Yngve skrev:

PlanckH skrev:

Huvudsaken är att jag själv förstår min skiss. 

Det håller nog inte din lärare med om. Att kunna kommunicera sin lösning så att den är förståelig för andra är ett viktigt betygskriterium.

Jag vet fortfarande inte hur luftmotståndet räknas ut. 

Luftmotståndet kan ses som en kraft som påverkar betongblocket. Kraften är motriktad rörelseriktningen.

För betongblocket så gäller sambandet F_res = m_betong•a_betong, där F_res är konstant eftersom accelerationen är konstant.

Du kan alltså beräkna F_res.

Kommer du vidare då?

Jag har aldrig haft problem med att kommunicera mina uträkningar förutom på det här forumet i den här uppgiften. Min bild var fullt förståelig för de allra flesta.

Jag vet att Fres är 202,5 N. Kraften nedåt är 4419 N och den i repet är 4621 N. Jag har försökt genom att använda en sinusformel för att få den vågräta kraften men det blir inte rätt. 

PlanckH skrev:

Min bild var fullt förståelig för de allra flesta. 

Jag visste inte ens hur jag skulle reagera på den bilden.

Jag undrade om du verkligen inte visste vad lodlinje betydde.

PlanckH skrev:

Jag har aldrig haft problem med att kommunicera mina uträkningar förutom på det här forumet i den här uppgiften. Min bild var fullt förståelig för de allra flesta.

OK bra, då är det nog bara så att varken jag eller Pieter Kuiper tillhör den gruppen.

Jag vet att Fres är 202,5 N. Kraften nedåt är 4419 N och den i repet är 4621 N. Jag har försökt genom att använda en sinusformel för att få den vågräta kraften men det blir inte rätt. 

Hur kommer du fram till att F_res = 202,5 N?

Åt vilket håll är F_res riktad? Rita gärna in den kraften, övriga krafter och accelerationen i din skiss.

Det hjälper oss att förstå hur du har tänkt.

PlanckH skrev:

...

Jag har aldrig haft problem med att kommunicera mina uträkningar förutom på det här forumet i den här uppgiften. Min bild var fullt förståelig för de allra flesta.

(min fetning) Det har jag svårt att tro på.

Jag vet att Fres är 202,5 N. Kraften nedåt är 4419 N och den i repet är 4621 N. Jag har försökt genom att använda en sinusformel för att få den vågräta kraften men det blir inte rätt. 

Varifrån har du fått de siffrorna? De framgår inte i din figur. Var är lodlinjen? Du har ritat att någon vinkel är 20^o från en horisontell riktning, inte vertikal.

Visa spoiler

Skriv ditt dolda innehåll här

 

Smaragdalena skrev:

PlanckH skrev:

Visa föregående citat

...

Jag har aldrig haft problem med att kommunicera mina uträkningar förutom på det här forumet i den här uppgiften. Min bild var fullt förståelig för de allra flesta.

(min fetning) Det har jag svårt att tro på.

Jag vet att Fres är 202,5 N. Kraften nedåt är 4419 N och den i repet är 4621 N. Jag har försökt genom att använda en sinusformel för att få den vågräta kraften men det blir inte rätt. 

Varifrån har du fått de siffrorna? De framgår inte i din figur. Var är lodlinjen? Du har ritat att någon vinkel är 20^o från en horisontell riktning, inte vertikal.

kl 13:17 idag lade jag upp en ny bild. Det spelar ingen stor roll eftersom det går att vrida på geometriska figurer.

Tänker du hjälpa mig att lösa frågan eller är du bara ute efter att bråka?

Jag hittade en gammal tråd som visar de övriga siffrorna. Men luftmotståndet finns inte med.

https://gamla.pluggakuten.se/forumserver/viewtopic.php?id=71639

PlanckH skrev:

Tänker du hjälpa mig att lösa frågan eller är du bara ute efter att bråka?

Ingen här är ute efter att bråka. Alla här vill verkligen hjälpa dig.

