Räkna massan (Fysik/Fysik 1)

Jag tror säkert det finns ett sätt att lösa uppgiften på. Ladda upp en bild på uppgiften så kör vi.

(Man måste vet något mer än storleken på kraften, men det framgår säkert av din bild)

JohanF skrev:
Jag tror säkert det finns ett sätt att lösa uppgiften på. Ladda upp en bild på uppgiften så kör vi.
(Man måste vet något mer än storleken på kraften, men det framgår säkert av din bild)

Ursäkta glömde lägga till bild. Så här ser den ut. Jag tycker inte att jag ser en skillnad på farten när jag ändrar vikten. Jag tänkte att man skulle kunna använda F=m*a men då får jag fram något annat.

Här är länken också om ni vill ha tillgången till den https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_en.html

Vilken kul grej!

Om du testar med några olika massor, startar från stillastående, och lägger på en kraft (tex 50N) under en viss tid (använd ett stoppur, tex 10 sekunder), så kommer du se att hastigheten kommer att bli olika i de olika fallen.

Du har redan skrivit upp ett användbart samband, men du behöver ytterligare ett samband som beskriver hur hastighet, acceleration och tid hänger ihop. Hur ser det ut?

Jag tänkte att jag skulle kunna mäta skillnaden mellan två olika objekt med kända krafter. I det här fallet tog jag en 50 KG och en med 100 KG. Jag tog 100 N som pålagd kraft och försökte räkna m/s i 10 sekunder då fick jag

$100 N = 50 k g = 10.1 s e c = 20.0 m / s 100 N = 100 k g = 10.11 s e c = 10.1 m / s$

Alltså m/s blev dividerad i hälften på 10 sekunder när jag ökade vikten med 50 kg. Har jag tänkt korrekt här? Kan jag gå någonstans härifrån?

Tänkte exakt det du skrev :D. Men vet inte vad jag ska göra nu!

Bra!

Testa vilken hastighet du får med 200kg, och testa till sist vilken hastighet du får med den okända vikten. Då kan du nog se sambandet, och hur stor massa den okända vikten har.

När du gjort det så kan vi räkna teoretiskt och se om det stämmer.

JohanF skrev:
Bra!
Testa vilken hastighet du får med 200kg, och testa till sist vilken hastighet du får med den okända vikten. Då kan du nog se sambandet, och hur stor massa den okända vikten har.
När du gjort det så kan vi räkna teoretiskt och se om det stämmer.

Jag gjorde två till. Det här fick jag

$S_{3} = 100 N = 200 k g = 10, 15 s e c = 5, 1 m / s S_{4} = 100 N = 150 k g = 10, 00 s e c = 6, 7 m / s O c h d e n " o k ä n d a " = 100 N = ? = 10.08 = 20, 2 m / s$

Finns det något formeln som man skulle kunna använda sig utav? Tex sätta in S3 med den "okända". Jag har ju tidsintervallet och vikten på ena. Då skulle jag kunna behandla vikten som X på den okända. :)

Hur stor tror du den okända vikten är?

JohanF skrev:
Hur stor tror du den okända vikten är?

Jag misstänker att den är 50 kg. Då jag testade med att räkna ihop den med en känd vikt, 50 kg och fick då att 50 kg+ x= 10 sec=10 m/s. Och i den första, 100N=50 kg= 10.1 sec=20.0 m/s fick vi 20 m/s med 50 kg. Jag tror därför att vikten måste vara 50 kg.

Nu såg jag att allt pekade mot 50 kg men jag undrar går det att uttrycka svaret med något fysikaliskt begrepp :)

Det är klart att det går.

Vad är sambandet mellan hastighet, acceleration, och tid?

Vet faktisk inte :/. Det jag kan tänka mig är kanske $v = v_{0} + a t$ dvs formeln för likformigt accelererad rörelse? Men den är inte likformigt så det kan inte vara relevant här.

jag skulle kunna räkna ut hastighetslängden och sedan sätta in den i formen för "Rörelsemängd" p=m*v och behandla massan som X?

Jo, det är konstant acceleration det är fråga om här. Du vill använda $v = v_{0} + a t$ , och $v_{0} = 0$ efter som du började från stillastående.

Alltså

$v = a t$

Du nämnde tidigare att $F = m a$ .

Kan du kombinera ihop dessa två formler så att du för ett uttryck för massan $m$ , som funktion av kraften $F$ , tiden $t$ och hastigheten $v$ ?

JohanF skrev:
Jo, det är konstant acceleration det är fråga om här. Du vill använda $v = v_{0} + a t$ , och $v_{0} = 0$ efter som du började från stillastående.
Alltså
$v = a t$
Du nämnde tidigare att $F = m a$ .
Kan du kombinera ihop dessa två formler så att du för ett uttryck för massan $m$ , som funktion av kraften $F$ , tiden $t$ och hastigheten $v$ ?

Jag ska räkna ut det och återkomma! :D

birdbox21 skrev:
jag skulle kunna räkna ut hastighetslängden och sedan sätta in den i formen för "Rörelsemängd" p=m*v och behandla massan som X?

Har ni hunnit lärar er vad impuls är för något?

JohanF skrev:
birdbox21 skrev:
jag skulle kunna räkna ut hastighetslängden och sedan sätta in den i formen för "Rörelsemängd" p=m*v och behandla massan som X?
Har ni hunnit lärar er vad impuls är för något?

