Medelvärde av bromsande krafter.

Det finns två sätt. Du kan använda energiprincipen och sätta arbete lika med förändring av kinetisk energi:

$W= \bar{F} \cdot s = \dfrac{mv_0^2}{2}$

Eller så kan du använda Newtons andra lag och sträckformeln:

$F = ma$

$s =v_0 t + \dfrac{1}{2}at^2$

Där tiden ges av:

$v_0 = at$

Tack för svaret.  Men jag lyckas ändå inte få det att stämma. För om jag använder energiprincipen och sätter in alla värden. 

(1800kg * 23,61m/s^2) / 2 

vad gör jag för fel ?

Vad är kraften? Du har inte räknat ut den.

Det är där jag kör fast. Ursäkta om jag verkar trög men har läst in hela fysikkursen under väldigt kort tid, så det mesta har blivit väldigt rörigt och jag blandar ihop saker.  Har du lust att visa hur du hade gjort uträkningen med insatta värden? Så kommer jag nog förstå bättre.  

Tänk på sambandet jag skrev upp:

$\bar{F} \cdot s = \dfrac{mv_0^2}{2}$

Vi söker alltså medelvärdet på den bromsande kraften $\bar{F}$ där ett streck ovanför brukar betyda "medelvärdet".

Denna bromsande kraft utför ett fysikaliskt arbete $W=\bar{F} \cdot s$ under bromssträckan $s= 41\ meter$.

Detta fysikaliska arbete leder till en förändring av den kinetiska energin vi kan kalla $\Delta E_{kin}$. Här brukar grekiska $\Delta$ betyda "förändring". Vi börjar med en fart $v_0 \approx 23.61 \ m/s$ och därmed en kinetisk energi $E_0 = mv_0^2/2$.

Förändringen är från denna fart $v_0$ till farten lika med noll $v =0$ vilket ger förändringen (slutenergi minus startenergi):

$\Delta E_{kin} = E_1 - E_0 = 0 - \dfrac{mv_0^2}{2}$

Detta ger oss medelvärdet på den bromsande kraften som:

$\bar{F}= \dfrac{\Delta E_{kin}}{s}=\dfrac{-mv_0^2}{2s} = -\dfrac{1800 \cdot 23.61^2}{2\cdot 41} \ N$

Addendum

Varför tror du vi fick att kraften var negativ?

Tack för att du lägger ner så mycket tid, de är verkligen till stor hjälp. 

Jag gissar på att de visar att det är en retardation och inte en acceleration. 

Har du lust att hjälpa mig med denna uppgiften också? 

En boll med massan 290 g släpps utan begynnelsehastighet från höjden 1.3 m.

Vilken fart har bollen då den landar?

jeessicarlsson skrev:

En boll med massan 290 g släpps utan begynnelsehastighet från höjden 1.3 m.

Vilken fart har bollen då den landar?

Har du någon idé själv?

Jag gissar på att jag ska använda något liknande som tidigare mv^2/2 och även kanske mgh. men vet inte riktigt hur. 

använd energiprincipen. All lägesenergi förvandlas till rörelseenergi precis innan nedslaget: $\frac{m{v}^2}{2}=mgh$. Lös ut v, sätt in dina värden som är givna så får du fram v, som är hastigheten precis innan nedslaget. 

Precis som vid alla tillfällen då du analyserar energi kan du ställa upp energi före plus arbete lika med energi efter plus förluster eller som:

$E_{start} + W =E_{slut} + E_{loss}$

I fallet med bromskraften har du egentligen en förlust i form av värme och ljud som vi försummar och bakar in i bromskraftens motverkande arbete.

I fallet då du släpper bollen från en höjd $h$ börjar du med en potentiell energi i form av:

$E_{start} = mgh$

Du har också att luftmotståndet utför ett arbete men om höjden är tillräckligt låg kan vi bortse från det och får:

$W = E_{loss} =0$

Slutliga energin är rörelseenergin hos bollen eller:

$E_{slut} =\dfrac{mv^2}{2}$

Tack!!. Då förstår jag. Men det som gör mig lite förvirrad är när jag ska använda vad. När jag ser denna typ av uppgifter börjar jag räkna med andra typer av formler. Kan jag på något sätt komma fram till varför jag ska använda energiformerna ? 

Erfarenhet, i princip, tyvärr. Energi är egentligen bara ett verktyg för att göra analysen enklare. 

Jämför exempelvis med att använda dig av Newtons lagar och sträckformler som kan bli ganska omständligt. För bollen du släpper hade du dock kunnat enkelt sätta upp att:

$s = v_0 t + \dfrac{1}{2} at^2$

Där du vet att $s =h$, $v_0=0$ och $a =g=9.82 \ m/s^2$. Vi eliminerar tiden genom:

$v = v_0 +at$

Där vi då får:

$t = v/a = v/g$

Detta ger oss:

$h = \dfrac{1}{2} g(v/g)^2 = \dfrac{1}{2} v^2/g$

Löser du ut farten $v$ nu får du samma uttryck som när du använde energi. Men ser du hur många fler steg som krävdes från början till slut?