Vi har bara lite svårt att förstå dina tankegångar.

Jag föreslår att vi börjar om från början.

Jag antar att vi fortfarande jobbar med b-uppgiften, dvs den med horisontell acceleration och luftmotstånd?

Två viktiga saker som hjälper oss att hjälpa dig:

1. Komplettera din senaste skiss med de krafter som påverkar betongblocket.
2. Berätta hur du tänker när du beräknar krafternas storlek.

Yngve skrev:

PlanckH skrev:

Tänker du hjälpa mig att lösa frågan eller är du bara ute efter att bråka?

Ingen här är ute efter att bråka. Alla här vill verkligen hjälpa dig.

Vi har bara lite svårt att förstå dina tankegångar.

Jag föreslår att vi börjar om från början.

Två viktiga saker som hjälper oss att hjälpa dig:

1. Komplettera din senaste skiss med de krafter som påverkar betongblocket.
2. Berätta hur du tänker när du beräknar krafternas storlek.

Okej da. Lägger upp det sen.

PlanckH skrev:

Okej da. Lägger upp det sen.

OK bra.

Tänk på att i b-uppgiften rör sig betongblocket endast horisontellt med endast en horisontell acceleration som är 2,0 m/s².

Se gärna till att man ser vad du skriver och vad andra har skrivit när du citerar.

Yngve skrev:

PlanckH skrev:

Okej da. Lägger upp det sen.

OK bra.

Tänk på att i b-uppgiften rör sig betongblocket endast horisontellt med endast en horisontell acceleration som är 2,0 m/s².

Jaha det kan ha blivit fel att jag har skrivit 0,45 innan.

För övrigt har jag redan postat tråden som innehåller de övriga uträkningarna. Förstår ej varför jag behöver räkna om allting i den här tråden.

Citatfel korrigerat. /Dracaena

PlanckH skrev:

För övrigt har jag redan postat tråden som innehåller de övriga uträkningarna. Förstår ej varför jag behöver räkna om allting i den här tråden.

Såvitt jag förstår så handlade de övriga uträkningarna i de gamla trådarna endast om a-uppgiften.

Så vad gäller b-uppgiften måste vi börja om från 0.

Mitt förslag är att du ritar betongblocket och de krafter som påverkar det: Tyngdkraften rakt neråt, luftmotståndet rakt åt vänster och dragkraften i repet snett upp åt höger.

En av dessa krafter känner du till storleken på.

Fundera sedan på hur stor den resulterande kraften F_res måste vara och hur den hänger ihop med de tidigare tre krafterna.

Pieter Kuiper skrev:

PlanckH skrev:

Min bild var fullt förståelig för de allra flesta. 

Jag visste inte ens hur jag skulle reagera på den bilden.

Jag undrade om du verkligen inte visste vad lodlinje betydde.

Jag ritade repets linje lite för snett, därav att lodlinjen hamnade vågrätt. 

Laguna skrev:

Se gärna till att man ser vad du skriver och vad andra har skrivit när du citerar.

Jag ville skriva separerat från texten man citerar men den hamnade där ändå, men nu fungerar sidan som den ska. 

PlanckH skrev:

Pieter Kuiper skrev:

Visa föregående citat

PlanckH skrev:

Min bild var fullt förståelig för de allra flesta. 

Jag visste inte ens hur jag skulle reagera på den bilden.

Jag undrade om du verkligen inte visste vad lodlinje betydde.

Jag ritade repets linje lite för snett, därav att lodlinjen hamnade vågrätt. 

Då borde du ha ritat en ny bild. En bild där lodlinhjen är vågrät är obegriplig. Det tyder på att du inte vet vad som menas med lodlinje.

Nu har jag kommit såhär långt, men får fortfarande inte fram det rätta svaret. Vad gör jag för fel?

Smaragdalena skrev:

PlanckH skrev:

Visa föregående citat

Pieter Kuiper skrev:

PlanckH skrev:

Min bild var fullt förståelig för de allra flesta. 

