Rörelse och krafter
Hej!
I en uppgift som är mer lik en labb ska man kasta en kula som tar en cirkulär loop (som en berg o dalbana) och utfifrån de siffror man har ska man uppskatta en hastighet (mgh=mgh*mv^2/2 )
Därefter ska man försöka uppskatta rotationsenergin baserat på de beräkningar man gjort. Till att börja med.. finns det en specifik formel för rotationsenergi?
För det andra jag har räknat fram rotationsenergin (genom mgh= mgh + mv^2/2 + rotationsenergi) och subtraherat mina siffror genom att minska hastigheten jag uppskattat i förra uppgiften. Jag får fram 0,024j, är det rimligt?
Det är ganska svårt att förstå hur en kula man kastar kan ta en cirkulär loop. Finns det en bild i uppgiften?
Ja, det finns en formel för rotationsenergi. Energin beror av massan och rotationshastigheten och tröghetsmomentet. Uttrycket för ett klot finns på Wikipedia, tex, men borde också finnas i din bok:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_moments_of_inertia
Jag förstår inte vad j är i ditt svar, så det är svårt att säga om det är rimligt. Lägg till en bild där du visar vad du har räknat ut.
höjden på loopen är 0,2 m och jag slänger kulan från 0,4 m. Den väger 0,033 g
Formeln säger att
E (potentiell) före = Ep(efter) + Ek + Erot
så jag skrev om det till
E rotation = Eföre - Ep(efter) - Ek
och fick det då till 0,024 joule. Jag uppskattade en hastighet på ca 1,5 m/s
Bra bild! Detta är ett typiskt energiproblem. Du ska jämföra energin som du har i början, mgh, med energin som kulan har när den är i toppen av loopen, antar jag, även om det inte är jättetydligt från din fråga. Jag kallar den punkten B.
Om man antar att banan är helt friktionsfri så kommer kulan inte börja rotera. För det fallet så kan du säga att den initiala energin är samma som energin i punkten B, som är mgh_b + mv_b^2/2, som du säger.
Om banan inte är friktionsfri så kommer klotet att börja rotera. Jag antar att meningen är att man ska anta att friktionen är så stor att punkten där kulan rör vid banan står stilla, dvs kulan roterar lika snabbt som den rör sig längst banan. I det fallet så får du en term till för energin i punkten B. Den tredje termen är rotationsenergin, som du kan räkna ut, eftersom du vet att rotationshastigheten är samma som banhastigheten.
Notera att kulan går långsammare i det fallet där banan har friktion, eftersom den tappar hastighet pga friktionen. Så du måste räkna ut Ek och Erot tillsammans för att hitta hastigheten som kulan har i punkten B.
det jag inte förstår är att jag inte har en formel för rotationsenergi och har inte heller någon anning om vilka siffror som skulle vara rimliga i det fallet. Jag har i min första beräkning av vilken höjd jag ska släppa kulan ifrån och i min andra där jag beräknar max hastighet, inte tagit hänsyn till friktionen.
Så jag arbetar inte med någon formel för rotationsenergi och det är det som förvirrar mig. (uppskattar verkligen dina svar! tack så sjukt mycket)
