4 svar
281 visningar
Emlial 112
Postad: 20 sep 2021 14:50

Resulterande kraft - inklusive last?

Hej! Jag har dessvärre glömt min fysikbok i en annan stad än den jag är i just nu, så jag skulle behöva lite hjälp med vad som gäller för följande:

 

Till exempel:

Diagrammet visar rörelsen för en Volvo 850 som väger 1740 kg inklusive last.

Beräkna den genomsnittliga bromskraften på bilen.

 

Min lösn: F=m*a. Diagrammet visar en graf för hur hastigheten beror av tiden. Jag beräknar Δv/Δt och får accelerationen a. Den kan jag sedan sätta in i formeln F=m*a.

Men jag blir osäker på vad massan avser. Det verkar i facit som att den endast avser bilens vikt, inte lastens. Är detta generellt (eller ens korrekt?) att den resulterande kraften på ett föremål inte inkluderar den vikt som lastas på?

SaintVenant 3928
Postad: 20 sep 2021 16:34 Redigerad: 20 sep 2021 16:37

Nej, det är inte korrekt. Massan avser hela konkarongen i detta fall eftersom bilen och lasten är kopplade med varandra och således rör sig unisont. Ett sätt att uttrycka Newtons andra lag på för ett system av två partiklar i linjär rörelse är:

F=m1a1+m2a2\displaystyle \sum F = m_1 a_1 + m_2 a_2

Där stora sigma står för "summa". Eftersom de är kopplade måste vi ha att a1=a2=aa_1 = a_2=a (om bilen accelererar måste lasten hänga med) vilket ger:

F=(m1+m2)a\displaystyle \sum F = (m_1 + m_2) a

Om du har fått fel relativt facit har du kanske gjort något annat fel. Visa hela uppgiften och din uträkning.

Emlial 112
Postad: 20 sep 2021 17:05

Nedan följer två sådana uppgifter jag fått fel svar på. det finns inget lösningsförslag, endast facit. 

SaintVenant 3928
Postad: 20 sep 2021 17:33

Så du ska alltså googla fram vikten på en Volvo 850 eller står den någon annanstans?

Nej du, jag tycker de har fel i facit. Om en bil har en last i sig som inte är kopplad fast och därmed inte hänger med i bromsningen så visst. Men varför man skulle anta detta förstår jag inte. Personen som gjort facit verkar antagit att "bromskraften på bilen" på något vis innebär att denna inte skulle påverka lasten så att lasten bara flyger vidare.

Likaså på nästa fråga antas alltså att bromskraften inte verkar på kvinnan för att hon kanske inte har bilbälte på sig. Varför man skulle anta det förstår jag inte.

Du förstår, liksom jag, att det är fysikaliskt orimligt om det är ett kopplat system med last + bil att ens diskutera kraft på enbart bil. Bromskraften verkar på bilens däck och om du har surrat fast lasten kommer denna bromsning sedan även decelerera lasten genom de snören eller vad det nu är du surrat fast den med.


Tillägg: 20 sep 2021 17:57

Jag ska kolla på det närmre. Kan vara så att jag var förhastad ovan, återkommer.

SaintVenant 3928
Postad: 20 sep 2021 18:02 Redigerad: 20 sep 2021 18:13

Jag kan passa på att bevisa att så är fallet för framtida läsare. Vi har nedan en bil som decelererar med en last på flaket:

Vi frilägger lasten på flaket och tittar på vilka krafter som påverkar denna:

Inget som överraskar här; vi har tyngdkraft, normalkraft och friktionskraft. Newtons andra lag (med riktning vänster som positiv i decelerationens riktning) ger oss:

FfL=m2aF_{fL} = m_2 a

Vi frilägger bilen och får:

Här ser det lite mer avancerat ut men det är i stort sett samma saker. Vi tar Newtons andra lag igen (med riktning vänster som positiv i decelerationens riktning) och får:

FfB-FfL=m1aF_{fB} - F_{fL} = m_1 a

Om vi stoppar in FfLF_{fL} vi fick tidigare får vi:

FfB-m2a=m1aFfB=m1a+m2aF_{fB} - m_2 a = m_1 a \Leftrightarrow F_{fB} = m_1a + m_2a

Alltså har vi att bromskraften "på bilen" blir:

FfB=(m1+m2)aF_{fB} = (m_1 + m_2) a

Vi förstår att vi skulle kunna frilägga hela grejen som nedan:

Vilket naturligtvis ger samma resultat:

FfB=(m1+m2)aF_{fB} = (m_1+m_2)a


Tillägg: 20 sep 2021 18:33

Nu ser jag. De har en annan formulering på uppgift 8:

"Beräkna den genomsnittliga nettokraften på bilen."

Där är det alltså nettokraften som påverkar bilen de söker, inte bromskraften. De söker alltså:

FfB-FfLF_{fB} - F_{fL}

Om du räknar ut detta i 8 får vi:

640-70·0,4=612610 N640 - 70\cdot 0,4 = 612 \approx 610 \ N

Detta innebär alltså två saker:

  1. Facit är fel i 7 relativt hur frågan är formulerad.
  2. Du måste veta lastens vikt för att svara så som de gjort. Med tanke på att en Volvo 850 väger 1500 kg skulle lasten väga 240 kg men det är inte vad de använt.

De har använt vikten:

6455-m23,71=61006455 - m_2 3,71 = 6100

m2=95,94100 kgm_2 = 95,94 \approx 100 \ kg

Svara
Close