Magdeburg Otto von Guericke vakuum experiment
Min lösning:
där
Rätt svar är B. 40kN
Vad är det jag gör fel?
Du har räknat ut vilken kraft som skulle ha behövts om man hade satt fast det ena halvklotet mot en stadig vägg.
Hur vet du att facit är rätt? Din beräkning ser korrekt ut och wikipediaartikeln om experimentet har samma värde.
Smaragdalena skrev :Du har räknat ut vilken kraft som skulle ha behövts om man hade satt fast det ena halvklotet mot en stadig vägg.
Okej, så det är bara att tänka att man ska dra från två motsatta håll?
Jag tolkade uppgiften som att det enbart är en kraft som sökes.
PeBo skrev :Hur vet du att facit är rätt? Din beräkning ser korrekt ut och wikipediaartikeln om experimentet har samma värde.
Ja, det känns som om min beräkning stämmer. Det är en uppgift från matematik- och fysikprovet och dem brukar vara ganska korrekta. Tänkte därför kolla om någon annan tolkar uppgiften annorlunda än jag.
Vi kan kalla den ena halvsfären "den högra" och den andra "den vänstra".
Lufttrycket trycker den högra med kraft PA åt vänster, där A är projicerad area = pi*r^2.
Lufttrycket trycker den vänstra med kraft PA åt höger, där A är projicerad area = pi*r^2.
Det behövs då en kraft på 2PA för att dra isär dem.
Dr. G skrev :Vi kan kalla den ena halvsfären "den högra" och den andra "den vänstra".
Lufttrycket trycker den högra med kraft PA åt vänster, där A är projicerad area = pi*r^2.
Lufttrycket trycker den vänstra med kraft PA åt höger, där A är projicerad area = pi*r^2.
Det behövs då en kraft på 2PA för att dra isär dem.
Okej, tack för en tydlig förklaring!
Jag är ledsen, men det är 20 kN som är rätt svar. Det är trycket och tvärsnittsarean som spelar roll. Din beräkning är korrekt ATsmartis. Om man sätter fast en klothalva mot en vägg eller sätter ihop klothalvorna och fäster andra änden via repet i en vägg eller hästar spelar ingen roll. Antingen bestämmer man sig för att kraft är en vektorvärd storhet och respekterar det genom vektoraddition (då är summa kraft inte 2PA utan 0, eftersom klotet inte accelererar), eller så accepterar man alla stolligheter som uppstår som en konsekvens av att man kan addera vektorer som om det vore skalärer. Notera att det Magdeburgska klotet inte flyger omkring som en ballong på rymmen. På samma sätt kan man referera till Newtons tredje lag som säger att varje kraft har en lika stor och motriktad reaktionskraft -- det är den man ser i andra änden av klotet. Gör tankeexperimentet att fästa rep med tyngd i ena klothalvan, ett rep som löper över en rulle och en tyngd som hänger fritt. Sen har man andra änden fäst i antingen en vägg eller en spegling av den första halvans apparat (likadant rep, rulle och tyngd). Skulle det vara olika kraft som behövs nu? Blir trycket och kraften som behövs i första klothalvan ett annat för att man har fäst klothalvan mot en vägg istället för i en annan klothalva? Reaktionskraften är lika stor och likriktad, och summan av dessa krafter är noll, just för att accelerationen är noll. Någon kanske kan visa mig den där accelerationen som 40kN ger upphov till? Om ni frågar mig var accelerationen som mina och ATsmartis 20 kN ger upphov till är, så säger jag att den inte finns, för reaktionskraften är lika stor och motriktad, och tar ut effekten, så det uppstår ingen acceleration. Den kraft som man kan se i en dynamometer kopplad i repet man drar i kommer att visa 20 kN när klothalvorna går isär. Det andra repet (om man inte kopplat sakerna i en vägg) visar också 20 kN. Om man har kopplat andra sidan 1 m upp på en vägg, så kommer vägens infästning i marken att känna ett vridande moment på 20 kNm, med rätt tecken för att det inte ska uppstå någon acceleration.
@ATsmartis, jag tycker det är lite synd att du har en tendens att råka ut för undervisningsmateriel som är så förvirrat om fysik. Den där vattenspridaren var också rätt udda eller rent av galen. Det är svårt nog som det är att utveckla en bra intuition för många av de mer abstrakta begreppen utan att man leds vill på det där sättet. Du kan ju känna dig nöjd med att ditt första sätt att angripa problemet var rätt.
Men all respekt för Dr G och Smaragdalena (jag har stor respekt för båda), det här är helt enkelt fel. Iden om att man ska summera kraft och motkraft känns fel, och jag har inte sett någon stans där man räknar ett exempel av det här slaget på det sättet.
Se även en diskussion om saken på physics stack exchange.
PeBo har rätt!
Man behöver dra i ena klothalvan med 20 kN och något annat måste hålla emot i andra klothalvan med 20kN åt andra hållet.
Om man skulle fråga hur många hästar som behövdes om n hästar kunde leverera 20 kN hade svarat varit 2n hästar, men så var inte frågan ställd.
Frågan är dåligt formulerad. Man frågar efter EN kraft, som om det inte existerade något reaktionskraft. Om hästen drar med 20kN får vi bara ett galopperande djur som släpar skrot efter sig i en accelererande rörelse...
Reakrionskraften kan vi få genom att fästa andra klothalvan i en vägg (då verkar många glömma den kraften) eller genom att fästa andra klothalvan i en annan häst (då verkar många räkna även den kraften)