Jag visste inte ens hur jag skulle reagera på den bilden.

Jag undrade om du verkligen inte visste vad lodlinje betydde.

Jag ritade repets linje lite för snett, därav att lodlinjen hamnade vågrätt. 

Då borde du ha ritat en ny bild. En bild där lodlinhjen är vågrät är obegriplig. Det tyder på att du inte vet vad som menas med lodlinje.

Jag vet visst vad som menas med en lodlinje, kan du sluta trakassera mig hela tiden? Jag skrev ju förut varför lodlinjen råkade bli vågrät, och att det går att vrida på geometriska figurer. Att lodlinjen blev vågrät var inte så himla viktigt för att lösa uppgiften ändå, av anledningarna som jag förklarade ovan. Jag ritade även en ny bild så som jag förklarade två gånger innan i mina tidigare inlägg. Du kan väl läsa igenom mina tidigare inlägg istället för att komma med ett inlägg miljoner timmar senare och upprepa vad som redan har diskuterats och blivit avklarat? Jag vill inte diskutera med dig längre, utan hjälpen från de andra räcker redan.

PlanckH skrev:

Nu har jag kommit såhär långt, men får fortfarande inte fram det rätta svaret. Vad gör jag för fel?

Även utan luftmotstånd skulle repet inte hänga lodrätt i den här uppgiften (om jag fattat texten rätt).
Hur stor skulle den vinkeln vara?

(Sedan bör du rita mera noga. Ett tips är att använda linjal, gradbåge.)

Pieter Kuiper skrev:

PlanckH skrev:

Nu har jag kommit såhär långt, men får fortfarande inte fram det rätta svaret. Vad gör jag för fel?

Även utan luftmotstånd skulle repet inte hänga lodrätt i den här uppgiften (om jag fattat texten rätt).
Hur stor skulle den vinkeln vara?

(Sedan bör du rita mera noga. Ett tips är att använda linjal, gradbåge.)

Jag vet, men jag har en förkärlek för att rita raka linjer, hade jag inte gjort det hade jag nog dragit den "våglodräta" linjen snett uppåt. Nu tycker jag att vi är färdiga med snacket om linjer. Se gärna min tredje bild. Tänker jag rätt när det gäller uträkningen på luftmotståndet?

Jag ser nu att du tog med accelerationen på 2 m/s² redan i din förra bild men du antar att den är vertikal (som den var i a-frågan).

Jag skulle tro att det är meningen i uppgiften att accelerationen i b-frågan är framåt, i samma riktning som hastigheten. Visst, det står inte där och det är en brist i uppgiften, anser jag. Men det är nog så att man kan komma till facit.

Pieter Kuiper skrev:

Men jag skulle tro att det är meningen i uppgiften att accelerationen i b-frågan är framåt, i samma riktning som hastigheten. Visst, det står inte där och det är en brist i uppgiften, anser jag. Men det är nog så att man kan komma till facit.

Der står iofs inte uttryckligen att accelerationen är horisontell, men det står att helikoptern flyger horisontellt och att blocket och helikoptern har en acceleration på 2,0 m/s².

Den enda rimliga tolkningen är det jag skrev i svar #20.

Svaret ska vara 0,71 kN och har försökt med flera geometriska figurer men det går inte.

PlanckH skrev:

Svaret ska vara 0,71 kN och har försökt med flera geometriska figurer men det går inte.

Det här är en uppgift med två stjärnor på. Det är helt ok att inte lyckas.

Men du kan ju först försöka räkna ut hur repet skulle hänga utan luftmotstånd.

PlanckH skrev:

Tänker jag rätt när det gäller uträkningen på luftmotståndet?

Nej det är inte rätt.