Nej dessvärre inte!

birdbox21 skrev:
JohanF skrev:
birdbox21 skrev:
jag skulle kunna räkna ut hastighetslängden och sedan sätta in den i formen för "Rörelsemängd" p=m*v och behandla massan som X?
Har ni hunnit lärar er vad impuls är för något?
Nej dessvärre inte!

Ingen fara. Vi kommer fram till samma formel (såklart) genom att kombinera de två ekvationerna jag skrev ovan. De kan du.

Ska a och v behandlas som samma siffror? Att båda är 20.2 m/s för den okända vikten.

WOW! Jag tror jag har löst den!!! $v = a t \to a = \frac{v}{t} \to \frac{20.2}{10.08} F = m a \to 100 N = m \times \frac{20.2}{10.08} \to \frac{100}{\frac{20.2}{10.08}} = 49.9 k g A l l t s å m = 49.9 k g$

Nä. Två formler:

$v = a t \Rightarrow a = \frac{v}{t}$

$F = m a = m \cdot \frac{v}{t} \Rightarrow F t = m v \Rightarrow m = \frac{F t}{v}$

Vad händer om du nu stoppar in dina uppmätta värden på $F, v o c h t$ , i $m = \frac{F t}{v}$

JohanF skrev:
Nä. Två formler:
$v = a t \Rightarrow a = \frac{v}{t}$
$F = m a = m \cdot \frac{v}{t} \Rightarrow F t = m v \Rightarrow m = \frac{F t}{v}$
Vad händer om du nu stoppar in dina uppmätta värden på $F, v o c h t$ , i $m = \frac{F t}{v}$

Då får jag m= 50.35, stämmer det? alltså 50 kg eller 50.4 kg

Den fråga du måste ställa dig är:

Kan den teoretiska modellen stämma med dina mätningar? Dvs vad skulle tiden ha behövt vara för att uträkningen skulle ha blivit exakt 50kg? Tror du att det kan varit den osäkerheten i dina knapptryckningar?

JohanF skrev:
Den fråga du måste ställa dig är:
Kan den teoretiska modellen stämma med dina mätningar? Dvs vad skulle tiden ha behövt vara för att uträkningen skulle ha blivit exakt 50kg? Tror du att det kan varit den osäkerheten i dina knapptryckningar?

Jag skulle först vilja tacka din hjälp och din tid! Och till din fråga, ja eftersom tiden var ej exakt ibland. Den okända massan blev 10.08 sekunder medans 50 kg blev 10.1. Jag ska köra genom allting en gång och försöka få med exakta siffror och lite bättre noggrannhet. :D

Jag skulle inte oroa mig för att ha mätt två hundradels sekund fel med en knapptryckning.

Det viktiga är att du drar slutsatsen att den teoretiska beräkningen verkar stämma, och att det låter sannolikt att det är en liten liten felmätning som gör att mätningen inte stämmer exakt.
Istället för att tro att det teoretiska sambandet inte stämmer för att den inte blev exakt som mätningen.

JohanF skrev:
Jag skulle inte oroa mig för att ha mätt två hundradels sekund fel med en knapptryckning.
Det viktiga är att du drar slutsatsen att den teoretiska beräkningen verkar stämma, och att det låter sannolikt att det är en liten liten felmätning som gör att mätningen inte stämmer exakt.
Istället för att tro att det teoretiska sambandet inte stämmer för att den inte blev exakt som mätningen.

Yes, noterat! Tack så mycket för hjälpen! :D

En grej som jag glömde följa upp. Du kommenterade tidigare att v=at kan bara användas om accelerationen är konstant (vilket är helt riktigt), och du påstod att a inte var konstant i uppgiften.
Men jag påstod att a visst var konstant, utan att förklara varför jag visste det.

Jag visste det eftersom kraften var konstant (du applicerade 100N).
Och eftersom a=F/m, och massan självklart är konstant, så måste även a vara konstant.

JohanF skrev:
En grej som jag glömde följa upp. Du kommenterade tidigare att v=at kan bara användas om accelerationen är konstant (vilket är helt riktigt), och du påstod att a inte var konstant i uppgiften.
Men jag påstod att a visst var konstant, utan att förklara varför jag visste det.

Jag visste det eftersom kraften var konstant (du applicerade 100N).
Och eftersom a=F/m, och massan självklart är konstant, så måste även a vara konstant.

Juste, tack! Skulle man fortfarande använda sig av samma formeln om kraften ej var konstant?

Ja faktiskt hade man i stort sett kunnat använda sig av slutformeln, men du skulle inte ha fått härleda den med hjälp av formeln $v = a t$ .

Det var av den anledningen jag frågade om ni hade lärt er kraftimpulslagen. Den säger att "arean under kraft/tid-grafen" är lika med ändringen i rörelsemängd hos ett föremål. Konsekvensen av den lagen är att du skulle ha multiplicerat medelkraften med tiden. Eller på mattespråk, $\int F d t$ .

I din uppgift så applicerade du konstant 100N under 10 sekunder, vilket gör att "arean under F/t-grafen" helt enkelt blir samma sak som $F \cdot t$ . (dvs medelkraften var 100N under hela tiden). Om du istället hade lyckats applicera 50N under 5 sekunder, och 100N under resterande 5sekunder (dvs totalt 10sek) så hade du kunnat använda formeln om du hade stoppat in tidsmedelvärdet av kraften, dvs 75N.

(Testa om du kan klara det...)