På vilket sätt jag räkna ut den totala tiden när vi har nedanstående variablar och information?
Ett rymdskepp har konstant hastighet. En astronaut har gått ur rymdskeppet och håller sig 100 m bakom rymdskeppet. Den är i vila i förhållande till skeppet. Astronauten har massan 125 kg. För att återvända till skeppet använder astronauten en gaspistol som på 5 sekunder sänder ut 0,2 kg gas rakt bakåt. Gasen har hastigheten 500 m/s. Hur lång tid behöver han för att komma tillbaka till rymdskeppet?
Jag har börjat med att räkna ut kraften som pistolen avger, för att räkna ut den tog jag 0.2/5 för att få antalet kg per sekund. Därefter räknade jag ut kraften genom impulslagen, nu vet jag att det sker under 1 sekund och då kan jag ta m*v vilket blir 500*0.04=20 N för den tiden han använder gaspistolen.
Sedan har jag räknat ut arbetet det krävs för att komma tillbaka till skeppet genom W=F*S, 20 * 100 = 2000 J.
Jag tänker att jag kan använda arbetet för att räkna ut tiden som krävs för att ta sig tillbaka till skeppet?
Gaspistolen är bara igång 5 sekunder, sedan fortsätter astronauten med konstant hastighet fram till rymdskeppet.
Räkna ut accelerationen med Newtons andra lag. Räkna sedan ut hur lång sträcka astronauten hinner under accelerationsfasen med hjälp av
Vilken hastighet har astronauten när accelerationsfasen är avslutad?
Räkna ut hur lång tid den sista sträckan tar då astronauten färdas med konstant hastighet fram till rymdskeppet.
Accelerationen blev 0.16m/s^2, när jag sedan använde denna acceleration i s=at^2/2 så använde jag t=5 och a=0.16. Då fick jag 2 meter. När jag skulle räkna ut hastigheten efter accelerationsfasen så tog jag s/t=v, där jag satte s=2 meter och t=5 sekunder och fick 0.4m/s. När jag satte in värdena i s/v= t för att få tiden blev det 250 sekunder. Jag tror jag har använt fel formel för sista steget, eftersom svaret blir 127.5 sekunder.
Ja, du räknade ut hastigheten fel. Tänk på att astronauten accelererar de första fem sekundrarna! För likformigt accelererad rörelse gäller ju
Med och accelerationen får astronauten hastigheten
Denna hastighet håller astronauten sedan konstant under resterande . Alltså blir den totala tiden?
Yes, nu fick jag tiden till 122.5 och jag adderar sedan de första 5 sek till 127.5 s.
Tack!
Yaaaaai!