Gör så här:

1. Inför ett koordinatsystem med horisontell x-axel i helikopterns färdriktning (dvs åt höger) och vertikal y-axel riktad uppåt.
2. Komposantuppdela de tre krafter som påverkar betongblocket (dvs tyngdkraften, luftmotståndet och repkraften).
3. Ställ upp kraftekvationerna i x- och y-led:

• Summan av krafterna i y-led ska vara lika med 0 eftersom den vertikala accelerationen är 0.
• Summan av krafterna i x-led (dvs den resullterande kraften) ska vara lika med m•a, där m är betongblockets massa 450 kg och a är betongblockets acceleration 2,0 m/s² i positiv riktning (åt höger).

Vinkeln ger dig ett samband mellan repkraftens komposanter.

Visa dina uträkningar.

Yngve skrev:

PlanckH skrev:

Tänker jag rätt när det gäller uträkningen på luftmotståndet?

 

Nej det är inte rätt.

Gör så här:

1. Inför ett koordinatsystem med horisontell x-axel i helikopterns färdriktning (dvs åt höger) och vertikal y-axel riktad uppåt.
2. Komposantuppdela de tre krafter som påverkar betongblocket (dvs tyngdkraften, luftmotståndet och repkraften).
3. Ställ upp kraftekvationerna i x- och y-led:

• Summan av krafterna i y-led ska vara lika med 0 eftersom den vertikala accelerationen är 0.
• Summan av krafterna i x-led (dvs den resullterande kraften) ska vara lika med m•a, där m är betongblockets massa 450 kg och a är betongblockets acceleration 2,0 m/s² i positiv riktning (åt höger).

Vinkeln ger dig ett samband mellan repkraftens komposanter.

Visa dina uträkningar.

Jag är osäker på hur luftmotståndet ska gå. Vet inte hur jag ska använda vinkeln för att räkna ut luftmotståndet. 

PlanckH skrev:

Jag är osäker på hur luftmotståndet ska gå. Vet inte hur jag ska använda vinkeln för att räkna ut luftmotståndet. 

Du verkar blanda ihop a- och b-uppgiften.

Läs hela uppgiftslydelsen igen. Där står det att:

• Till att börja med finns det en lodrät acceleration på 0,45 m/s².
• Men sedan (i b-uppgiften) så flyger helikoptern vågrätt med en (vågrät) acceleration på 2,0 m/s².
• Den lodräta accelerationen i b-uppgiften är alltså 0. 

Luftmotståndet är riktat i negativ x-riktning, dvs åt vänster i din bild.

Jag försöker få dig att rita en sån här skiss. Den fungerar bra som hjälp att lösa uppgiften.

Förstår du alla delar i skissen?

Yngve skrev:

Jag försöker få dig att rita en sån här skiss. Den fungerar bra som hjälp att lösa uppgiften.

Förstår du alla delar i skissen?

Ja jag fattar alla delarna, men jag vet inte hur jag räknar ut luftmoståndet ändå. Såhär ser triangeln ut har jag kommit fram till med er hjälp, men det stämmer ju ändå inte om man räknar på siffrorna.

Vad är det som är 900 och varifrån får du det värdet?

Vad betyder den vertikala kateten där der står "luft"?

Yngve skrev:

Vad är det som är 900 och varifrån får du det värdet?

Vad betyder den vertikala kateten där der står "luft"?

450 kg * 2,00 m/s^2=400 N som är accelerationskraften från helikoptern. Den kraften går ju horisontellt. 

Kan inte luften räknas som en vektor som kommer vertikalt från höger sida? 

Ja, luftmotståndet är en kraft från höger mot vänster, motriktad rörelseriktningen. Den vill bromsa betongblocket. Men kraften är alltså en horisontell kraft, i x-led. Eftersom helikoptern rör sig i x-led. (Inte vertikal)

Brukar ni räkna med "tröghetskrafter"? Läser du teknikprogrammet?

D4NIEL skrev:

Ja, luftmotståndet är en kraft från höger, motriktad rörelseriktningen. Den vill bromsa betongblocket. Men kraften är alltså en horisontell kraft, i x-led. Eftersom helikoptern rör sig i x-led. (Inte vertikal)

Brukar ni räkna med "tröghetskrafter"? Läser du teknikprogrammet?

Jag förstår det, bara det att jag inte fattar hur jag ska räkna på det i fysiken. 

Nej, jag repeterar bara gammal fysik. 

Yngve skrev:

Vad är det som är 900 och varifrån får du det värdet?

Vad betyder den vertikala kateten där der står "luft"?

Du skrev ju innan att den horisontella kraften Fr skulle räknas med som tyngden gånger accelerationen på 2. Jag tog med det som en horisontell kraft i bilden ovan. Men då är alltså både helikopteraccelerationen och luftmotståndet horisontella krafter? Hur räknar man ut luftmotståndet i så fall?

EDIT - rättat felskrivning.

Den horisontella kraften som jag pratade om då var den resulterande kraften, den som accelererar betongblocket. Den är summan av alla ingående krafter. och den  bildar inte vinkeln 70° med repet som du har ritat det. 

====== Gör istället så här: =======

Utgå från min skiss och ställ upp kraftekvationerna.

I y-led (lodrätt):

F_{REP_Y} - mg = 0, där m = 450 kg och g $\approx$ 9,82 m/s². Detta eftersom accelerationen i y-led är 0.

Det betyder att F_{REP_Y} = mg.

I x-led (vågrätt):

F_{REP_X} - F_LUFT = ma, där m = 450 kg och a =2,0 m/s². Detta eftersom accelerationen i x-led är a.

Det betyder att F_LUFT = F_{REP_X} - ma.

Du vet att tan(20°) = F_{REP_X}/F_{REP_Y}, vilket ger dig F_{REP_X} = F_{REP_Y} • tan(20°).

Nu har du allt du behöver för att beräkna både F_LUFT och F_REP.

Yngve skrev:

EDIT - rättat felskrivning.

Den horisontella kraften som jag pratade om då var den resulterande kraften, den som accelererar betongblocket. Den är summan av alla ingående krafter. och den  bildar inte vinkeln 70° med repet som du har ritat det. 

====== Gör istället så här: =======

Utgå från min skiss och ställ upp kraftekvationerna.

I y-led (lodrätt):

F_{REP_Y} - mg = 0, där m = 450 kg och g $\approx$ 9,82 m/s². Detta eftersom accelerationen i y-led är 0.

Det betyder att F_{REP_Y} = mg.

I x-led (vågrätt):

F_{REP_X} - F_LUFT = ma, där m = 450 kg och a =2,0 m/s². Detta eftersom accelerationen i x-led är a.

Det betyder att F_LUFT = F_{REP_X} - ma.

Du vet att tan(20°) = F_{REP_X}/F_{REP_Y}, vilket ger dig F_{REP_X} = F_{REP_Y} • tan(20°).

Nu har du allt du behöver för att beräkna både F_LUFT och F_REP.

Fan vad grymt! Jag kom så långt att jag lyckades räkna ut kraften på F rep x förut, men fastnade där. Nu fick jag fram det rätta svaret. Stort tack! 

PlanckH skrev:

Fan vad grymt! Jag kom så långt att jag lyckades räkna ut kraften på F rep x förut, men fastnade där. Nu fick jag fram det rätta svaret. Stort tack! 

Vad bra!

Framgångsreceptet i den här uppgiften (som i så många andra):

1. Läsa uppgiftslydelsen noga.
2. Göra antaganden där det finns oklarheter (i det här fallet att den lodräta accelerationen i b-uppgiften var 0).
3. Göra en skiss som är hyfsat skalenlig där relevanta krafter framgår.
4. Inför ett x/y-koordinatsystem som tydligt visar positiv/negativ riktning.
5. Komposantuppdela de krafter som inte redan är parallella med någon av koordinataxlarna.
6. Sätta upp kraftekvationer i x- och y-led.
7. Utnyttja geometri för att få fram samband mellan de ingående storheterna.
8. Lösa ut de storheter som efterfrågas.
9. Rimlighetskontrollera resultaten.